JPH1036963A - Sputtering device and formation of soft magnetic coating using the same - Google Patents
Sputtering device and formation of soft magnetic coating using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
を用いた薄膜磁気ヘッドを構成する軟磁性膜の成膜方
法、及びそれに用いる成膜装置に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for forming a soft magnetic film constituting a thin film magnetic head using a magnetoresistive effect element, and a film forming apparatus used therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】磁気記録媒体からの信号磁界によって抵
抗が変化する磁気抵抗素子膜(以下、MR素子と称す
る。)の抵抗変化を再生出力として検出する磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッド(以下、MRヘッドと称する。)
は、その再生出力が媒体速度に依存せず、媒体速度が遅
くても高出力が得られるという特徴を有しており、例え
ばハードディスク装置の小型大容量化を実現する磁気ヘ
ッドとして注目されている。2. Description of the Related Art A magnetoresistive thin film magnetic head (hereinafter referred to as MR) which detects a resistance change of a magnetoresistive element film (hereinafter referred to as MR element) whose resistance changes by a signal magnetic field from a magnetic recording medium as a reproduction output. It is called a head.)
Has a feature that its reproduction output does not depend on the medium speed, and a high output can be obtained even when the medium speed is low. For example, it is attracting attention as a magnetic head for realizing a small-sized and large-capacity hard disk device. .
【0003】このMRヘッドは、軟磁性膜からなる下層
シールドと、下層シールド上に形成された非磁性材料か
らなる再生下層ギャップ層と、再生下層ギャップ層上に
形成されたMR素子と、MR素子上に形成された第1の
絶縁層と、MR素子の後端部に一部が重なるように形成
されたセンス電流用導体層と、MR素子の上を横切るよ
うに第1の絶縁層上に形成されたバイアス電流用導体層
と、バイアス電流用導体層とを覆うように形成された第
2の絶縁層と、MR素子との先端部において接続するよ
うに形成された非磁性材料からなる再生上層ギャップ層
と、再生上層ギャップ層上に形成された軟磁性膜からな
る上層シールドとから構成される。The MR head includes a lower shield made of a soft magnetic film, a lower gap layer made of a nonmagnetic material formed on the lower shield, an MR element formed on the lower gap layer, and an MR element formed on the lower gap layer. A first insulating layer formed thereon, a sense current conductor layer formed so as to partially overlap a rear end of the MR element, and a first insulating layer formed so as to cross over the MR element. A reproduction made of a non-magnetic material formed so as to be connected at the tip of the MR element, and a second insulating layer formed to cover the formed bias current conductor layer, the bias current conductor layer, and the MR element. It comprises an upper gap layer and an upper shield made of a soft magnetic film formed on the reproducing upper gap layer.
【0004】このようなMRヘッドで磁気記録媒体から
の信号を再生する際には、バイアス電流導体層に流れる
電流によってMR素子にバイアス磁界が印加されるとと
もに、センス電流用導体層及び上層シールドを介して、
MR素子にセンス電流が供給される。そして、磁気記録
媒体からMR素子に引き込まれる信号磁界の大きさに依
存するMR素子の抵抗変化に基づいて、磁気記録媒体か
らの信号が再生される。When reproducing a signal from a magnetic recording medium with such an MR head, a bias magnetic field is applied to the MR element by a current flowing through a bias current conductor layer, and a sense current conductor layer and an upper shield are applied to the MR element. Through,
A sense current is supplied to the MR element. Then, a signal from the magnetic recording medium is reproduced based on a change in resistance of the MR element depending on the magnitude of a signal magnetic field drawn into the MR element from the magnetic recording medium.
【0005】ところで、上記MR素子は、一般にスパッ
タ法により成膜される。スパッタ装置は、カソードに配
置されたターゲット板にイオン化されたArガスなどが
スパッタリングし、ターゲット板から飛び出したスパッ
タ原子をアノードに配置された基板上に堆積させること
により、基板上に薄膜を成膜する装置である。Incidentally, the MR element is generally formed by a sputtering method. The sputtering device forms a thin film on the substrate by sputtering ionized Ar gas and the like on the target plate placed on the cathode and depositing sputtered atoms jumping out of the target plate on the substrate placed on the anode. It is a device to do.
【0006】すなわち、スパッタ装置においては、高真
空チャンバー内にスパッタガスとしてArガスを導入し
て、カソード即ちターゲット板に負電荷を負荷する。す
ると、一対の電極であるカソード−アノード間に電界が
生じ、グロー放電が起こってプラズマ中のイオン化した
Arガスがターゲット板をスパッタリングする。その結
果、ターゲット板からスパッタ原子が叩き出され、この
スパッタ原子がターゲット板と対向して配置された基板
表面上に堆積して薄膜が形成される。That is, in a sputtering apparatus, Ar gas is introduced as a sputtering gas into a high vacuum chamber to load a negative charge on a cathode, that is, a target plate. Then, an electric field is generated between the cathode and the anode as a pair of electrodes, glow discharge occurs, and ionized Ar gas in the plasma sputters the target plate. As a result, the sputtered atoms are knocked out of the target plate, and the sputtered atoms are deposited on the surface of the substrate arranged opposite to the target plate to form a thin film.
【0007】ここで、ターゲット板から飛び出したスパ
ッタ原子は、その発散の仕方が不均一となりがちであ
り、その結果として、上記基板に対する分布に偏りが生
じて当該基板に付着される薄膜の膜厚が不均一になるこ
とが多い。そのため、基板に成膜される薄膜の膜厚分布
を均一化するために、ターゲット板と基板との間には、
膜厚補正板が配置されている。この膜厚補正板100
は、図16(a)(b)に示すように、膜厚分布を考慮
した形状の開口部100aが形成される。そして、この
膜厚補正板100は、図17に示すように、カソード部
101に配置されたターゲット板102の一部を遮断す
るようにして、ターゲット板102と、基板ホルダー1
03に収納された基板104との間に設置される。そし
て、基板104の表面上にスパッタ原子が堆積して薄膜
が形成される。Here, sputtered atoms sputtered from the target plate tend to diverge in a non-uniform manner. As a result, the distribution of the sputtered atoms with respect to the substrate is biased and the thickness of the thin film attached to the substrate is reduced. Often become non-uniform. Therefore, in order to make the film thickness distribution of the thin film formed on the substrate uniform, between the target plate and the substrate,
A film thickness correction plate is provided. This film thickness correction plate 100
As shown in FIGS. 16A and 16B, an opening 100a having a shape considering the film thickness distribution is formed. Then, as shown in FIG. 17, the film thickness compensating plate 100 cuts off a part of the target plate 102 arranged on the cathode portion 101 so that the target plate 102 and the substrate holder 1 are cut off.
03 and the substrate 104 housed in the storage unit 03. Then, sputter atoms are deposited on the surface of the substrate 104 to form a thin film.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような膜厚補正板100を備えたスパッタ装置におい
て、一般にターゲット板102から飛び出したスパッタ
原子は、成膜速度を上げて安定した成膜を行うために、
ターゲット板102に装備されたエロージョンマグネッ
トから発生する磁束によって軌道が与えられている。そ
のため、ターゲット板102から飛び出して膜厚補正板
100の開口部100aを通過するスパッタ原子の飛散
する方向は一定になっておらず、スパッタ原子が基板1
04に付着するときの角度はスパッタ原子毎に異なって
いる。これにより、成膜された磁性膜の磁気異方性の分
散が起こり、保磁力の大きい磁性膜が形成されるという
問題点が発生している。However, in the sputtering apparatus provided with the film thickness correcting plate 100 as described above, generally, sputtered atoms jumping out of the target plate 102 form a stable film by increasing the film forming speed. for,
The trajectory is given by the magnetic flux generated from the erosion magnet mounted on the target plate 102. Therefore, the direction in which sputtered atoms fly out of the target plate 102 and pass through the opening 100a of the film thickness correction plate 100 is not constant, and the sputtered atoms
The angle at which it adheres to the surface 04 differs for each sputtered atom. This causes a problem that the magnetic anisotropy of the formed magnetic film is dispersed and a magnetic film having a large coercive force is formed.
【0009】特に、薄膜磁気ヘッドを構成する軟磁性薄
膜は、磁性膜の磁気異方性の分散が少なく、保磁力の小
さいものが要求されている。薄膜磁気ヘッドの磁性膜の
保磁力が大きい場合には、薄膜磁気ヘッドが帯磁するこ
とによって記録された磁気テープを消磁してS/Nが悪
くなったり、テープノイズが多くなったり、再生信号の
歪が多くなったりする虞がある。In particular, the soft magnetic thin film constituting the thin film magnetic head is required to have a small magnetic anisotropy dispersion of the magnetic film and a small coercive force. When the coercive force of the magnetic film of the thin film magnetic head is large, the recorded magnetic tape is demagnetized due to the magnetization of the thin film magnetic head, thereby deteriorating the S / N ratio, increasing tape noise, or reducing the reproduction signal. There is a possibility that distortion may increase.
【0010】磁性膜の磁気異方性の分散を抑えるため
に、上記成膜工程において、成膜時のArガス圧を極力
小さくし平均自由工程をなるべく長くすることにより、
基板104への付着角度を一定にすることも考えられて
いたが、成膜効率が悪く、充分な効果が得られていなか
った。In order to suppress the dispersion of the magnetic anisotropy of the magnetic film, in the film forming step, the Ar gas pressure during the film forming is made as small as possible and the mean free step is made as long as possible.
It was also considered to make the angle of attachment to the substrate 104 constant, but the film formation efficiency was poor and sufficient effects could not be obtained.
【0011】そこで、本発明は、上述のような問題点に
鑑みてなされたものであり、スパッタ法により薄膜を形
成するに際して、磁気異方性のない保磁力の小さい軟磁
性膜を成膜することができるスパッタ装置及びこれを用
いた軟磁性膜の成膜方法を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and when forming a thin film by a sputtering method, a soft magnetic film having no magnetic anisotropy and a small coercive force is formed. It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus capable of performing the above-described steps and a method for forming a soft magnetic film using the same.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係るスパッタ装
置は、上述した課題を解決するために提案されたもので
あり、カソードに配置されたターゲットと、このターゲ
ットに対向して配置された基板と、上記ターゲットと上
記基板との間に配置された膜厚補正板とを備え、上記膜
厚補正板は、膜厚分布を考慮した形状の開口部を有する
とともに、その開口部が基板面に対して略直交方向の壁
により仕切られた複数のスリットよりなることを特徴と
する。SUMMARY OF THE INVENTION A sputtering apparatus according to the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problem, and has a target disposed on a cathode and a substrate disposed opposite the target. And a film thickness correction plate disposed between the target and the substrate, wherein the film thickness correction plate has an opening having a shape in consideration of the film thickness distribution, and the opening is formed on the substrate surface. On the other hand, it is characterized by comprising a plurality of slits partitioned by walls in a substantially orthogonal direction.
【0013】また、本発明に係る軟磁性膜の成膜方法
は、スパッタ法により軟磁性膜を形成するに際して、カ
ソードに配置されたターゲットと、このターゲットに対
向して配置された基板との間に、膜厚分布を考慮した形
状の開口部を有するとともに、その開口部が基板面に対
して略直交方向の壁により仕切られた複数のスリットよ
りなる膜厚補正板を配置し、上記ターゲット板から飛び
出したスパッタ原子を上記開口部を通過させることによ
って基板面に軟磁性膜を成膜することを特徴とする。Further, the method for forming a soft magnetic film according to the present invention is characterized in that, when a soft magnetic film is formed by a sputtering method, a target disposed on a cathode and a substrate disposed opposite to the target are disposed. A thickness correction plate having a shape in consideration of the film thickness distribution, and a film thickness correction plate including a plurality of slits whose openings are partitioned by walls in a direction substantially perpendicular to the substrate surface; A soft magnetic film is formed on the substrate surface by passing the sputtered atoms protruding from the opening through the opening.
【0014】本発明に係るスパッタ装置、及びこれを用
いた軟磁性薄膜の成膜方法によれば、ターゲット板から
飛び出したスパッタ原子の飛散方向が膜厚補正板のスリ
ットにより限定され、スパッタ原子が一定の角度で基板
面に付着することから、成膜された軟磁性膜の膜厚分布
を簡便かつ正確に均一化させることができるとともに、
磁気異方性の分散を抑えて保磁力の小さい軟磁性膜を得
ることができる。According to the sputtering apparatus of the present invention and the method of forming a soft magnetic thin film using the same, the scattering direction of the sputtered atoms jumping out of the target plate is limited by the slit of the film thickness compensator, and the sputtered atoms are reduced. Since it adheres to the substrate surface at a fixed angle, the thickness distribution of the formed soft magnetic film can be easily and accurately uniformized, and
A soft magnetic film having a small coercive force can be obtained while suppressing dispersion of magnetic anisotropy.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な実
施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings.
【0016】本発明を適用したスパッタ装置は、図1に
示すように、成膜室である高真空チャンバー1と、高真
空チャンバー1内の真空状態を制御する真空制御部(図
示せず)と、プラズマ放電用の電源(図示せず)と、高
真空チャンバー1内にスパッタガスであるAr等を供給
するスパッタガス導入口2とを備える。高真空チャンバ
ー1には、電源と電源ラインにて接続されているカソー
ド部3と、このカソード部3に所定距離をもって対向配
置されている基板ホルダー4とが配置される。As shown in FIG. 1, a sputtering apparatus to which the present invention is applied includes a high vacuum chamber 1 which is a film forming chamber, and a vacuum controller (not shown) for controlling a vacuum state in the high vacuum chamber 1. And a power source (not shown) for plasma discharge, and a sputter gas inlet 2 for supplying a sputter gas such as Ar into the high vacuum chamber 1. In the high vacuum chamber 1, a cathode unit 3 connected to a power supply by a power supply line and a substrate holder 4 opposed to the cathode unit 3 at a predetermined distance are arranged.
【0017】カソード部3には、ターゲット板5が配置
され、このターゲット板5の背面にエロージョンマグネ
ット(図示せず)が設置されている。基板ホルダー4に
は、被成膜体である基板6が配置される。カソード部3
と基板ホルダー4の間には、プリスパッタ時にターゲッ
ト板5を遮断するシャッター(図示せず)と、膜厚分布
を補正するための膜厚補正板7とが配置されている。A target plate 5 is disposed on the cathode section 3, and an erosion magnet (not shown) is provided on the back of the target plate 5. On the substrate holder 4, a substrate 6, which is a film-forming target, is arranged. Cathode section 3
A shutter (not shown) for shutting off the target plate 5 at the time of pre-sputtering and a film thickness correction plate 7 for correcting the film thickness distribution are arranged between the substrate holder 4 and the substrate holder 4.
【0018】上記カソード部3と上記基板ホルダー4と
により一対の電極が構成され、ターゲット板5から飛び
出したスパッタ原子は、エロージョンマグネットから発
生する磁束によって軌道が与えられ、膜厚補正板7の開
口部7aを通過したスパッタ原子が基板6の表面に付着
する。The cathode portion 3 and the substrate holder 4 constitute a pair of electrodes. The orbit of the sputtered atoms jumping out of the target plate 5 is given by the magnetic flux generated from the erosion magnet. The sputtered atoms passing through the portion 7a adhere to the surface of the substrate 6.
【0019】ここで、上記膜厚補正板7は、図2(a)
に示すように、膜厚分布を考慮した形状の開口部7aを
有し、図2(b)に示すように、側面からみるとその開
口部7aが基板面と略直交方向の壁に仕切られた複数の
スリットよりなり、例えば幅7mm×7mm、長さ10
mm程度のスリットの集合体として格子状に形成され
る。開口部7aの形状、スリットの形状、スリット集合
形態は特に限定されるものではなく、ターゲット板5か
ら飛び出したスパッタ原子の飛散方向を限定できるもの
であればよい。Here, the film thickness compensating plate 7 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, an opening 7a having a shape considering the film thickness distribution is provided. As shown in FIG. 2B, when viewed from the side, the opening 7a is partitioned into a wall substantially perpendicular to the substrate surface. Composed of a plurality of slits, for example, a width of 7 mm × 7 mm and a length of 10
It is formed in a lattice as an aggregate of slits of about mm. The shape of the opening 7a, the shape of the slit, and the form of the slit assembly are not particularly limited, and may be any as long as the direction in which the sputtered atoms protrude from the target plate 5 scatter can be limited.
【0020】したがって、図3に示すように、ターゲッ
ト板5から飛び出したスパッタ原子は、複数のスリット
仕切られた開口部7aにより飛散方向が限定され、一定
の角度で基板6の表面に堆積する。すなわち、基板6の
表面に対して略直交方向に飛散したスパッタ原子のみが
基板6表面に付着する。上記膜厚補正板7を備えたスパ
ッタ装置は、成膜された磁性膜の膜厚分布を簡便かつ正
確に均一化させることができるとともに、磁気異方性の
分散を抑えて保磁力の小さい軟磁性膜を得ることができ
る。Therefore, as shown in FIG. 3, the direction of the sputtered atoms jumping out of the target plate 5 is restricted by the plurality of slit-partitioned openings 7a, and is deposited on the surface of the substrate 6 at a constant angle. That is, only sputtered atoms scattered in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate 6 adhere to the surface of the substrate 6. The sputtering apparatus provided with the film thickness compensating plate 7 can easily and accurately equalize the film thickness distribution of the formed magnetic film, suppress the dispersion of magnetic anisotropy, and produce a soft film having a small coercive force. A magnetic film can be obtained.
【0021】次に、上記スパッタ装置を用いて、薄膜磁
気ヘッドを作製した実施例について説明する。Next, an embodiment in which a thin-film magnetic head is manufactured by using the above-described sputtering apparatus will be described.
【0022】先ず、図4に示すように、アルチック材
(Al2O3/Ti/C)からなる基板11を用意し、こ
の基板11に対し、絶縁と表面性の改善を目的として、
アルミナ膜12をスパッタにて成膜する。その上に、再
生用の磁路としてFe−Ni等の軟磁性材料からなる下
層シールド13をスパッタやメッキにより成膜する。First, as shown in FIG. 4, a substrate 11 made of an Altic material (Al 2 O 3 / Ti / C) is prepared.
An alumina film 12 is formed by sputtering. A lower shield 13 made of a soft magnetic material such as Fe-Ni is formed thereon as a magnetic path for reproduction by sputtering or plating.
【0023】次に、図5に示すように、先に成膜した下
層シールド13と重ならない部分の配線パターンをCu
のパターンめっきにて形成し、これをリード電極14と
する。さらに、図6、図7に示すように、その上にアル
ミナ膜15をスパッタにより成膜し、その後機械研磨法
を使用して平坦化研磨を行い、下層シールド13及びリ
ード電極14を露出させる。Next, as shown in FIG. 5, the wiring pattern of the portion which does not overlap the lower layer
This is used as a lead electrode 14. Further, as shown in FIGS. 6 and 7, an alumina film 15 is formed thereon by sputtering, and then flattened and polished by using a mechanical polishing method, so that the lower shield 13 and the lead electrode 14 are exposed.
【0024】次に、下層シールド13上にアルミナ等の
電気的に非導体である非磁性材料からなる再生下層ギャ
ップ層16をスパッタにて成膜し、面粗度の向上とエッ
ジのさらなる緩和を目的としたケミカル研磨を行い、リ
ード電極14上にコンタクトホールを形成する。そし
て、図8に示すように、この再生下層ギャップ層16上
に、MR素子17としてFe−Ni等の軟磁性材料から
なるMR膜をスパッタにて成膜する。再生下層ギャップ
層16は、MR素子17の下部を電気的に絶縁するとと
もに、MR素子17の下部に磁気ギャップを形成する。
一方、MR素子17は、MRヘッドの感磁部となるもの
であり、磁気抵抗効果を有する材料からなる。この工程
により、所定のギャップ長を有し、かつデプス”0”以
降のMR素子17から下層シールド13間の距離が相互
作用を低減させるのに充分である構造を形成できる。Next, on the lower shield 13, a reproducing lower gap layer 16 made of a nonmagnetic material that is electrically non-conductive such as alumina is formed by sputtering to improve the surface roughness and further reduce the edge. The intended chemical polishing is performed to form a contact hole on the lead electrode 14. Then, as shown in FIG. 8, an MR film made of a soft magnetic material such as Fe-Ni is formed as the MR element 17 on the lower reproducing gap layer 16 by sputtering. The reproducing lower gap layer 16 electrically insulates the lower part of the MR element 17 and forms a magnetic gap under the MR element 17.
On the other hand, the MR element 17 serves as a magnetic sensing part of the MR head, and is made of a material having a magnetoresistance effect. By this step, it is possible to form a structure having a predetermined gap length and a sufficient distance between the MR element 17 and the lower shield 13 after the depth “0” to reduce the interaction.
【0025】次に、図9に示すように、MR素子17上
にSiO2等からなる第1の絶縁層18をスパッタにて
成膜し、図10に示すように、MR素子17の後端部1
7a及びリード電極14上にコンタクトホールを形成す
る。第1の絶縁層18は、MR素子17と後述する導体
層との絶縁のために形成される。Next, as shown in FIG. 9, a first insulating layer 18 made of SiO 2 or the like is formed on the MR element 17 by sputtering, and as shown in FIG. Part 1
7a and a contact hole are formed on the lead electrode 14. The first insulating layer 18 is formed for insulation between the MR element 17 and a conductor layer described later.
【0026】そして、図11に示すように、MR素子1
7と電気的に接続するように、MR素子17の後端部1
7a上にセンス電流用導体層19を形成するとともに、
MR素子17上を横切るように第1の絶縁層18上にバ
イアス電流用導体層20を形成する。センス電流用導体
層19及びバイアス電流用導体層20は、Ti/Cu/
Ti等からなる電極材をスパッタにて成膜し、所定の形
状に加工されることによって形成される。ここで、セン
ス電流用導体層19は、MR素子17にセンス電流を供
給するためのものであり、バイアス電流用導体層20
は、MR素子17にバイアス磁界を印加するためのもの
である。Then, as shown in FIG.
7 so as to be electrically connected to the rear end 1 of the MR element 17.
7a, a sense current conductor layer 19 is formed on
A bias current conductor layer is formed on the first insulating layer so as to cross over the MR element. The conductor layer 19 for the sense current and the conductor layer 20 for the bias current are made of Ti / Cu /
It is formed by depositing an electrode material made of Ti or the like by sputtering and processing it into a predetermined shape. Here, the sense current conductor layer 19 is for supplying a sense current to the MR element 17, and the bias current conductor layer 20 is provided.
Is for applying a bias magnetic field to the MR element 17.
【0027】次に、図12に示すように、センス電流用
導体層19、バイアス電流用導体層20、及び第1の絶
縁層18上に、第2の絶縁層21をスパッタにて成膜
し、その後、図13に示すように、MR素子先端17b
にコンタクトホールを形成する。第2の絶縁層21は、
センス電流用導体層19、バイアス電流用導体層20、
及び後述する上層シールドとの絶縁のために形成され
る。Next, as shown in FIG. 12, a second insulation layer 21 is formed on the sense current conductor layer 19, the bias current conductor layer 20, and the first insulation layer 18 by sputtering. Then, as shown in FIG.
A contact hole is formed. The second insulating layer 21
Conductor layer 19 for sense current, conductor layer 20 for bias current,
And for insulation with an upper layer shield described later.
【0028】次に、図14に示すように、MR素子17
の先端部17b及び第2の絶縁層21上に、Ti等の金
属膜からなる再生上層ギャップ層22をスパッタにて成
膜する。その後、再生時の磁路となる上層シールド23
を、下層シールド13と同様に形成する。Next, as shown in FIG.
A reproducing upper gap layer 22 made of a metal film of Ti or the like is formed by sputtering on the front end portion 17b and the second insulating layer 21. After that, the upper shield 23 serving as a magnetic path during reproduction
Is formed similarly to the lower shield 13.
【0029】以上の工程の後、所定の形状に切り出すこ
とによって、MRヘッドが完成する。しかし、MRヘッ
ドは、再生専用磁気ヘッドであるため、記録再生用磁気
ヘッドとするために、このMRヘッド上に記録用磁気ヘ
ッドを積層してもよい。そこで、図15に示すような、
上記MRヘッドの上層シールド23を記録用磁気コアと
して使用するインダクティブヘッドを、上記MRヘッド
上に形成する方法について、以下に説明する。After the above steps, the MR head is completed by cutting it into a predetermined shape. However, since the MR head is a read-only magnetic head, a recording magnetic head may be laminated on the MR head in order to form a recording / reproducing magnetic head. Therefore, as shown in FIG.
A method for forming an inductive head using the upper shield 23 of the MR head as a recording magnetic core on the MR head will be described below.
【0030】なお、上記MRヘッドは、上層シールド2
3が記録用磁気コアとして機能する3ポールタイプであ
る。4ポールタイプの場合には、上層シールド23上に
アルミナ膜を形成して再生用ヘッドと記録ヘッドを分離
し、その後下層コアを形成し、その上に後述の記録用磁
気ヘッドを形成してもよい。The above MR head has an upper shield 2
Reference numeral 3 denotes a three-pole type functioning as a recording magnetic core. In the case of the four-pole type, an alumina film is formed on the upper shield 23 to separate the reproducing head from the recording head, and then a lower core is formed, and a recording magnetic head described later is formed thereon. Good.
【0031】図15に示すようなインダクティブヘッド
を形成する場合には、先ず、一方の記録用磁気コアとし
て機能する上層シールド23上に、アルミナ等からなる
記録ギャップ層24をスパッタにて成膜する。そして、
記録ギャップ層24の一部を除去して、一方の記録用磁
気コアとして機能する上層シールド23と、後工程で形
成する他方の記録用磁気コアとの磁気的結合を図るため
のコンタクトホールを形成する。When forming an inductive head as shown in FIG. 15, first, a recording gap layer 24 made of alumina or the like is formed by sputtering on an upper shield 23 functioning as one recording magnetic core. . And
A part of the recording gap layer 24 is removed to form a contact hole for achieving magnetic coupling between the upper shield 23 functioning as one recording magnetic core and the other recording magnetic core formed in a later step. I do.
【0032】次に、上層シールド23と、後工程で形成
する記録用コイルとの絶縁を図るとともに、平坦なコイ
ル形成面を得るために、有機材料等からなる平坦化層2
5を記録ギャップ層24上に形成する。Next, in order to insulate the upper shield 23 from the recording coil formed in a later step and obtain a flat coil formation surface, the planarizing layer 2 made of an organic material or the like is used.
5 is formed on the recording gap layer 24.
【0033】次に、Cu等の良導体金属をパターンメッ
キして、平坦化層上に記録用コイル26をスパイラル状
に形成する。Next, a good conductive metal such as Cu is pattern-plated to form a recording coil 26 in a spiral shape on the flattening layer.
【0034】次に、上記記録用コイル26上に、記録用
コイル26と、後工程で形成する記録用磁気コアとの絶
縁を図るととともに、平坦な磁気コア形成面を得るため
に、有機材料からなる平坦化層27を、平坦化層25及
び記録用コイル26上に形成する。Next, on the recording coil 26, an organic material is used to insulate the recording coil 26 from a recording magnetic core formed in a later step and obtain a flat magnetic core forming surface. Is formed on the flattening layer 25 and the recording coil.
【0035】次に、平坦化層27上にFe−Ni等の軟
磁性材料からなる記録用磁気コア28をスパッタやメッ
キにて成膜し、所定の形状に加工する。Next, a recording magnetic core 28 made of a soft magnetic material such as Fe-Ni is formed on the flattening layer 27 by sputtering or plating, and processed into a predetermined shape.
【0036】次に、記録用磁気コア上にアルミナ等から
なる保護膜(図示せず)をスパッタにて成膜し、その
後、外部回路と記録用コイル26とを接続するための端
子(図示せず)を形成する。Next, a protective film (not shown) made of alumina or the like is formed on the recording magnetic core by sputtering, and then a terminal (not shown) for connecting an external circuit to the recording coil 26 is formed. ) Are formed.
【0037】以上の工程により、記録用磁気コアとして
機能する上層シールド23と、記録用磁気コア28との
間に記録ギャップ24が形成されたインダクティブヘッ
ドがMRヘッド上に形成され、再生用のMRヘッドと、
記録用のインダクティブヘッドとを備えた記録再生用の
複合型薄膜磁気ヘッドが完成する。Through the above steps, an inductive head in which the recording gap 24 is formed between the upper shield 23 functioning as a recording magnetic core and the recording magnetic core 28 is formed on the MR head, and the reproducing MR head is formed. Head and
A composite thin-film magnetic head for recording / reproducing including an inductive head for recording is completed.
【0038】ところで、上述した工程において、上記M
R素子17のような軟磁性材料からなる薄膜を形成する
際には、上述した膜厚補正板7を備えたスパッタ装置に
より軟磁性膜を成膜することにより、磁気異方性のない
保持力の小さい軟磁性膜を成膜することができる。By the way, in the above-described step, the above M
When a thin film made of a soft magnetic material such as the R element 17 is formed, the coercive force without magnetic anisotropy can be obtained by forming the soft magnetic film using a sputtering apparatus having the above-described thickness correction plate 7. The soft magnetic film having a small value can be formed.
【0039】例えば、上述したスパッタ装置により、M
R素子17を20μm成膜する際には、例えばターゲッ
ト板5に軟磁性材料(Ni/Fe)を用い、ターゲット
板5と基板6との距離を40mm程度とし、ターゲット
投入パワーを2kW、Arガス流量30sccm、Ar
ガス圧力1.2mTなる成膜条件よりMR膜を成膜する
ことができる。For example, M
When forming the R element 17 to a thickness of 20 μm, for example, a soft magnetic material (Ni / Fe) is used for the target plate 5, the distance between the target plate 5 and the substrate 6 is about 40 mm, the target input power is 2 kW, and Ar gas is used. Flow rate 30 sccm, Ar
An MR film can be formed under a film forming condition of a gas pressure of 1.2 mT.
【0040】なお、上述した工程において使用されるス
パッタ装置においては、全て膜厚補正板7を用いる必要
はなく、従来使用されているスパッタ装置と併用して使
用することができ、膜厚補正板を適宜変更するものであ
ってもよい。It is not necessary to use the film thickness compensating plate 7 in all of the sputtering devices used in the above-described steps, and the sputtering device can be used in combination with a conventionally used sputtering device. May be changed as appropriate.
【0041】上述した膜厚補正板7は、軟磁性膜の成膜
の際に用いられるとその効果が大きい。すなわち、膜厚
補正板7を備えたスパッタ装置により得られた軟磁性膜
は、ターゲット板5から飛び出した原子の飛散方向がス
リットにより限定され、一定の角度でスパッタ原子が基
板6の表面に付着するため、磁気異方性の分散が抑えら
れる。したがって、上述したスパッタ装置を用いた軟磁
性薄膜の成膜方法によれば、膜厚分布を簡便かつ正確に
均一化させることができるとともに、磁気異方性の分散
を抑えて保磁力を小さい軟磁性膜得ることができ、ひい
ては、薄膜磁気ヘッドの再生出力特性を向上させること
ができる。The film thickness compensating plate 7 described above has a great effect when used when forming a soft magnetic film. That is, in the soft magnetic film obtained by the sputtering apparatus provided with the film thickness compensating plate 7, the scattering direction of the atoms ejected from the target plate 5 is limited by the slit, and the sputtered atoms adhere to the surface of the substrate 6 at a certain angle. Therefore, dispersion of magnetic anisotropy is suppressed. Therefore, according to the method for forming a soft magnetic thin film using the above-described sputtering apparatus, the film thickness distribution can be easily and accurately made uniform, and the dispersion of the magnetic anisotropy can be suppressed to reduce the coercive force. A magnetic film can be obtained, and the reproduction output characteristics of the thin-film magnetic head can be improved.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係るスパッタ装置及びこれを用いた軟磁性薄膜の成
膜方法によれば、ターゲット板から飛び出したスパッタ
原子の飛散方向が膜厚補正板のスリットにより限定さ
れ、スパッタ原子が一定の角度で基板面に付着すること
から、成膜された軟磁性膜の膜厚分布を簡便かつ正確に
均一化させることができるとともに、磁気異方性の分散
を抑えて保磁力の小さい軟磁性膜を得ることができる。
また、このような軟磁性膜をMR素子等に用いることに
より、再生出力特性に優れた薄膜磁気ヘッドを提供でき
る。As is clear from the above description, according to the sputtering apparatus of the present invention and the method of forming a soft magnetic thin film using the same, the direction of the scattering of the sputtered atoms jumping out of the target plate is determined by the film thickness. Limited by the slit of the compensator, sputtered atoms adhere to the substrate surface at a certain angle, so that the thickness distribution of the formed soft magnetic film can be easily and accurately uniformized, and the magnetic anisotropy can be improved. A soft magnetic film having a small coercive force can be obtained while suppressing the dispersion of properties.
Further, by using such a soft magnetic film for an MR element or the like, a thin-film magnetic head having excellent reproduction output characteristics can be provided.
【図1】本発明を適用したスパッタ装置の構成を示す模
式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a sputtering apparatus to which the present invention is applied.
【図2】(a)は、本発明を適用した膜厚補正板の平面
図であり、(b)は、膜厚補正板の側面図である。FIG. 2A is a plan view of a film thickness correction plate to which the present invention is applied, and FIG. 2B is a side view of the film thickness correction plate.
【図3】本発明を適用したスパッタガス装置の要部側面
図である。FIG. 3 is a side view of a main part of a sputtering gas apparatus to which the present invention is applied.
【図4】下層シールドを形成する工程を示す要部断面図
である。FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming a lower-layer shield.
【図5】リード電極を形成する工程を示す要部断面図で
ある。FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming a lead electrode;
【図6】アルミナ膜を形成する工程を示す要部断面図で
ある。FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming an alumina film.
【図7】アルミナ膜の平坦化研磨を行った工程を示す要
部断面図である。FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view showing a step in which planarization polishing of the alumina film is performed.
【図8】下層シールド上に再生下層ギャップ層とMR素
子とを形成する工程を示す要部断面図である。FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming a reproducing lower gap layer and an MR element on a lower shield.
【図9】第1の絶縁膜を形成する工程を示す要部断面図
である。FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming the first insulating film;
【図10】MR素子とのコンタクトホールを形成する工
程を示す要部断面図である。FIG. 10 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming a contact hole with the MR element.
【図11】センス電流用導体層と、バイアス電流用導体
層とを形成する工程を示す要部断面図である。FIG. 11 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming a conductor layer for sense current and a conductor layer for bias current.
【図12】第2の絶縁膜を形成する工程を示す要部断面
図である。FIG. 12 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming a second insulating film;
【図13】MR素子とのコンタクトホールを形成する工
程を示す要部断面図である。FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming a contact hole with the MR element.
【図14】再生上層ギャップ層と、上層シールドを形成
する工程を示す要部断面図である。FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of forming a reproducing upper gap layer and an upper shield.
【図15】MRヘッド上に形成されたインダクティブヘ
ッドの1構成例を示す要部断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part showing one configuration example of an inductive head formed on an MR head.
【図16】(a)は、従来のスパッタ装置の膜厚補正板
の平面図であり、(b)は、膜厚補正板の要部側面図で
ある。16A is a plan view of a film thickness correction plate of a conventional sputtering apparatus, and FIG. 16B is a side view of a main part of the film thickness correction plate.
【図17】従来のスパッタ装置の要部側面図である。FIG. 17 is a side view of a main part of a conventional sputtering apparatus.
1 高真空チャンバー、2 スパッタガス導入口、3
カソード部、4 基板ホルダー、5 ターゲット板、6
基板、7、膜厚補正板、11 基板、12 アルミナ
膜、13 下層シールド、14 リード電極、15 ア
ルミナ膜、16再生下層ギャップ層、17 MR素子、
18 第1の絶縁層、19 センス電流用導体層、20
バイアス電流用導体層、21 第2の絶縁層、22
再生上層ギャップ層、23 上層シールド、24 記録
ギャップ層、25 平坦化層、26 記録用コイル、2
7 平坦化層、28 記録用磁気コア1 High vacuum chamber, 2 Sputter gas inlet, 3
Cathode, 4 substrate holder, 5 target plate, 6
Substrate, 7, thickness correction plate, 11 substrate, 12 alumina film, 13 lower shield, 14 lead electrode, 15 alumina film, 16 reproducing lower gap layer, 17 MR element,
18 first insulating layer, 19 conductive layer for sense current, 20
Conductor layer for bias current, 21 second insulating layer, 22
Reproducing upper gap layer, 23 upper shield, 24 recording gap layer, 25 flattening layer, 26 recording coil, 2
7 flattening layer, 28 magnetic core for recording
Claims (2)
のターゲットに対向して配置された基板と、上記ターゲ
ットと上記基板との間に配置された膜厚補正板とを備
え、 上記膜厚補正板は、膜厚分布を考慮した形状の開口部を
有するとともに、その開口部が基板面に対して略直交方
向の壁により仕切られた複数のスリットよりなることを
特徴とするスパッタ装置。1. A target comprising: a target disposed on a cathode; a substrate disposed opposite to the target; and a film thickness correction plate disposed between the target and the substrate. Is a sputtering apparatus characterized by having an opening having a shape in consideration of the film thickness distribution, and the opening comprising a plurality of slits separated by walls in a direction substantially perpendicular to the substrate surface.
際して、 カソードに配置されたターゲットと、このターゲットに
対向して配置された基板との間に、膜厚分布を考慮した
形状の開口部を有するとともに、その開口部が基板面に
対して略直交方向の壁により仕切られた複数のスリット
よりなる膜厚補正板を配置し、 上記ターゲット板から飛び出したスパッタ原子を上記開
口部を通過させることによって基板面に軟磁性膜を成膜
することを特徴とする軟磁性膜の成膜方法。2. When forming a soft magnetic film by a sputtering method, an opening having a shape considering a film thickness distribution is formed between a target disposed on a cathode and a substrate disposed opposite to the target. And a film thickness correction plate having a plurality of slits whose openings are partitioned by walls in a direction substantially orthogonal to the substrate surface, and allowing sputter atoms jumping out of the target plate to pass through the openings. Forming a soft magnetic film on a substrate surface by using the method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19333296A JPH1036963A (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Sputtering device and formation of soft magnetic coating using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19333296A JPH1036963A (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Sputtering device and formation of soft magnetic coating using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1036963A true JPH1036963A (en) | 1998-02-10 |
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ID=16306137
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP19333296A Withdrawn JPH1036963A (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Sputtering device and formation of soft magnetic coating using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1036963A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2015067856A (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | Magnetron sputtering apparatus |
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-
1996
- 1996-07-23 JP JP19333296A patent/JPH1036963A/en not_active Withdrawn
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