WO2006097995A1 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

薄膜磁気ヘッドの製造方法

技術分野

[0001] 本発明は薄膜磁気ヘッドの製造方法に関し、より詳細には薄膜磁気ヘッドの再生 素子の形成方法を特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。

背景技術

[0002] 図 5は、磁気ディスク装置に用いられる薄膜磁気ヘッドの再生素子をヘッドスライダ 一の浮上面側から見た状態を示す。この再生素子は磁気抵抗効果素子 10と、その 側方に配置されたノヽード膜 12a、 12bと、ハード膜 12a、 12bにそれぞれ接続して形 成された電流端子 14a、 14bと、磁気抵抗効果素子 10を厚さ方向に挟む下部シール ド 16および上部シールド 18とを備える。ハード膜 12a、 12bは磁気抵抗効果素子 10 に記録媒体からの磁化が作用しないときに、磁気抵抗効果素子 10に形成されたフリ 一層（自由層）の磁ィ匕方向をコア方向に向けるために設けられている。記録媒体の磁 化の向きが変化すると、磁気抵抗効果素子 10のフリー層の磁ィ匕方向が変化し、その 変化が電流の変化として電流端子 14a、 14bによって検知される。

図 5に示すように、薄膜磁気ヘッドの再生素子では下部シールド 16および上部シ 一ルド 18と磁気抵抗効果素子 10との間に電気的な絶縁層 20、 22を設けている。こ れらの絶縁層 20、 22は、電流端子 14a、 14bを電気的に絶縁するために設けている ものであるが、再生素子の特性を向上させるためには、絶縁層 20、 22の厚さをできる だけ薄くすることが望まれる。下部シールド 16と上部シールド 18を磁気抵抗効果素 子 10に近接して配置することで、下部シールド 16と上部シールド 18の磁気シールド 作用により、読み出し対象以外のビットからの影響を遮断して正確にデータを読み出 すことが可能となり、より微細なビット部分からのデータの再生が可能になるからであ る。

また、記録媒体の記録密度が増大するとともに、ビット寸法力 、さくなるため、再生 素子では、図 5に示すコア幅 (W)についてもできるだけ狭くすることが望まれる。 このように、記録媒体の高密度化とともに、薄膜磁気ヘッドの再生素子を形成する 工程では、磁気抵抗効果素子 10に隣接する絶縁層 20、 22の厚さを薄くし、かつコ ァ幅 (W)をより狭くすることが求められている。

し力しながら、絶縁層 20、 22の厚さをあまりに薄くすると、電流端子 14a、 14bと隣 接する層間で電気的な短絡が生じるおそれがある。このため、再生素子を形成する 従来方法として、磁気抵抗効果素子 10と下部シールド 16および上部シールド 18と の間については絶縁層 20、 22の厚さを薄くし、電流端子 14a、 14bに隣接する上部 シールド 18との間では絶縁層 22を厚く形成して、電流端子 14a、 14bと上部シール ド 18との間で電気的な短絡が生じな 、ようにして 、る。

図 2は、薄膜磁気ヘッドを構成するの再生素子の製造方法を示す。図 2Bは、下部 シールド 16の上に絶縁層 20aを形成し、磁気抵抗効果素子 10および電流端子 14を 形成した後、磁気抵抗効果素子 10および電流端子 14の表面全体を被覆するように 第 1の絶縁層 22aを形成した状態を示す。第 1の絶縁層 22aは、たとえばアルミナを 1 00nm20nm程度の膜厚にスパッタリングして形成する。

図 2Bは、次いで磁気抵抗効果素子 10の平面配置位置に合わせてレジスト膜 24を 被着した状態であり、この状態でアルミナをスパッタリングすることにより十分な厚さに 第 2の絶縁層 22bを形成し（図 2C)、次いで、レジスト膜 24を除去して上部シールド 1 8を形成することによって再生素子が形成される（図 2D)。

特許文献 1：特開平 11—242805号公報

発明の開示

図 2に示す製造方法によれば、磁気抵抗効果素子 10と下部シールド 16および上 部シールド 18とに挟まれた絶縁層 20aと第 1の絶縁層 22aについては十分に薄く形 成することができ、電流端子 14と上部シールド 18との間は厚い第 2の絶縁層 22bが 介在することから、電流端子 14と上部シールド 18との間で電気的な短絡が生じること を確実に防止することが可能になる。

し力しながら、上述した製造方法においては、第 1の絶縁層 22aの表面に被着した レジスト膜 24を剥離除去する際に、レジスト膜 24がきわめて小さいために剥離除去 がしにくいという問題がある。また一方、レジスト膜 24を剥離しやすくするためにレジ スト膜 24を広幅に形成すると、再生素子のコア幅が広くなつてしまうという問題がある 本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、薄膜磁気ヘッドの再生 素子をより高精度に形成することを可能とし、かつ再生素子を容易に製造することを 可能にする薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。

すなわち、基板上に下部シールドと該下部シールドを被覆する絶縁層を形成し、該 絶縁層上に磁気抵抗効果素子を形成する工程と、磁気抵抗効果素子を含む基板表 面を第 1の絶縁層により被覆し、該第 1の絶縁層上に前記磁気抵抗効果素子を遮蔽 する平面配置にレジスト膜を形成し、該レジスト膜をマスクとして第 2の絶縁層を形成 する工程と、前記レジスト膜を剥離、除去した後、上部シールドを形成して再生素子 を形成する工程とを備える薄膜磁気ヘッドの製造方法にぉ ヽて、前記レジスト膜を、 平面形状が円弧状となる側縁部を有する形状にパターン形成し、前記円弧状の側縁 部が前記磁気抵抗効果素子の浮上面位置に交差する配置に設けることを特徴とす る。

また、前記磁気抵抗効果素子を形成した後、磁気抵抗効果素子の両側方に電流 端子を形成し、磁気抵抗効果素子と電流端子とを含む基板表面を前記第 1の絶縁 層により被覆した後、前記磁気抵抗効果素子の平面配置に合わせて前記レジスト膜 を配置して、第 2の絶縁層を形成することを特徴とする。

また、前記レジスト膜を、平面形状が楕円形に形成し、楕円形に形成されたレジスト 膜の長径側の側縁部を前記磁気抵抗効果素子の浮上面位置に位置合わせして配 置することを特徴とする。

また、前記レジスト膜をマスクとしてアルミナをスパッタリングすることにより、第 2の絶 縁層を形成することを特徴とする。

発明の効果

本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、平面形状が円弧状に形成され たレジスト膜の側縁部を磁気抵抗効果素子の浮上面位置に位置合わせするのみで 高精度に薄膜磁気ヘッドの再生素子を形成することができる。また、本発明方法によ れば、磁気抵抗効果素子と下部シールドおよび上部シールドとの離間間隔を狭くす ることが可能となり、高密度記録用の磁気ディスク装置等に用いる薄膜磁気ヘッドとし て好適に使用することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0005] [図 1]図 1Aは第 1の絶縁層上に形成するレジスト膜の本発明方法の配置例、図 1Bは 従来の配置例を示す説明図である。

[図 2]図 2A— Dは、薄膜磁気ヘッドの再生素子を製造する工程を示す説明図である

[図 3]図 3Aは従来方法による再生素子の形成例 B、図 3Bは本発明方法による再生 素子の形成例を示す断面図である。

[図 4]レジスト膜の他の配置例を示す説明図である。

[図 5]薄膜磁気ヘッドの再生素子の構成を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0006] 以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面とともに詳細に説明する。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、前述した従来の薄膜磁気ヘッドの製 造方法と基本的に変わらない。以下では、薄膜磁気ヘッドの再生素子の製造方法を 示す図 2を参照して説明する。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、まず、アルチック (AlTiC)か らなるウェハ基板上に、磁性層である下部シールド 16を NiFe等の磁性材をめっき等 により形成する。下部シールド 16の膜厚は数/ z m程度である。

次に、下部シールド 16の表面にアルミナをスパッタリングして絶縁層 20aを形成す る。この絶縁層 20aは磁気抵抗効果素子 10と下部シールド 16との離間間隔を規定 するものであり、 1200nm程度以下の膜厚に形成する。絶縁層 20aの下地層である 下部シールド 16の表面は平坦面に形成されているから、絶縁層 20aを薄く形成して も、その上層に形成されるハード膜等とは確実に電気的に絶縁することができる。 次に、絶縁層 20aの上層に磁気抵抗効果膜を成膜し、イオンミリング等の所要の処 理を施して磁気抵抗効果素子 10を形成する。磁気抵抗効果素子 10は反強磁性層 、ピン層、フリー層等の複数の層構成からなる。なお、本発明においては磁気抵抗効 果素子 10の構成が限定されるものではない。次いで、磁気抵抗効果素子 10の側方 にハード膜と電流端子 14を形成する。

図 1は、電流端子 14の平面配置を示す。電流端子 14は磁気抵抗効果素子 10を中 間に挟むようにして、磁気抵抗効果素子 10の両側縁から側方に延出するように形成 される。

磁気抵抗効果素子 10およびノヽード膜、電流端子 14を形成した後、ウェハ基板の 表面全体にアルミナをスパッタリングして、第 1の絶縁層 22aを形成する。この第 1の 絶縁層 22aは、磁気抵抗効果素子 10と上部シールド 18との離間間隔を規定するも のであり、 lOOnm程度にできるだけ薄く形成する。

第 1の絶縁層 22aを形成した後、第 1の絶縁層 22aの表面に感光性レジストを被着 し、感光性レジストを露光および現像して磁気抵抗効果素子 10の上方を遮蔽するよ うにレジスト膜 24を形成する。

本実施形態の薄膜磁気ヘッドの製造方法において特徴とする工程は、この第 1の 絶縁層 22aの表面に形成するレジスト膜 24の配置と形状にある。

図 1Aは、本発明の実施の形態として第 1の絶縁層 22aの表面に形成するレジスト 膜 24aの平面配置を磁気抵抗効果素子 10および電流端子 14の平面配置とともに示 している。図 1Bは、従来方法におけるレジスト膜 24の配置を示す。

本発明方法および従来方法ともに、レジスト膜 24a、 24は磁気抵抗効果素子 10の 上方を遮蔽するように設けるものであるが、従来方法では長方形の平面形状にレジ スト膜 24を形成しているのに対して、本実施形態では楕円状の平面形状にレジスト 膜 24aを形成する。

前述したように、レジスト膜 24a、 24は第 1の絶縁層 22a上で磁気抵抗効果素子 10 の上方を遮蔽するように設け、レジスト膜 24a、 24をマスクとしてアルミナをスパッタリ ングすることにより、磁気抵抗効果素子 10を除いた領域、すなわち電流端子 14が形 成されている領域の表面上に厚い第 2の絶縁層 22bを形成する目的で使用している 。したがって、磁気抵抗効果素子 10の遮蔽のみを目的とするのであれば、レジスト膜 24a, 24は磁気抵抗効果素子 10が形成されて ヽる領域のみを遮蔽するように形成 すればよい。

し力しながら、レジスト膜 24a、 24を磁気抵抗効果素子 10とまったく同形に形成した のでは、遮蔽用のレジスト膜の寸法が小さくなり過ぎ、第 2の絶縁層 22bを形成した後 に、遮蔽用のレジスト膜を剥離、除去する操作が困難になる。

遮蔽用のレジスト膜を除去する実際の工程では、レジスト膜の溶解液中で、ウェハ 基板に対して超音波振動を作用させてレジスト膜を剥離、除去している。このようにゥ ェハ基板に超音波振動を作用させてレジスト膜を剥離、除去する方法による場合は 、レジスト膜がある程度の大きさに形成されている方が簡単に剥離できる。

この点で、本実施形態のようにレジスト膜 24aを平面形状で楕円形に形成すると、 比較的広い範囲にわたって遮蔽するようにレジスト膜 24aを設けても、楕円の長径側 の端部を磁気抵抗効果素子 10の浮上面位置に位置合わせするようにレジスト膜 24a を設けることにより、レジスト膜 24aによって的確に磁気抵抗効果素子 10を遮蔽する ことができる。

図 1で A— A線はヘッドスライダーを形成した際の浮上面位置を示して 、る。磁気抵 抗効果素子 10は浮上面位置での形態 (形状)がその特性にもっとも影響を及ぼす。 楕円形に形成するレジスト膜 24aを使用すれば、レジスト膜 24aの長径方向の位置を 調節することによって、浮上面位置での磁気抵抗効果素子 10のコア幅に一致するよ うにレジスト膜 24aを位置合わせすることができ、これによつて浮上面位置に合わせて レジスト膜 24aにより磁気抵抗効果素子 10を遮蔽することが可能となる。

実際には、楕円形に形成するレジスト膜 24aの曲率等によってレジスト膜 24aを配 置する位置を調節すればよい。このように磁気抵抗効果素子 10を遮蔽するレジスト 膜 24aを、平面形状で円弧状部分（曲線状部分)を有する形状とすることにより、レジ スト膜全体の平面的な大きさを小さくすることなぐより精度よく磁気抵抗効果素子 10 の配置に合わせてレジスト膜を配置することが可能となる。

こうして、下部シールド 16および上部シールド 18と磁気抵抗効果素子 10との離間 間隔 (絶縁層の厚さ）をより狭くし、コア幅を広げることなぐ電流端子 14と上部シール ド 18等との電気的絶縁を確実に保持した状態で再生素子を形成することが可能とな る。

レジスト膜 24aを形成した後は、アルミナを十分に厚くスパッタリングして第 2の絶縁 層 22bを形成し、次に、レジスト膜 24aを剥離、除去し、磁性層としての上部シールド 18をめつき等により形成する。

レジスト膜 24aは、溶解液中で超音波振動を作用させて剥離、除去する。レジスト膜 24aは磁気抵抗効果素子 10を遮蔽する領域力も外側にはみ出すように設けてかま わない。ある程度の大きさにレジスト膜 24aを形成することにより、超音波振動を利用 して簡単にレジスト膜 24aを剥離して除去することができる。

図 3Aは、平面形状が長方形状のレジスト膜 24を使用して再生素子を形成した場 合、図 3Bは、平面形状が楕円形状のレジスト膜 24aを使用して再生素子を形成した 場合について、浮上面側力 再生素子を見た状態を説明的に示す。図のように、平 面形状が楕円形状のレジスト膜 24aを使用することによって、平面形状が長方形状 のレジスト膜 24を使用した場合にくらべてコア幅 (W)が狭くなつていることを示す。 図 4は、磁気抵抗効果素子 10を平面配置で遮蔽するように第 1の絶縁層 22aの表 面に形成するレジスト膜の他の例を示す。図 4Aは平面配置が三角形状で、コーナ 一部を円弧状に面取りした形状のレジスト膜 24bを使用する例を示す。図 4Bは、平 面形状が長方形状で、長手方向の両側縁部を円弧状に形成したレジスト膜 24cを使 用する例を示す。いずれの場合も、平面形状が円弧状（曲線状）に形成したレジスト の側縁部が磁気抵抗効果素子 10の浮上面位置に一致する、すなわち浮上面位置（ A— A線位置)でレジスト膜 24b、 24cが横切る位置力 磁気抵抗効果素子 10の幅寸 法に略一致するようにレジスト膜 24b、 24cを配置することによって、高精度に再生素 子を形成することができる。

このように、磁気抵抗効果素子 10を遮蔽するレジスト膜に円弧状（曲線状)部分を 形成する方法によれば、磁気抵抗効果素子 10の配置、寸法等に応じて、レジスト膜 の配置位置を調節するだけで、最適位置にレジスト膜を配置して、高精度に再生素 子を形成することが可能になる。

なお、上記実施形態では磁気抵抗効果素子の側方に電流端子を設けた CIP型の 再生素子の構成を例に説明したが、本発明方法は CPP型の再生素子を製造する場 合にもまったく同様に適用することができる。その場合も、磁気抵抗効果素子と下部 シールドおよび上部シールドとの離間間隔を狭くし、コア幅を狭くすることが可能とな ること力ら、高密度記録が可能な磁気ディスク装置に用いる薄膜磁気ヘッドとして好 適に利用することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 基板上に下部シールドと該下部シールドを被覆する絶縁層を形成し、該絶縁層上に 磁気抵抗効果素子を形成する工程と、

磁気抵抗効果素子を含む基板表面を第 1の絶縁層により被覆し、該第 1の絶縁層 上に前記磁気抵抗効果素子を遮蔽する平面配置にレジスト膜を形成し、該レジスト 膜をマスクとして第 2の絶縁層を形成する工程と、

前記レジスト膜を剥離、除去した後、上部シールドを形成して再生素子を形成する 工程とを備える薄膜磁気ヘッドの製造方法にぉ 、て、

前記レジスト膜を、平面形状が円弧状となる側縁部を有する形状にパターン形成し 、前記円弧状の側縁部が前記磁気抵抗効果素子の浮上面位置に交差する配置に 設けることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。

[2] 前記磁気抵抗効果素子を形成した後、磁気抵抗効果素子の両側方に電流端子を形 成し、

磁気抵抗効果素子と電流端子とを含む基板表面を前記第 1の絶縁層により被覆し た後、

前記磁気抵抗効果素子の平面配置に合わせて前記レジスト膜を配置して、第 2の絶 縁層を形成することを特徴とする請求項 1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。

[3] 前記レジスト膜を、平面形状が楕円形に形成し、楕円形に形成されたレジスト膜の長 径側の側縁部を前記磁気抵抗効果素子の浮上面位置に位置合わせして配置するこ とを特徴とする請求項 1または 2記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。

[4] 前記レジスト膜をマスクとしてアルミナをスパッタリングすることにより、第 2の絶縁層を 形成することを特徴とする請求項 1一 3のいずれか一項記載の薄膜磁気ヘッドの製 造方法。