JPH11158616A

JPH11158616A - スパッタリング装置及びスパッタリング方法

Info

Publication number: JPH11158616A
Application number: JP32664097A
Authority: JP
Inventors: Koji Sasaki; 浩司佐々木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】段差のある被成膜材の全面に対しても膜厚が
均一となるように成膜することができるスパッタリング
装置及びスパッタリング方法を提供する。【解決手段】スパッタリング装置１は、被成膜材９を
回転させる回転支持部材６と、被成膜材９の傾きを制御
する傾斜制御部材１５とを備え、スパッタリングにより
被成膜材９上に薄膜を成膜する際に、回転支持部材６に
よって被成膜材９を回転させるとともに、傾斜制御部材
１５によって当該被成膜材９の傾きを変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング装
置及びそのスパッタリング装置を用いて薄膜形成するス
パッタリング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスパッタリング装置は、互いに対
向し一対の電極をなすカソード及びアノードと、カソー
ド上に配されるターゲット板と、アノード上に配される
基板とを、高真空状態となされた真空室内に備えてい
る。このようなスパッタリング装置によるスパッタリン
グ方法では、先ず、Ａｒ雰囲気中にてカソード、すなわ
ちターゲット板に所定の負電位が印加される。すると、
一対の電極であるカソードとアノードとの間に電界が生
じてグロー放電が起こり、このグロー放電によりイオン
化したＡｒガスがターゲット板上に叩きつけられる。そ
の結果、スパッタリング装置においては、上記ターゲッ
ト板からターゲット材料が原子等の状態となって叩き出
され、このターゲット材料がターゲット板と対向して配
された基板上に堆積して薄膜が形成される。

【０００３】このようなスパッタリング方法は、膜厚制
御の簡便性から、様々な分野で薄膜形成の手段として用
いられている。

【０００４】ところで、近年、磁気記録は、益々高密度
化が進んでおり、これに対応するために、従来から広く
使用されているバルク型の磁気ヘッドに比べて、狭トラ
ック化、低インダクタンス化、転送速度の高速化等の面
において有利な薄膜磁気ヘッドの需要が伸びてきてい
る。

【０００５】この薄膜磁気ヘッドの中でも、更なる高記
録密度化に好適な磁気ヘッドとして、インダクティブ型
薄膜磁気ヘッドと磁気抵抗効果型磁気ヘッドとを組み合
わせた複合型の磁気ヘッドが開発されている。この磁気
ヘッドは、インダクティブ型薄膜磁気ヘッドを用いて情
報信号の記録を行い、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用い
て情報信号の再生を行うものである。

【０００６】ここで、図２９は、上記磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの一例を示す断面図である。図３０は、図２９
中の範囲Ｘを拡大した断面図である。上述の磁気抵抗効
果型磁気ヘッドは、図２９に示すように、軟磁性材料か
らなり下層シールドの働きを兼ねる基板３００上に、非
磁性絶縁体からなる第１の絶縁体膜３０１、磁気抵抗効
果素子３０２、非磁性絶縁体からなる第２の絶縁体膜３
０３、軟磁性材料からなる軟磁性膜３０４、保護膜３０
５が順次積層形成されている。なお、ここでは、端子等
は省略しているが、この磁気抵抗効果型磁気ヘッドに
は、図示しない外部接続用端子やセンス電流用端子等も
形成されている。

【０００７】そして、このような磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの製造方法においても、成膜方法の一つとして上述
したスパッタリング方法が利用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のスパ
ッタリング装置によるスパッタリング方法では、被成膜
材上に薄膜を成膜する場合、その被成膜材の成膜面に段
差があると、被成膜材の全面において膜厚が均一となる
ように成膜することが難しかった。

【０００９】例えば、上述の磁気抵抗効果型磁気ヘッド
では、磁気抵抗効果素子３０２上の第２の絶縁体膜３０
３を従来のスパッタリング方法で形成する場合、図３０
に示すように、この磁気抵抗効果素子３０２のエッジ部
分３０２ａ上に第２の絶縁体膜３０３が成膜されにく
く、磁気抵抗効果素子３０２のエッジ部分３０２ａや側
面を含む全面に、第２の絶縁体膜３０３を均一に成膜す
ることができなかった。

【００１０】そのため、この磁気抵抗効果型磁気ヘッド
においては、磁気抵抗効果素子３０２のエッジ部分３０
２ａと第２の絶縁体膜３０３上に形成される第２の軟磁
性膜３０４との接触が起きやすくなってしまった。つま
り、磁気抵抗効果素子３０２のエッジ部分３０２ａと、
第２の絶縁体膜３０３が薄いために凸状となされた第２
の軟磁性膜３０４の凸部３０４ａとが接触しやすくなっ
た。

【００１１】その結果、この磁気抵抗効果型磁気ヘッド
は、電気的絶縁性の制御が困難となり、このため出力の
安定化も困難となって信頼性の点で不十分となってしま
った。

【００１２】そこで、本発明は、従来の実情に鑑みて提
案されたものであり、被成膜材の全面において膜厚が均
一となるように成膜することができるスパッタリング装
置及びスパッタリング方法を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために完成された本発明に係るスパッタリング装置は、
被成膜材を回転させる回転手段と、上記被成膜材の傾き
を制御する傾斜制御手段とを備え、スパッタリングによ
り被成膜材上に薄膜を成膜する際に、上記回転手段によ
って被成膜材を回転させるとともに、傾斜制御手段によ
って当該被成膜材の傾きを変化させることを特徴とする
ものである。

【００１４】上記スパッタリング装置は、上記薄膜とし
て、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子を被
覆する非磁性絶縁体膜を成膜する際に特に好適である。

【００１５】以上のように構成された本発明に係るスパ
ッタリング装置では、スパッタリングを行う際に、上記
回転手段により被成膜材を回転させるとともに、上記傾
斜制御手段により当該被成膜材の傾きを変化させるた
め、被成膜材の被成膜面に段差がある場合でも、この段
差部分にもターゲット原料を十分堆積させることが可能
となり、被成膜材の全面がほぼ均一な膜厚に成膜され
る。

【００１６】特に、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを製造す
る場合に、上述の本発明に係るスパッタリング装置によ
り非磁性絶縁体膜を成膜するようにすることにより、こ
の非磁性絶縁体膜が均一に成膜される。

【００１７】また、上述した目的を達成するために完成
された本発明に係るスパッタリング方法は、被成膜材上
にスパッタリングにより薄膜を成膜する際に、被成膜材
を回転させるとともに、当該被成膜材の傾きを変化させ
ることを特徴とするものである。

【００１８】上記スパッタリング方法は、上記薄膜とし
て、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子を被
覆する非磁性絶縁体膜を成膜する際に特に好適である。

【００１９】以上のように構成された本発明に係るスパ
ッタリング方法では、スパッタリングを行う際に、上記
被成膜材が回転されるとともに、当該被成膜材の傾きが
変化されるため、被成膜材の被成膜面に段差がある場合
でも、この段差部分にもターゲット原料を十分堆積させ
ることが可能となり、被成膜材の全面がほぼ均一な膜厚
に成膜される。

【００２０】特に、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを製造す
る場合に、上述の本発明に係るスパッタリング方法によ
り非磁性絶縁体膜を成膜するようにすることにより、こ
の非磁性絶縁体膜が均一に成膜される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２２】本発明を適用したスパッタリング装置につ
いて以下に詳細を説明する。図１は、本発明を適用した
スパッタリング装置を示すものである。

【００２３】本発明を適用したスパッタリング装置１
は、内部が高真空状態となされている真空チャンバー２
内に、図示しないプラズマ放電用の電源と電源ライン３
を介して接続されているカソード部材４と、上記カソー
ド部材４と所定距離をもって対向配置され被成膜材を保
持する保持部材５と、上記保持部材５を回転自在に支持
する回転支持部材６とを備える。

【００２４】また、スパッタリング装置１の真空チャン
バー２の側壁部には、Ａｒガス等のガス導入口１３とガ
ス排気口１４とが設けられている。これらガス導入口１
３及びガス排気口１４により、真空チャンバー２の内部
が所定の高真空状態となされている。

【００２５】回転支持部材６は、保持部材５を支持しな
がら図示しない駆動源により図中Ｒ方向に回転するよう
になされている。

【００２６】保持部材５は、真空チャンバー２の上面に
配設された回転支持部材６により回転自在に支持され、
カソード部材４と所定距離をもって対向配置されてい
る。この保持部材５には、カソード部材４と対向する面
に正電極として機能するアノード部材７が設けられてい
る。この保持部材５に設けられたアノード部材７は、カ
ソード部材４とともに一対の電極をなしている。そし
て、スパッタリングする際には、被成膜材９を、保持部
材５に設けられたアノード部材７上に配設して固定させ
る。

【００２７】また、本発明に用いられる保持部材５内の
回転支持部材６との接合部には、傾斜制御部材１５が設
けられている。この傾斜制御部材１５は、被成膜材９を
任意の傾斜に傾けることができる。そして、この傾斜制
御部材１５により、被成膜材９をスパッタリングする際
に、図２に示すように、被成膜材９がカソード部材４、
詳しくは後述するターゲット板１０に対してなす角度θ
を所定の角度に変化させることができる。ここで、角度
θは、被成膜材に段差がある場合、この段差の大きさに
依存するが、約５０°以下とすることが好ましい。

【００２８】よって、本発明を適用したスパッタリング
装置１では、保持部材５上に固定された被成膜材９を回
転支持部材６により回転支持するとともに、傾斜制御部
材１５により基板９を傾けて当該基板９のターゲット板
１０に対してなす角θを変化させながら、被成膜材９を
スパッタリングすることができる。つまり、スパッタリ
ング装置１では、被成膜材９を回転させながら、被成膜
材９のスパッタリングされる成膜面の傾きを適宜変える
ことができる。

【００２９】カソード部材４は、真空チャンバー２の底
部に設けられている。このカソード部材４は、ターゲッ
ト材料よりなるターゲット板１０と、このターゲット板
１０が載置固定されるバッキングプレート１１と、この
バッキングプレート１１の背後に配された磁石部材１２
とを主に備える。

【００３０】ターゲット板１０は、負電極として機能す
るＳｉ等のターゲット材料から構成され、上記アノード
部材７と一対の電極を構成する。このターゲット板１０
に所定の負電位を印加すると、カソード部材４、詳しく
はターゲット板１０が負電極として働くとともに、アノ
ード部材７が正電極として働く。そして、ターゲット板
１０とアノード部材７との間に電界が生じてグロー放電
が起こり、真空チャンバー２内のＡｒガスがプラズマ状
態のイオンにイオン化される。そして、このイオンがタ
ーゲット板１０に叩きつけられ、ターゲット板１０から
ターゲット材料が原子や分子の状態で飛び出して、ター
ゲット板１０と対向する位置に配された基板９上に堆積
される。なお、このターゲット板１０は、加工処理の容
易さから、平面長方形とすることが好ましい。

【００３１】磁石部材１２は、カソード部材４とアノー
ド部材７との間に生じる電界と直交する方向に所定の磁
界を発生させるものである。これにより、スパッタリン
グの効率を上げ、上記基板９上における成膜速度を大き
くすることができる。なお、この磁石部材１２は、中央
に円柱状のマグネットを配し、その外側に所定の距離を
有してリング状のマグネットが配されている。

【００３２】バッキングプレート１１は、例えば、銅か
らできた板であり、ターゲット板１０がボンディング処
理により被着されている。

【００３３】以上のように構成された本発明を適用した
スパッタリング装置１を用いてスパッタリングを行う方
法としては、先ず、上記真空チャンバー２内をガス排気
口１４により十分良好な真空状態である約１Ｐａ以下と
する。その後、ガス導入口１３により、真空チャンバー
２内にスパッタガスとしてＡｒ＋Ｎ₂ガスを所定の圧力
となるまで導入する。次に、この状態にて図示しない電
源によりバッキングプレート１１及びターゲット板１０
に所定の負電位を印加する。

【００３４】すると、一対の電極を構成するターゲット
板１０とアノード部材７との間に電界が生じ、グロー放
電が起こって、Ａｒガスがイオン化されてプラズマ状の
イオンが生じる。そして、このイオン化したガスがター
ゲット板１０上に叩きつけられ、このターゲット板１０
からターゲット材料の分子や原子等が叩き出される。

【００３５】最終的に、この叩き出されたターゲット材
料がターゲット板１０と対向して配設されている被成膜
材９上に堆積して、当該被成膜材９上に薄膜が成膜され
る。

【００３６】このとき、本発明を適用したスパッタリン
グ装置１では、被成膜材９を回転支持部材６により回転
するとともに、保持部材５に設けられた傾斜制御部材１
５により基板９の傾きを変化させながらスパッタリング
が行われる。

【００３７】したがって、このスパッタリング装置１で
スパッタリングを行うと、被成膜材９の被成膜面に段差
がある場合でも、段差部分にターゲット材料を十分堆積
させることができるため、被成膜材９の被成膜面の全面
において均一な膜厚の薄膜を形成することができる。

【００３８】つぎに、上述の本発明を適用したスパッタ
リング装置１を用いて磁気抵抗効果型磁気ヘッドを製造
する方法を説明する。図３〜図２８は、磁気抵抗効果型
磁気ヘッドを製造する工程を示す図である。

【００３９】この磁気抵抗効果型磁気ヘッドを作製する
際は、先ず、例えば、図３及び図４に示すような直径３
インチの円盤状の基板１０２を用意し、この基板１０２
の表面に対して鏡面加工を施す。この基板１０２上に
は、以下に説明するように、磁気ヘッド素子が多数形成
される。そして、磁気ヘッド素子が形成された基板１０
２を切り分けることにより、最終的に多数の磁気抵抗効
果型磁気ヘッドが得られる。この基板１０２は、磁気ヘ
ッド素子の下層シールドを兼ねるものであり、その材料
には、高硬度の軟磁性材料を用いる。具体的には、例え
ば、Ｎｉ−ＺｎフェライトやＭｎ−Ｚｎフェライトが好
適である。

【００４０】次に、図５及び図６に示すように、基板１
０２上に、磁気ヘッド素子の下層ギャップとなる非磁性
非導電性の第１の絶縁体膜１１１を、スパッタリングに
より成膜する。ここで、第１の絶縁体膜１１１の材料に
は、絶縁特性や耐摩耗性等の観点から、Ａｌ₂Ｏ₃が好適
である。なお、この第１の絶縁体膜１１１の膜厚は、記
録信号の周波数等に応じて適切な値に設定すれば良く、
具体的には、例えば１９０ｎｍ程度とする。

【００４１】次に、図７及び図８に示すように、第１の
絶縁体膜１１１上に、ＳＡＬ（SoftAdjacent Layer）バ
イアス方式の磁気抵抗効果素子を構成する薄膜１１２
（以下、磁気抵抗効果素子用薄膜１１２と称する。）を
成膜する。

【００４２】具体的には、磁気抵抗効果素子用薄膜１１
２は、例えば、Ｔａ（５ｎｍ）／ＮｉＦｅＮｂ（４３ｎ
ｍ）／Ｔａ（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（４０ｎｍ）／Ｔａ
（１ｎｍ）を、この順にスパッタリングにより成膜して
形成する。この場合は、ＮｉＦｅが、磁気抵抗効果を有
する軟磁性膜であり、磁気抵抗効果素子の感磁部とな
る。また、ＮｉＦｅＮｂが、ＮｉＦｅに対してバイアス
磁界を印加するための軟磁性膜、いわゆるＳＡＬ膜とな
る。

【００４３】なお、磁気抵抗効果素子の材料や膜厚は、
上記の例に限るものではなく、システムの要求等に応じ
て適切なものを用いるようにすれば良い。また、磁気抵
抗効果素子として、複数の薄膜を積層することにより、
より大きな磁気抵抗効果を得られるようにした巨大磁気
抵抗効果素子を使用するようにしても良い。

【００４４】次に、磁気抵抗効果素子の動作の安定化を
図るために、図９〜図１１に示すように、各磁気ヘッド
素子毎に２つの矩形状の永久磁石膜１１３ａ，１１３ｂ
をフォトリソグラフィ技術を用いて、磁気抵抗効果素子
用薄膜１１２に埋め込む。なお、図１０及び図１１、並
びに後掲する図１２〜図２６は、１つの磁気ヘッド素子
に対応する部分、すなわち図９中の円Ｂの部分を拡大し
て示している。

【００４５】この永久磁石膜１１３ａ，１１３ｂは、例
えば、長軸方向の長さｔ３を約５０μｍ、短軸方向の長
さｔ４を約１０ｎｍとして、２つの永久磁石膜１１３
ａ，１１３ｂの間隔ｔ５を約５μｍとする。これら２つ
の永久磁石膜１１３ａ，１１３ｂの間隔ｔ５が、最終的
には、磁気抵抗効果素子のトラック幅になる。すなわ
ち、本例では、磁気抵抗効果素子のトラック幅が約５μ
ｍとなる。ただし、トラック幅は、上記の例に限られる
ものではなく、システムの要求等に応じて、適切な値に
設定するようにすればよい。

【００４６】このような永久磁石膜１１３ａ，１１３ｂ
を埋め込む際は、例えば、先ず、フォトレジストによ
り、各磁気ヘッド素子毎に２つの長方形の開口部を有す
るマスクを形成する。次に、エッチングを施して、開口
部に露呈していた磁気抵抗効果素子用薄膜１１２を除去
する。なお、ここでのエッチングは、ドライ方式でもウ
ェット方式でも構わないが、加工のしやすさ等を考慮す
ると、イオンエッチングが好適である。次に、永久磁石
膜をスパッタリング等により成膜する。なお、永久磁石
膜１１３の材料としては、保磁力が１０００［Ｏｅ］以
上ある材料が好ましいため、例えば、ＣｏＮｉＰｔやＣ
ｏＣｒＰｔ等が好適である。その後、マスクとなってい
たフォトレジストを、当該フォトレジスト上に成膜され
た永久磁石膜とともに除去する。これにより、図９〜図
１１に示したように、所定パターンの永久磁石膜１１３
ａ，１１３ｂが磁気抵抗効果素子用薄膜１１２に埋め込
まれた状態となる。

【００４７】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
図１２及び図１３に示すように、最終的に磁気抵抗効果
素子として動作する部分（以下、磁気抵抗効果素子と称
する。）１１２ａを残して、磁気抵抗効果素子用薄膜１
１２をエッチングする。なお、このとき、当該磁気抵抗
効果素子１１２ａにセンス電流を供給するための端子と
なる部分１１２ｂ，１１２ｃも残しておく。

【００４８】具体的には、例えば、先ず、フォトレジス
トにより、各磁気ヘッド素子毎に、磁気抵抗効果素子１
１２ａと、磁気抵抗効果素子１１２ａにセンス電流を供
給するための端子となる部分１１２ｂ，１１２ｃとに開
口部を有するマスクを形成する。次に、エッチングを施
して、開口部に露呈していた磁気抵抗効果素子用薄膜１
１２を除去する。なお、ここでのエッチングは、ドライ
方式でもウエット方式でも構わないが、加工のしやすさ
等を考慮すると、イオンエッチングが好適である。その
後、マスクとなっていたフォトレジストを除去すること
により、図１２及び図１３に示したように、磁気抵抗効
果素子用薄膜１１２のうちの、磁気抵抗効果素子１１２
ａと、当該磁気抵抗効果素子１１２ａにセンス電流を供
給するための端子となる部分１１２ｂ，１１２ｃとが残
された状態となる。

【００４９】なお、磁気抵抗効果素子１１２ａの幅ｔ６
は、例えば約４μｍとする。この幅ｔ６は、最終的に
は、磁気抵抗効果素子１１２ａのテープ摺動面側の端部
から他端までの長さ、すなわちデプス長ｄに相当する。
したがって、本例では、磁気抵抗効果素子１１２ａのデ
プス長ｄは約４μｍとなる。ただし、デプス長ｄは、上
記の例に限るものではなく、システムの要求等に応じ
て、適切な値に設定するようにすればよい。また、端子
となる部分１１２ｂ，１１２ｃについては、例えば、そ
れぞれの長さｔ７を約２ｍｍとし、それぞれの幅ｔ８を
約８０μｍとし、それらの間隔ｔ９を約４０μｍとす
る。

【００５０】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
図１４及び図１５に示すように、磁気抵抗効果素子１１
２ａにセンス電流を供給するための端子となる部分１１
２ｂ，１１２ｃを、より電気抵抗の小さい導電膜に置き
換えて、電気抵抗効果素子１１２ａにセンス電流を供給
するための端子１１４ａ，１１４ｂを形成する。

【００５１】具体的には、先ず、フォトレジストによ
り、端子となる部分１１２ｂ，１１２ｃに開口部を有す
るマスクを形成する。次に、エッチングを施して、開口
部に露呈している部分、すなわち端子となる部分１１２
ｂ，１１２ｃに残されていた磁気抵抗効果素子用薄膜１
１２を除去する。次に、フォトレジストのマスクをその
まま残した状態で、その上に導電膜を成膜する。ここ
で、導電膜は、例えば、Ｔｉ（１５ｎｍ）／Ｃｕ（７０
ｎｍ）／Ｔｉ（１５ｎｍ）をこの順にスパッタリングに
より順次成膜して形成する。その後、マスクとなってい
たフォトレジストを、当該フォトレジスト上に成膜され
た導電膜とともに除去する。これにより、図１４及び図
１５に示したように、導電膜からなる端子１１４ａ，１
１４ｂが形成された状態となる。

【００５２】次に、図１６、図１７及び図１８に示すよ
うに、本発明を適用したスパッタリング装置１を用いて
スパッタリングを行い、磁気ヘッド素子の上層ギャップ
となる第２の絶縁体膜１１５を形成する。つまり、基板
１１２を保持部材５に固定し、回転支持部材６により回
転するとともに、保持部材５に設けられた傾斜制御部材
１５により基板１１２の傾きを変えてスパッタリングを
行う。

【００５３】このとき、スパッタリング装置１において
は、先ず、真空チャンバー２内がガス排気口１４により
十分良好な真空状態である約１Ｐａ以下とされた後、ガ
ス導入口１３により、真空チャンバー２内にスパッタガ
スとしてＡｒ＋Ｎ₂ガスが所定の圧力となるまで導入さ
れる。次に、この状態にて図示しない電源によりバッキ
ングプレート１１及びターゲット板１０に所定の負電位
が印加される。

【００５４】すると、一対の電極を構成するターゲット
板１０とアノード部材７との間に電界が生じ、グロー放
電が起こって、Ａｒガスがイオン化されてプラズマ状の
イオンが生じる。そして、このイオン化したガスがター
ゲット板１０上に叩きつけられ、このターゲット板１０
からターゲット材料の分子や原子等が叩き出される。

【００５５】最終的に、この叩き出されたターゲット材
料がターゲット板１０と対向して配設されている磁気抵
抗効果素子１１２ａ、第１の絶縁体膜１１１、永久磁石
膜１１３ａ，１１３ｂ及び端子１１４ａ，１１４ｂ上に
堆積して、第２の絶縁体膜１１５が成膜される。

【００５６】これにより、図１８に示すように、磁気抵
抗効果素子１１２ａのエッジ部１１２ａ₁上においても
膜厚が薄くならないように成膜することができ、第２の
絶縁体膜１１５を全面において膜厚が均一となるように
成膜することができる。

【００５７】したがって、本発明を適用したスパッタリ
ング方法を用いて磁気抵抗効果型磁気ヘッドの絶縁体膜
１１５を成膜すると、絶縁体膜１１５が均一に成膜され
るため、絶縁性が向上される。つまり、絶縁体膜１１５
が均一に成膜されるので、磁気抵抗効果素子１１２ａと
絶縁体膜１１５を被覆する後述する軟磁性膜１１６との
接触を防ぐことができ、電気的絶縁性が向上して、磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの出力安定化を実現可能とし、結
果的に高信頼性を得ることができる。

【００５８】ここで、第２の絶縁体膜１１５の材料に
は、絶縁特性や耐磨耗性等の観点から、Ａｌ₂Ｏ₃等が好
適である。また、この第２の絶縁体膜１１５の膜厚は、
記録信号の周波数等に応じて適切な値に設定すればよ
く、具体的には、例えば１８０ｎｍ程度となる。

【００５９】次に、図１９、図２０及び図２１に示すよ
うに、上層シールドとなる軟磁性膜１１６を成膜する。

【００６０】具体的には、例えば、先ず、メッキ下地膜
となるＮｉＦｅを、膜厚が１０ｎｍ程度となるように、
全面にスパッタリング等により成膜する。次に、フォト
レジストにより、上層シールドを形成する部分に開口部
を有するマスクを形成する。次に、ＮｉＦｅを磁場中で
メッキする。次に、マスクとなっていたフォトレジスト
を、当該フォトレジスト上に成膜されたＮｉＦｅととも
に除去する。その後、不要部分に成膜されたメッキ下地
膜をエッチングして除去する。これにより、図１９、図
２０及び図２１に示したように、ＮｉＦｅからなる軟磁
性膜１１６が、磁気ヘッド素子の上層シールドとして、
所定の位置に形成された状態となる。

【００６１】なお、上層シールドとなる軟磁性膜１１６
の材料には、磁気抵抗効果素子等を構成する膜に影響を
与えないものであれば、ＮｉＦｅ以外も使用可能であ
る。また、その形成方法も、上述のようなメッキ法以外
によるものであってもよく、例えば、スパッタリングや
蒸着等によって形成するようにしてもよい。

【００６２】なお、この軟磁性膜１１６を成膜する領域
は、例えば、略長方形状とし、磁気抵抗効果素子１１２
ａの長軸方向に対して平行な方の辺の長さｔ１０を約２
５０μｍとし、磁気抵抗効果素子１１２ａの長軸方向に
対して垂直な方の辺の長さｔ１１を約１００μｍとす
る。

【００６３】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
図２２及び図２３に示すように、外部回路と接続するた
めの外部接続端子１１７ａ，１１７ｂを、上記端子１１
４ａ，１１４ｂの端部上に形成する。

【００６４】具体的には、例えば、先ず、フォトレジス
トにより、外部接続端子１１７ａ，１１７ｂとなる部分
に開口部を有するマスクを形成する。次に、エッチング
を施して、開口部に露呈している部分、すなわち外部接
続端子１１７ａ，１１７ｂとなる部分の第２の絶縁体膜
１１５を除去し、上記端子１１４ａ，１１４ｂの端部を
露出させる。次に、フォトレジストのマスクをそのまま
残した状態で、その上に導電膜を成膜する。ここで、導
電膜は、例えば、硫酸銅溶液を用いた電解メッキによ
り、Ｃｕを６μｍ程度の膜厚となるように形成する。な
お、この導電膜の形成方法は、他の膜に影響を与えない
ものであれば、電解メッキ以外の方法でもよい。

【００６５】その後、マスクとなっていたフォトレジス
トを、当該フォトレジスト上に成膜された導電膜ととも
に除去する。これにより、図２２及び図２３に示したよ
うに、外部接続端子１１７ａ，１１７ｂが形成された状
態となる。

【００６６】なお、この外部接続端子１１７ａ，１１７
ｂの長さｔ１２は、例えば約５０μｍとする。また、こ
の外部接続端子１１７ａ，１１７ｂの幅ｔ１３は、上記
端子１１４ａ，１１４ｂの幅ｔ８と同じであり、例えば
約８０μｍとなる。

【００６７】次に、磁気ヘッド素子全体を外部と遮断す
るため、図２４、図２５及び図２６に示すように、上面
に保護膜１１８を形成する。具体的には、例えば、スパ
ッタリングにより、Ａｌ₂Ｏ₃を４μｍ程度の膜厚となる
ように形成する。なお、この保護膜１１８の材料は、非
磁性非導電性の材料であれば、Ａｌ₂Ｏ₃以外も使用可能
であるが、耐環境性や耐磨耗性等を考慮すると、Ａｌ₂
Ｏ₃が好適である。また、この保護膜１８の形成方法
は、スパッタリング以外の方法によるものであってもよ
く、例えば、蒸着等によって形成するようにしてもよ
い。

【００６８】そして、図２５及び図２６に示すように、
外部接続端子１１７ａ，１１７ｂが表面に露出するま
で、全面に被覆した保護膜１１８を研磨する。ここでの
研磨は、例えば、粒径が約２μｍのダイヤモンド砥粒に
より、外部接続端子１１７ａ，１１７ｂの表面が露出す
るまで大まかに研磨した後、シリコン砥粒によるバフ研
磨を施して、表面を鏡面状態に仕上げるようにする。

【００６９】以上の工程で、図２７に示すように、基板
２上に磁気ヘッド素子１０３を形成する薄膜工程が完了
し、基板２上に多数の磁気ヘッド素子１０３が形成され
た状態となる。そして、多数の磁気ヘッド素子１０３が
形成された基板１０２を切り分けて所定の加工を施すこ
とにより、図２８に示すような磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドが得られる。

【００７０】なお、本発明を適用したスパッタリング装
置によるスパッタリング方法は、上述したように磁気抵
抗効果型磁気ヘッド製造時の第２の絶縁体膜１１５に限
らず、段差のある被成膜材に対して、均一な膜厚となる
ように成膜することが可能である。

【００７１】また、以上の説明では、磁気抵抗効果型磁
気ヘッドからなる再生専用の磁気ヘッドを作製する例を
挙げたが、本発明は磁気抵抗効果型磁気ヘッドとインダ
クティブ型磁気ヘッドとを積層した記録再生用の磁気ヘ
ッドを作製する際にも適用可能である。

【００７２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るスパッタリング装置によれば、スパッタリングを行う
際に、回転手段により被成膜材を回転させるとともに、
傾斜制御手段により当該被成膜材の傾きを変化させるた
め、被成膜材の被成膜面に段差がある場合でも、この段
差部分にもターゲット原料を十分堆積させることが可能
となり、被成膜材の全面に薄膜がほぼ均一な膜厚に成膜
される。

【００７３】特に、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを製造す
る場合に、上述の本発明に係るスパッタリング装置によ
り非磁性絶縁体膜を成膜することにより、この非磁性絶
縁体膜が均一に成膜され、電気的絶縁性を向上させるこ
とができ、結果的に出力の更なる安定化が図られて高信
頼性の得られる磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供するこ
とができる。

【００７４】また、以上詳細に説明したように、本発明
に係るスパッタリング方法では、スパッタリングを行う
際に、被成膜材が回転されるとともに、当該被成膜材の
傾きが変化されるため、被成膜材の被成膜面に段差があ
る場合でも、この段差部分にもターゲット原料を十分堆
積させることが可能となり、被成膜材の全面に薄膜がほ
ぼ均一な膜厚に成膜される。

【００７５】特に、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを製造す
る場合に、上述の本発明に係るスパッタリング方法によ
り非磁性絶縁体膜を成膜することにより、この非磁性絶
縁体膜が均一に成膜され、電気的絶縁性を向上させるこ
とができ、結果的に出力の更なる安定化が図られて高信
頼性の得られる磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したスパッタリング装置の一例を
示す模式図である。

【図２】図１に示すスパッタリング装置における回転支
持部材と保持部材の動作を説明する模式図である。

【図３】磁気ヘッドの製造工程において用いられる基板
を示す平面図である。

【図４】図３中のＸ−Ｘ₀線における断面を示す断面図
である。

【図５】磁気ヘッドの製造工程における表面上に第１の
絶縁体膜が形成された基板を示す平面図である。

【図６】図５中のＸ₁−Ｘ₂線における断面を示す断面図
である。

【図７】磁気ヘッドの製造工程における第１の絶縁体膜
上に磁気抵抗効果用薄膜が形成された基板を示す平面図
である。

【図８】図７中のＸ₃−Ｘ₄線における断面を示す断面図
である。

【図９】磁気ヘッドの製造工程における第１の絶縁体層
上に永久磁石膜が形成された基板を示す平面図である。

【図１０】１つの磁気ヘッド素子に形成された永久磁石
膜を示す平面図である。

【図１１】図１０中のＸ₅−Ｘ₆線における断面を示す断
面図である。

【図１２】磁気ヘッドの製造工程における磁気抵抗効果
用薄膜をエッチングして磁気抵抗効果素子が形成された
基板を示す平面図である。

【図１３】図１２中のＸ₇−Ｘ₈線における断面を示す断
面図である。

【図１４】磁気ヘッドの製造工程におけるセンス電流を
供給するための端子が形成された基板を示す平面図であ
る。

【図１５】図１４中のＸ₉−Ｘ₁₀線における断面を示す
断面図である。

【図１６】磁気ヘッドの製造工程における磁気抵抗効果
素子上に第２の絶縁体膜が形成された基板を示す平面図
である。

【図１７】図１６中のＸ₁₁−Ｘ₁₂線における断面を示す
断面図である。

【図１８】図１６中のＹ₁−Ｙ₂線における断面を示す断
面図である。

【図１９】磁気ヘッドの製造工程における第２の絶縁体
膜の一部上に軟磁性膜が形成された基板を示す平面図で
ある。

【図２０】図１９中のＸ₁₃−Ｘ₁₄線における断面を示す
断面図である。

【図２１】図１９中のＹ₃−Ｙ₄線における断面を示す断
面図である。

【図２２】磁気ヘッドの製造工程における外部接続端子
が形成された基板を示す平面図である。

【図２３】図２２中のＸ₁₅−Ｘ₁₆線における断面を示す
断面図である。

【図２４】磁気ヘッドの製造工程における第２の絶縁体
膜上の一部に保護膜が形成された基板を示す平面図であ
る。

【図２５】図２４中のＸ₁₇−Ｘ₁₈線における断面を示す
断面図である。

【図２６】図２４中のＹ₅−Ｙ₆線における断面を示す断
面図である。

【図２７】磁気ヘッドの製造工程における基板上に多数
の磁気ヘッド素子が形成された様子を示す平面図であ
る。

【図２８】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一例を示す断面
図である。

【図２９】従来の磁気ヘッドの一例を示す断面図であ
る。

【図３０】図２９中の範囲Ｘを拡大して示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１スパッタリング装置、４カソード部材、５
基板保持部材、６回転支持部材、７アノード部
材、９，１０２基板、１０ターゲット板、１
００磁気ヘッド、１１１第１の絶縁体膜、１１
２磁気抵抗効果素子用薄膜、１１２ａ磁気抵抗効
果素子、１１５第２の絶縁体膜、１１６軟磁性
膜、１１８保護膜

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３０】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被成膜材を回転させる回転手段と、上記被成膜材の傾きを制御する傾斜制御手段とを備え、スパッタリングにより上記被成膜材上に薄膜を成膜する
際に、上記回転手段によって上記被成膜材を回転させる
とともに、上記傾斜制御手段によって当該被成膜材の傾
きを変化させることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】上記薄膜は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
の磁気抵抗効果素子を被覆する非磁性絶縁体膜であるこ
とを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置。
【請求項３】被成膜材上にスパッタリングにより薄膜
を成膜する際に、上記被成膜材を回転させるとともに、当該被成膜材の傾
きを変化させることを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項４】上記薄膜は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
の磁気抵抗効果素子を被覆する非磁性絶縁体膜であるこ
とを特徴とする請求項３記載のスパッタリング方法。