JP3756202B2 - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気記録再生装置等に用いられる磁気抵抗効果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】
磁気ディスク装置の高性能化に伴い、それに用いる薄膜磁気ヘッドにも種々の高性能化が要求されている。その一環として、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの利用がある。磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、出力が周速に依存しないため、小径ディスク装置の容量増加に多大な効果を与えるが、実用上はまだ多くの技術的課題を有している。その一つとして、高周波特性を向上するための再生部の狭ギャップ化に関して、いまだ有効な手段が開発されていない。
【０００３】
以下、従来のこの種の薄膜磁気ヘッドについて図面を参照しながら説明する。図４は薄膜磁気ヘッドのスライダーを媒体対向面側から見た斜視図である。スライダー１０１は、装置に搭載する時は、浮上レール１０２に対して裏面側に平行にジンバルを接着して磁気ヘッドアセンブリ状態として用いる。この浮上レール１０２は、用途に応じて種々の形態をとり、機械加工やイオンビームエッチング等により２〜３本のレールを形成する。図４には機械加工で形成した３本レールの形状を示している。このスライダー１０１における薄膜磁気ヘッド素子は、セラミック基板上に薄膜形成技術を用いて図面の手前側に形成されており、１０３が上部絶縁層、１０４が上部磁性層、１０５が後にワイヤーをボンディングするためのパッド部である。ここでパッド部１０５が４ヶ所あるのは、記録部および再生部に少なくとも２ヶ所ずつの端子が必要だからである。
【０００４】
次に、薄膜磁気ヘッドが媒体と対向する図４のＡ部における薄膜磁気ヘッド素子部の具体的な製造方法について図５を参照して説明する。まずセラミック基板１１１上にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁物１１２を形成して被覆し、その上に電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイ、センダストあるいは鉄系の合金材料による下部シールド層１１３を形成し、その上にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁材料からなる下部リードギャップ層１１４を形成し、さらにその上に磁気抵抗効果素子部１１５を順次積層する。この磁気抵抗効果素子部１１５は、図中では単層で示しているが、磁気抵抗効果素子を駆動する際のバイアス方式によっては２〜４層構成となり、例えばシャントバイアスではパーマロイ（ＭＲ層）とチタン、ＳＡＬ（Ｓoft Ａdjacent Ｌayer）バイアスではパーマロイ（ＭＲ層）とタンタル等のスペーサおよび鉄とニッケルにロジウム等の第３元素を添加したＳＡＬ層の３層、さらにＭＲ膜に交換バイアスを付与する場合はＭＲ膜に直接接触する形で鉄とマンガンの合金である反強磁性膜を積層して用いる。次に磁気抵抗効果素子部１１５のトラック幅の規定および磁気抵抗効果素子部１１５から信号を読み出すために金等の抵抗材料を用いて真空蒸着法あるいはスパッタ法、およびリフトオフ法等により磁気抵抗効果素子読み出し電極となる読み出し層１１６を形成する。この読み出し層１１６は、上記の反強磁性膜を含む多層構成となる場合もある。次に読み出し層１１６の上に、アルミナ等の絶縁材料により形成した上部リードギャップ層１１７、電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイや鉄系合金材料を用いて形成した上部シールド層１１８を順次積層して再生ヘッド部の作成が終了する。次に記録ヘッド部の作成は、まず上部シールド層１１８の上に記録部の下部磁性層１１９を電気めっき法等により形成する。ここで上部シールド層１１８と下部磁性層１１９の磁気的結合を防止するため、この２層の間にアルミナ等の絶縁材料からなる分離層を入れる場合もある。次に記録部のギャップ層１２０を積層した後、図面には示していないがノボラック系あるいはポリイミド系等の樹脂からなる下部絶縁層、電気めっき法により形成した下部コイル層、下部絶縁層と同様に上部絶縁層を順次積層し、電気めっき法等により上部磁性層１２１を積層し、最終的にアルミナ等の保護層１２２で保護した形として薄膜磁気ヘッドの作成が終了する。
【０００５】
次に、上記薄膜磁気ヘッド素子部における磁気抵抗効果素子読み出し層１１６のリフトオフ法による具体的に形成工程について、図６を参照して説明する。説明を簡単にするため、磁気抵抗効果素子部１１５の形成が終了した時点から説明する。まず工程（ａ）において磁気抵抗効果素子部１１５上にフォトレジストを用いてリフトオフパターン１２３を形成する。リフトオフパターンとは、エッチングマスクとして形成するパターンに対してちょうど白黒が反転したパターンであり、後で膜を残したい部分のみフォトレジストがないパターンを形成する。このパターンで重要なことは、上に形成する膜がリフトオフパターン１２３のパターンエッジでつながらないように、パターン形状を逆テーパとすることである。フォトレジストとして環化ゴム系のネガ型レジストやノボラック系のイメージリバーサルレジスト、あるいは通常のノボラック系のポジ型フォトレジストをアミン系の溶媒で処理して反転パターン化したもの、さらには通常のノボラック系のレジストをそのままポジタイプとして使う方法として表層をモノクロルベンゼン等の溶剤で処理する等種々の方法をとることができる。また電気めっき膜を用いてオーバーハング形状を作り、それをリフトオフパターンに利用することもできる。上記のようにリフトオフパターン１２３を形成した後、工程（ｂ）において、磁気抵抗効果素子部１１５に交換バイアスを付与するための反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層となる膜１１６を真空蒸着法、あるいはスパッタ法により基板全面に付着形成する。ここで磁気抵抗効果素子読み出し層１１６には金および密着力強化層としてチタン、クロム等が金を挟み込む形で上下に形成される。次に工程（ｃ）において、磁気抵抗効果素子読み出し層１１６を所定の形に残すためフォトレジスト等からなるリフトオフパターン１２３を化学、物理的に除去する（リフトオフパターンにレジストを用いる場合はそのレジストを溶解する溶剤もしくはレジスト剥離液を用いて除去する。）。この際リフトオフパターン１２３上に付着した磁気抵抗効果素子読み出し層１１６が、リフトオフパターン１２３が除去される際に同時に除去される。しかしながら、スパッタ法は条件によっては粒子の平均自由行程が短くなり、逆テーパ下へ回り込む粒子が増加し、リフトオフしにくくなるうえ、図中に示すようにパターン端に膜残り１１６ａを生じる恐れがある。そして最後に、工程（ｄ）において、アルミナ等の上部リードギャップ層１１７およびパーマロイ等の上部シールド層１１８を順次積層するが、磁気抵抗効果素子読み出し層１１６のパターン端部の膜残り１１６ａの箇所で上部シールド層１１８と磁気抵抗効果素子読み出し層１１６とが異常に接近するため、その間の絶縁性に問題を生じる恐れがある。また、磁気抵抗効果素子読み出し層１１６と磁気抵抗効果素子部１１５との間の磁気抵抗効果素子読み出し層１１６の厚み分の段差は、その上層の各層にその影響を及ぼすため、図６に示すように記録ヘッド部のギャップ層１２０の平坦性が悪くなるという問題を生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記した従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果素子部１１５と上部シールド層１１８間の距離がヘッド性能上分解能を決定する重要な寸法であり、可能なかぎり狭くする必要があるという設計上の要請があるものの、その製造上の問題から磁気抵抗効果素子読み出し層１１６の端部に膜残り１１６ａを生じることがあるため、磁気抵抗効果素子部１１５と上部シールド層１１８との間の絶縁性に問題を生じる恐れがあった。絶縁性が劣化すると、磁気抵抗効果素子部１１５に流すべき電流が上部シールド層１１８に洩れるため、その結果、読み出し層１１６が磁気抵抗効果素子部１１５の外部磁場にる抵抗変化を正確に伝達することができず、結局磁気ヘッドの読み出し特性における品質を劣化させることになるので、これを解決する必要があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、記録再生特性に優れ、高品質な磁気抵抗効果型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ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、磁気抵抗効果素子部と、この磁気抵抗効果素子部上に隔絶されて設けられる読み出し電極をリフトオフ法で形成する際に、形成された磁気抵抗効果素子部の上に第１のリフトオフ層を形成する工程と、第１のリフトオフ層の上に第２のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形成するとともに第２のリフトオフ層をベークして第２のリフトオフ層の断面が丸みをおびた形状とする工程と、第１のリフトオフ層をエッチングして第２のリフトオフ層の底面部にのみ第２のリフトオフ層の幅よりも狭くなるように第１のリフトオフ層を残す工程と、磁気抵抗効果素子部および第２のリフトオフ層の上に読み出し電極となる読み出し層を形成する工程と、第２のリフトオフ層をその上部の読み出し層とともに除去する工程と、磁気抵抗効果素子部の上に残った第１のリフトオフ層をエッチングして平坦化するか除去する工程とを備えたものである。第１および第２のリフトオフ層とその上の読み出し層とを一度に除去するようにしてもよい。
【０００９】
【作用】
本発明は、上記方法により、磁気抵抗効果素子読み出し層の膜残りがなくなるため、磁気抵抗効果素子部と上部シールド層との距離を小さくしても磁気抵抗効果素子読み出し層と上部シールド層との絶縁を保つことが可能となり、磁気抵抗効果素子読み出し層が磁気抵抗効果素子部の外部磁場による抵抗変化を正確に伝達することが可能となる。特に、第１のリフトオフ層を絶縁材料とし、リフトオフ後にその絶縁材料を素子上に残すことにより、磁気抵抗効果素子部とその読み出し層との間を平坦化することができるので、記録ヘッド部のギャップ層の平坦性を良くすることが可能となる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの完成状態は、図４に示した従来例と同様であるためその説明を省略する。図１は本発明の一実施例における媒体対向面側からみた磁気抵抗効果型ヘッド素子部の拡大断面図であり、この図をもとにその製造方法について説明する。
【００１１】
まずセラミック基板１１上にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁物１２を形成して被覆し、その上に電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイ、センダストあるいは鉄系の合金材料による下部シールド層１３を形成し、次にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁材料からなる下部リードギャップ層１４を形成し、さらにその上に磁気抵抗効果素子部１５を順次積層する。この磁気抵抗効果素子部１５は、図中では単層で示しているが、磁気抵抗効果素子を駆動する際のバイアス方式によっては２〜４層構成となり、例えばシャントバイアスではパーマロイ（ＭＲ層）とチタン、ＳＡＬ（Ｓoft Ａdjacent Ｌayer）バイアスではパーマロイ（ＭＲ層）とタンタル等のスペーサおよび鉄とニッケルにロジウム等の第３元素を添加したＳＡＬ層の３層、さらにＭＲ膜に交換バイアスを付与する場合はＭＲ膜に直接接触する形で鉄とマンガンの合金である反強磁性膜を積層して用いる。次に、後述する方法で第１のリフトオフ層２３を形成した後、磁気抵抗効果素子部１５のトラック幅の規定および磁気抵抗効果素子部１５から信号を読み出すために金等の抵抗材料を用いて真空蒸着法あるいはスパッタ法、および本発明によるリフトオフ法等により磁気抵抗効果素子読み出し電極となる読み出し層１６を形成する。この読み出し層１６は、上記の反強磁性膜を含む多層構成となる場合もある。次に読み出し層１６の上に、アルミナ等の絶縁材料により形成した上部リードギャップ層１７、電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイや鉄系合金材料を用いて形成した上部シールド層１８を順次積層して再生ヘッド部の作成が終了する。次に記録ヘッド部の作成は、まず上部シールド層１８上に記録部の下部磁性層１９を電気めっき法等により形成する。ここで上部シールド層１８と下部磁性層１９の磁気的結合を防止するため、この２層の間にアルミナ等の絶縁材料からなる分離層を入れる場合もある。次に記録部のギャップ層２０を積層した後、図面には示していないがノボラック系あるいはポリイミド系等の樹脂からなる下部絶縁層、電気めっき法により形成した下部コイル層、下部絶縁層と同様に上部絶縁層を順次積層し、電気めっき法等により上部磁性層２１を積層し、最終的にアルミナ等の保護層２２で保護した形として薄膜磁気ヘッドの作成が終了する。
【００１２】
次に上記実施例における磁気抵抗効果素子読み出し層１６の具体的な形成工程について、図２を参照しながら説明する。説明を簡単にするため、磁気抵抗効果素子部１５の形成が終了した時点から説明する。まず工程（ａ）において、磁気抵抗効果素子部１５上にアルミナ等の酸化絶縁物を材料とした第１のリフトオフ層２３を真空蒸着法により積層する。このときの膜厚は、少なくとも後に形成する磁気抵抗効果素子読み出し層１６の膜厚よりも厚くする。次に工程（ｂ）において、上記第１のリフトオフ層２３上にフォトレジストを用いて第２のリフトオフ層であるリフトオフパターン２４を形成する。リフトオフパターンとは、エッチングマスクとして形成するパターンに対してちょうど白黒が反転したパターンであり、後で膜を残したい部分のみフォトレジストがないパターンを形成する。この後、１５０°Ｃから１７０°Ｃ程度の温度で基板１１をホットプレート、あるいは熱対流式オーブン等でベークする。なお、この際に磁気抵抗効果素子部１５の一軸異方性を乱さないために磁気抵抗効果素子部１５の異方性磁界方向の磁場中においてベークすることもある。これにより図中鎖線で示すごとくフォトレジストの断面は丸みをおびた形状となるが、少なくともＬ１で示される寸法は磁気抵抗効果素子部１５のトラック幅の設計値よりも広くする。この後、次の工程（ｃ）において、アルミナ等の第１のリフトオフ層２３をアルカリ水溶液等によりウェットエッチングする。このとき図中Ｌ２で示される第１のリフトオフ層２３の最終的な幅は、目標とする磁気抵抗効果素子部１５のトラック幅の設計値と等しくなるようにする。前述したとおり、リフトオフパターン２４の幅Ｌ１は、ウェットエッチング後の第１のリフトオフ層２３の幅Ｌ２よりも広くなるので、第１のリフトオフ層２３の端部２３ａはオーバーエッチングのため極端なオーバーハング形状となる。なお、本実施例では、第１のリフトオフ層２３としてアルミナを用いたが、１５０°Ｃから１７０°Ｃ程度の温度でベークしたレジスト、および磁気抵抗効果素子部１５とのエッチングの選択性のあるエッチング方法を用いれば、ＳｉＯ２、チタン、銅などを用いることも可能である。次に工程（ｄ）において、磁気抵抗効果素子部１５の上に、交換バイアスを付与するための反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層１６を真空蒸着法あるいはスパッタ法により全面的に付着形成する。ここで磁気抵抗効果素子読み出し層１６には、金および密着力強化層としてチタン、クロム等が金を挟み込む形で上下に形成される。このとき、従来方法ではリフトオフパターンの断面形状を逆テーパー状態に保つ必要性から反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層１６の成膜時の基板加熱は不適切であったが、本実施例による方法では、既にリフトオフパターン２４は、１５０°Ｃから１７０°Ｃ程度の温度でベーク済みであるので、成膜時の基板加熱が可能となる付随的効果もある。前述したとおり、磁気抵抗効果素子読み出し層１６の膜厚は、第１のリフトオフ層２３の膜厚よりも薄くなるが、このとき、仮に磁気抵抗効果素子部１５に交換バイアスを付与するための反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層１６をスパッタ法により成膜した場合でも、リフトオフパターン２４と第１のリフトオフ層２３の端部の極端なオーバーハング形状のため、スパッタ粒子がリフトオフパターン２４レジストの底面部に付着する確率が低くなり、結果的に膜が途切れた状態となる。このため次の工程（ｅ）において、リフトオフパターン２４をレジストを溶解する溶剤もしくはレジスト剥離液を用いて除去する際に、従来のようなリフトオフが困難となる問題はなく、また第１のリフトオフ層２３の側面に付着する膜も小さくなり、突起状の膜残りも存在しなくなる。そこで次の工程（ｆ）において、第１のリフトオフ層２３を磁気抵抗効果素子読み出し層１６とほぼ同じ薄膜となるまで、アルカリ水溶液あるいは磁気抵抗効果素子部１５と選択性のあるエッチング方法によりエッチングする。この結果、磁気抵抗効果素子読み出し層１６と第１のリフトオフ層２３との間は完全に平坦化され、磁気抵抗効果素子読み出し層１６の形成が終了する。その後、図１に示すように、読み出し層１６の上に、上部リードギャップ、上部シールド層１８、下部磁性層１９、ギャップ層２０、および上部磁性層２１をそれぞれ順次形成することにより、これらの層を滑らかに平坦に形成することができる。
【００１３】
別の方法として、磁気抵抗効果素子読み出し層１６を形成した後、第１リフトオフ層２３をアルカリ水溶液等によるウェットエッチングにより完全に除去することにより、図３に示すように、その上の上部リードギャップ１７、上部シールド層１８を形成した場合、磁気抵抗効果素子読み出し層１６の膜残りが小さいため、磁気抵抗効果素子部１５を上部シールド層１８との距離を狭くしてその間の絶縁を問題なく保つことが可能となる。またこの場合は、図３の工程（ｄ）において、第１のリフトオフ層２３を磁気抵抗効果素子部１５および読み出し層１６と選択性のあるエッチング方法でエッチングし、その上層のリフトオフパターン２４および読み出し層１６の不用部分を同時に除去する方法もとれる。
【００１４】
なお、上記実施例では２層構成としたが、エッチングレートが速い順番に基板側から積層して等方的なエッチングによりリフトオフパターン形成すれば同様の効果が得られる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、磁気抵抗効果素子読み出し層をリフトオフにより形成する際に、リフトオフ層を２層以上の層構成とし、基板側に位置する第１のリフトオフ層の上に第２のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形成することにより、第１のリフト層を安定したオーバーハング形状とし、リフトオフ後のパターンエッジの膜残り防止できるため、磁気抵抗効果素子部と上部シールド層との距離を小さくしても磁気抵抗効果素子読み出し層と上部シールド層との絶縁を保つことが可能となり、磁気抵抗効果素子読み出し層が磁気抵抗効果素子部の外部磁場による抵抗変化を正確に伝達することが可能となる。また、第１のリフトオフ層を絶縁材料とし、リフトオフ後にその絶縁材料を素子上に残すことにより、磁気抵抗効果素子部とその読み出し層との間を平坦化することができるので、記録ヘッド部のギャップ層の平坦性を良くすることが可能となる。また、読み出し層の膜残りを従来よりも低くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例により製造された磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを媒体対向面側から見た磁気抵抗効果型ヘッド素子の部分拡大平面図。
【図２】本発明の一実施例における製造工程を示す拡大模式図。
【図３】本発明の他の実施例により製造された磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを媒体対向面側から見た磁気抵抗効果型ヘッド素子の部分拡大平面図。
【図４】磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドのスライダー部分の斜視図。
【図５】従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの媒体対向面側から見た部分拡大平面図。
【図６】従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す拡大模式図。
【符号の説明】
１１ 基板
１２ 絶縁層
１３ 下部シールド層
１４ 下部リードギャップ層
１５ 磁気抵抗効果素子部
１６ 磁気抵抗効果素子読み出し層（読み出し電極）
１７ 上部リードギャップ
１８ 上部シールド層
１９ 下部磁性層
２０ ギャップ層
２１ 上部磁性層
２２ 保護層
２３ 第１のリフトオフ層
２４ リフトオフパターン（第２のリフトオフ層）
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気記録再生装置等に用いられる磁気抵抗効果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】
磁気ディスク装置の高性能化に伴い、それに用いる薄膜磁気ヘッドにも種々の高性能化が要求されている。その一環として、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの利用がある。磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、出力が周速に依存しないため、小径ディスク装置の容量増加に多大な効果を与えるが、実用上はまだ多くの技術的課題を有している。その一つとして、高周波特性を向上するための再生部の狭ギャップ化に関して、いまだ有効な手段が開発されていない。
【０００３】
以下、従来のこの種の薄膜磁気ヘッドについて図面を参照しながら説明する。図４は薄膜磁気ヘッドのスライダーを媒体対向面側から見た斜視図である。スライダー１０１は、装置に搭載する時は、浮上レール１０２に対して裏面側に平行にジンバルを接着して磁気ヘッドアセンブリ状態として用いる。この浮上レール１０２は、用途に応じて種々の形態をとり、機械加工やイオンビームエッチング等により２〜３本のレールを形成する。図４には機械加工で形成した３本レールの形状を示している。このスライダー１０１における薄膜磁気ヘッド素子は、セラミック基板上に薄膜形成技術を用いて図面の手前側に形成されており、１０３が上部絶縁層、１０４が上部磁性層、１０５が後にワイヤーをボンディングするためのパッド部である。ここでパッド部１０５が４ヶ所あるのは、記録部および再生部に少なくとも２ヶ所ずつの端子が必要だからである。
【０００４】
次に、薄膜磁気ヘッドが媒体と対向する図４のＡ部における薄膜磁気ヘッド素子部の具体的な製造方法について図５を参照して説明する。まずセラミック基板１１１上にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁物１１２を形成して被覆し、その上に電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイ、センダストあるいは鉄系の合金材料による下部シールド層１１３を形成し、その上にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁材料からなる下部リードギャップ層１１４を形成し、さらにその上に磁気抵抗効果素子部１１５を順次積層する。この磁気抵抗効果素子部１１５は、図中では単層で示しているが、磁気抵抗効果素子を駆動する際のバイアス方式によっては２〜４層構成となり、例えばシャントバイアスではパーマロイ（ＭＲ層）とチタン、ＳＡＬ（Ｓoft Ａdjacent Ｌayer）バイアスではパーマロイ（ＭＲ層）とタンタル等のスペーサおよび鉄とニッケルにロジウム等の第３元素を添加したＳＡＬ層の３層、さらにＭＲ膜に交換バイアスを付与する場合はＭＲ膜に直接接触する形で鉄とマンガンの合金である反強磁性膜を積層して用いる。次に磁気抵抗効果素子部１１５のトラック幅の規定および磁気抵抗効果素子部１１５から信号を読み出すために金等の抵抗材料を用いて真空蒸着法あるいはスパッタ法、およびリフトオフ法等により磁気抵抗効果素子読み出し電極となる読み出し層１１６を形成する。この読み出し層１１６は、上記の反強磁性膜を含む多層構成となる場合もある。次に読み出し層１１６の上に、アルミナ等の絶縁材料により形成した上部リードギャップ層１１７、電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイや鉄系合金材料を用いて形成した上部シールド層１１８を順次積層して再生ヘッド部の作成が終了する。次に記録ヘッド部の作成は、まず上部シールド層１１８の上に記録部の下部磁性層１１９を電気めっき法等により形成する。ここで上部シールド層１１８と下部磁性層１１９の磁気的結合を防止するため、この２層の間にアルミナ等の絶縁材料からなる分離層を入れる場合もある。次に記録部のギャップ層１２０を積層した後、図面には示していないがノボラック系あるいはポリイミド系等の樹脂からなる下部絶縁層、電気めっき法により形成した下部コイル層、下部絶縁層と同様に上部絶縁層を順次積層し、電気めっき法等により上部磁性層１２１を積層し、最終的にアルミナ等の保護層１２２で保護した形として薄膜磁気ヘッドの作成が終了する。
【０００５】
次に、上記薄膜磁気ヘッド素子部における磁気抵抗効果素子読み出し層１１６のリフトオフ法による具体的に形成工程について、図６を参照して説明する。説明を簡単にするため、磁気抵抗効果素子部１１５の形成が終了した時点から説明する。まず工程（ａ）において磁気抵抗効果素子部１１５上にフォトレジストを用いてリフトオフパターン１２３を形成する。リフトオフパターンとは、エッチングマスクとして形成するパターンに対してちょうど白黒が反転したパターンであり、後で膜を残したい部分のみフォトレジストがないパターンを形成する。このパターンで重要なことは、上に形成する膜がリフトオフパターン１２３のパターンエッジでつながらないように、パターン形状を逆テーパとすることである。フォトレジストとして環化ゴム系のネガ型レジストやノボラック系のイメージリバーサルレジスト、あるいは通常のノボラック系のポジ型フォトレジストをアミン系の溶媒で処理して反転パターン化したもの、さらには通常のノボラック系のレジストをそのままポジタイプとして使う方法として表層をモノクロルベンゼン等の溶剤で処理する等種々の方法をとることができる。また電気めっき膜を用いてオーバーハング形状を作り、それをリフトオフパターンに利用することもできる。上記のようにリフトオフパターン１２３を形成した後、工程（ｂ）において、磁気抵抗効果素子部１１５に交換バイアスを付与するための反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層となる膜１１６を真空蒸着法、あるいはスパッタ法により基板全面に付着形成する。ここで磁気抵抗効果素子読み出し層１１６には金および密着力強化層としてチタン、クロム等が金を挟み込む形で上下に形成される。次に工程（ｃ）において、磁気抵抗効果素子読み出し層１１６を所定の形に残すためフォトレジスト等からなるリフトオフパターン１２３を化学、物理的に除去する（リフトオフパターンにレジストを用いる場合はそのレジストを溶解する溶剤もしくはレジスト剥離液を用いて除去する。）。この際リフトオフパターン１２３上に付着した磁気抵抗効果素子読み出し層１１６が、リフトオフパターン１２３が除去される際に同時に除去される。しかしながら、スパッタ法は条件によっては粒子の平均自由行程が短くなり、逆テーパ下へ回り込む粒子が増加し、リフトオフしにくくなるうえ、図中に示すようにパターン端に膜残り１１６ａを生じる恐れがある。そして最後に、工程（ｄ）において、アルミナ等の上部リードギャップ層１１７およびパーマロイ等の上部シールド層１１８を順次積層するが、磁気抵抗効果素子読み出し層１１６のパターン端部の膜残り１１６ａの箇所で上部シールド層１１８と磁気抵抗効果素子読み出し層１１６とが異常に接近するため、その間の絶縁性に問題を生じる恐れがある。また、磁気抵抗効果素子読み出し層１１６と磁気抵抗効果素子部１１５との間の磁気抵抗効果素子読み出し層１１６の厚み分の段差は、その上層の各層にその影響を及ぼすため、図６に示すように記録ヘッド部のギャップ層１２０の平坦性が悪くなるという問題を生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記した従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果素子部１１５と上部シールド層１１８間の距離がヘッド性能上分解能を決定する重要な寸法であり、可能なかぎり狭くする必要があるという設計上の要請があるものの、その製造上の問題から磁気抵抗効果素子読み出し層１１６の端部に膜残り１１６ａを生じることがあるため、磁気抵抗効果素子部１１５と上部シールド層１１８との間の絶縁性に問題を生じる恐れがあった。絶縁性が劣化すると、磁気抵抗効果素子部１１５に流すべき電流が上部シールド層１１８に洩れるため、その結果、読み出し層１１６が磁気抵抗効果素子部１１５の外部磁場にる抵抗変化を正確に伝達することができず、結局磁気ヘッドの読み出し特性における品質を劣化させることになるので、これを解決する必要があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、記録再生特性に優れ、高品質な磁気抵抗効果型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ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、磁気抵抗効果素子部と、この磁気抵抗効果素子部上に隔絶されて設けられる読み出し電極をリフトオフ法で形成する際に、形成された磁気抵抗効果素子部の上に第１のリフトオフ層を形成する工程と、第１のリフトオフ層の上に第２のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形成するとともに第２のリフトオフ層をベークして第２のリフトオフ層の断面が丸みをおびた形状とする工程と、第１のリフトオフ層をエッチングして第２のリフトオフ層の底面部にのみ第２のリフトオフ層の幅よりも狭くなるように第１のリフトオフ層を残す工程と、磁気抵抗効果素子部および第２のリフトオフ層の上に読み出し電極となる読み出し層を形成する工程と、第２のリフトオフ層をその上部の読み出し層とともに除去する工程と、磁気抵抗効果素子部の上に残った第１のリフトオフ層をエッチングして平坦化するか除去する工程とを備えたものである。第１および第２のリフトオフ層とその上の読み出し層とを一度に除去するようにしてもよい。
【０００９】
【作用】
本発明は、上記方法により、磁気抵抗効果素子読み出し層の膜残りがなくなるため、磁気抵抗効果素子部と上部シールド層との距離を小さくしても磁気抵抗効果素子読み出し層と上部シールド層との絶縁を保つことが可能となり、磁気抵抗効果素子読み出し層が磁気抵抗効果素子部の外部磁場による抵抗変化を正確に伝達することが可能となる。特に、第１のリフトオフ層を絶縁材料とし、リフトオフ後にその絶縁材料を素子上に残すことにより、磁気抵抗効果素子部とその読み出し層との間を平坦化することができるので、記録ヘッド部のギャップ層の平坦性を良くすることが可能となる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの完成状態は、図４に示した従来例と同様であるためその説明を省略する。図１は本発明の一実施例における媒体対向面側からみた磁気抵抗効果型ヘッド素子部の拡大断面図であり、この図をもとにその製造方法について説明する。
【００１１】
まずセラミック基板１１上にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁物１２を形成して被覆し、その上に電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイ、センダストあるいは鉄系の合金材料による下部シールド層１３を形成し、次にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁材料からなる下部リードギャップ層１４を形成し、さらにその上に磁気抵抗効果素子部１５を順次積層する。この磁気抵抗効果素子部１５は、図中では単層で示しているが、磁気抵抗効果素子を駆動する際のバイアス方式によっては２〜４層構成となり、例えばシャントバイアスではパーマロイ（ＭＲ層）とチタン、ＳＡＬ（Ｓoft Ａdjacent Ｌayer）バイアスではパーマロイ（ＭＲ層）とタンタル等のスペーサおよび鉄とニッケルにロジウム等の第３元素を添加したＳＡＬ層の３層、さらにＭＲ膜に交換バイアスを付与する場合はＭＲ膜に直接接触する形で鉄とマンガンの合金である反強磁性膜を積層して用いる。次に、後述する方法で第１のリフトオフ層２３を形成した後、磁気抵抗効果素子部１５のトラック幅の規定および磁気抵抗効果素子部１５から信号を読み出すために金等の抵抗材料を用いて真空蒸着法あるいはスパッタ法、および本発明によるリフトオフ法等により磁気抵抗効果素子読み出し電極となる読み出し層１６を形成する。この読み出し層１６は、上記の反強磁性膜を含む多層構成となる場合もある。次に読み出し層１６の上に、アルミナ等の絶縁材料により形成した上部リードギャップ層１７、電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイや鉄系合金材料を用いて形成した上部シールド層１８を順次積層して再生ヘッド部の作成が終了する。次に記録ヘッド部の作成は、まず上部シールド層１８上に記録部の下部磁性層１９を電気めっき法等により形成する。ここで上部シールド層１８と下部磁性層１９の磁気的結合を防止するため、この２層の間にアルミナ等の絶縁材料からなる分離層を入れる場合もある。次に記録部のギャップ層２０を積層した後、図面には示していないがノボラック系あるいはポリイミド系等の樹脂からなる下部絶縁層、電気めっき法により形成した下部コイル層、下部絶縁層と同様に上部絶縁層を順次積層し、電気めっき法等により上部磁性層２１を積層し、最終的にアルミナ等の保護層２２で保護した形として薄膜磁気ヘッドの作成が終了する。
【００１２】
次に上記実施例における磁気抵抗効果素子読み出し層１６の具体的な形成工程について、図２を参照しながら説明する。説明を簡単にするため、磁気抵抗効果素子部１５の形成が終了した時点から説明する。まず工程（ａ）において、磁気抵抗効果素子部１５上にアルミナ等の酸化絶縁物を材料とした第１のリフトオフ層２３を真空蒸着法により積層する。このときの膜厚は、少なくとも後に形成する磁気抵抗効果素子読み出し層１６の膜厚よりも厚くする。次に工程（ｂ）において、上記第１のリフトオフ層２３上にフォトレジストを用いて第２のリフトオフ層であるリフトオフパターン２４を形成する。リフトオフパターンとは、エッチングマスクとして形成するパターンに対してちょうど白黒が反転したパターンであり、後で膜を残したい部分のみフォトレジストがないパターンを形成する。この後、１５０°Ｃから１７０°Ｃ程度の温度で基板１１をホットプレート、あるいは熱対流式オーブン等でベークする。なお、この際に磁気抵抗効果素子部１５の一軸異方性を乱さないために磁気抵抗効果素子部１５の異方性磁界方向の磁場中においてベークすることもある。これにより図中鎖線で示すごとくフォトレジストの断面は丸みをおびた形状となるが、少なくともＬ１で示される寸法は磁気抵抗効果素子部１５のトラック幅の設計値よりも広くする。この後、次の工程（ｃ）において、アルミナ等の第１のリフトオフ層２３をアルカリ水溶液等によりウェットエッチングする。このとき図中Ｌ２で示される第１のリフトオフ層２３の最終的な幅は、目標とする磁気抵抗効果素子部１５のトラック幅の設計値と等しくなるようにする。前述したとおり、リフトオフパターン２４の幅Ｌ１は、ウェットエッチング後の第１のリフトオフ層２３の幅Ｌ２よりも広くなるので、第１のリフトオフ層２３の端部２３ａはオーバーエッチングのため極端なオーバーハング形状となる。なお、本実施例では、第１のリフトオフ層２３としてアルミナを用いたが、１５０°Ｃから１７０°Ｃ程度の温度でベークしたレジスト、および磁気抵抗効果素子部１５とのエッチングの選択性のあるエッチング方法を用いれば、ＳｉＯ２、チタン、銅などを用いることも可能である。次に工程（ｄ）において、磁気抵抗効果素子部１５の上に、交換バイアスを付与するための反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層１６を真空蒸着法あるいはスパッタ法により全面的に付着形成する。ここで磁気抵抗効果素子読み出し層１６には、金および密着力強化層としてチタン、クロム等が金を挟み込む形で上下に形成される。このとき、従来方法ではリフトオフパターンの断面形状を逆テーパー状態に保つ必要性から反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層１６の成膜時の基板加熱は不適切であったが、本実施例による方法では、既にリフトオフパターン２４は、１５０°Ｃから１７０°Ｃ程度の温度でベーク済みであるので、成膜時の基板加熱が可能となる付随的効果もある。前述したとおり、磁気抵抗効果素子読み出し層１６の膜厚は、第１のリフトオフ層２３の膜厚よりも薄くなるが、このとき、仮に磁気抵抗効果素子部１５に交換バイアスを付与するための反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層１６をスパッタ法により成膜した場合でも、リフトオフパターン２４と第１のリフトオフ層２３の端部の極端なオーバーハング形状のため、スパッタ粒子がリフトオフパターン２４レジストの底面部に付着する確率が低くなり、結果的に膜が途切れた状態となる。このため次の工程（ｅ）において、リフトオフパターン２４をレジストを溶解する溶剤もしくはレジスト剥離液を用いて除去する際に、従来のようなリフトオフが困難となる問題はなく、また第１のリフトオフ層２３の側面に付着する膜も小さくなり、突起状の膜残りも存在しなくなる。そこで次の工程（ｆ）において、第１のリフトオフ層２３を磁気抵抗効果素子読み出し層１６とほぼ同じ薄膜となるまで、アルカリ水溶液あるいは磁気抵抗効果素子部１５と選択性のあるエッチング方法によりエッチングする。この結果、磁気抵抗効果素子読み出し層１６と第１のリフトオフ層２３との間は完全に平坦化され、磁気抵抗効果素子読み出し層１６の形成が終了する。その後、図１に示すように、読み出し層１６の上に、上部リードギャップ、上部シールド層１８、下部磁性層１９、ギャップ層２０、および上部磁性層２１をそれぞれ順次形成することにより、これらの層を滑らかに平坦に形成することができる。
【００１３】
別の方法として、磁気抵抗効果素子読み出し層１６を形成した後、第１リフトオフ層２３をアルカリ水溶液等によるウェットエッチングにより完全に除去することにより、図３に示すように、その上の上部リードギャップ１７、上部シールド層１８を形成した場合、磁気抵抗効果素子読み出し層１６の膜残りが小さいため、磁気抵抗効果素子部１５を上部シールド層１８との距離を狭くしてその間の絶縁を問題なく保つことが可能となる。またこの場合は、図３の工程（ｄ）において、第１のリフトオフ層２３を磁気抵抗効果素子部１５および読み出し層１６と選択性のあるエッチング方法でエッチングし、その上層のリフトオフパターン２４および読み出し層１６の不用部分を同時に除去する方法もとれる。
【００１４】
なお、上記実施例では２層構成としたが、エッチングレートが速い順番に基板側から積層して等方的なエッチングによりリフトオフパターン形成すれば同様の効果が得られる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、磁気抵抗効果素子読み出し層をリフトオフにより形成する際に、リフトオフ層を２層以上の層構成とし、基板側に位置する第１のリフトオフ層の上に第２のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形成することにより、第１のリフト層を安定したオーバーハング形状とし、リフトオフ後のパターンエッジの膜残り防止できるため、磁気抵抗効果素子部と上部シールド層との距離を小さくしても磁気抵抗効果素子読み出し層と上部シールド層との絶縁を保つことが可能となり、磁気抵抗効果素子読み出し層が磁気抵抗効果素子部の外部磁場による抵抗変化を正確に伝達することが可能となる。また、第１のリフトオフ層を絶縁材料とし、リフトオフ後にその絶縁材料を素子上に残すことにより、磁気抵抗効果素子部とその読み出し層との間を平坦化することができるので、記録ヘッド部のギャップ層の平坦性を良くすることが可能となる。また、読み出し層の膜残りを従来よりも低くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例により製造された磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを媒体対向面側から見た磁気抵抗効果型ヘッド素子の部分拡大平面図。
【図２】本発明の一実施例における製造工程を示す拡大模式図。
【図３】本発明の他の実施例により製造された磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを媒体対向面側から見た磁気抵抗効果型ヘッド素子の部分拡大平面図。
【図４】磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドのスライダー部分の斜視図。
【図５】従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの媒体対向面側から見た部分拡大平面図。
【図６】従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す拡大模式図。
【符号の説明】
１１ 基板
１２ 絶縁層
１３ 下部シールド層
１４ 下部リードギャップ層
１５ 磁気抵抗効果素子部
１６ 磁気抵抗効果素子読み出し層（読み出し電極）
１７ 上部リードギャップ
１８ 上部シールド層
１９ 下部磁性層
２０ ギャップ層
２１ 上部磁性層
２２ 保護層
２３ 第１のリフトオフ層
２４ リフトオフパターン（第２のリフトオフ層）
Claims (3)
- 磁気抵抗効果素子部と、この磁気抵抗効果素子部上に隔絶されて設けられる読み出し電極をリフトオフ法で形成する際に、形成された磁気抵抗効果素子部の上にアルミナ，ＳｉＯ 2 の酸化絶縁物で第１のリフトオフ層を形成する工程と、前記第１のリフトオフ層の上にフォトレジストで形成された第２のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形成するとともに前記第２のリフトオフ層をベークして前記第２のリフトオフ層の断面が丸みをおびた形状とする工程と、前記第１のリフトオフ層をエッチングして前記第２のリフトオフ層の底面部にのみ前記第２のリフトオフ層の幅よりも狭くなるように第１のリフトオフ層を残す工程と、前記磁気抵抗効果素子部および第２のリフトオフ層の上に読み出し電極となる読み出し層を形成する工程と、前記第２のリフトオフ層をその上部の読み出し層とともに除去する工程と、前記磁気抵抗効果素子部の上に残った第１のリフトオフ層をエッチングして前記読み出し層の厚さとほぼ同じ厚さに平坦化する工程とを備えた磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
- 磁気抵抗効果素子部と、この磁気抵抗効果素子部上に隔絶されて設けられる読み出し電極をリフトオフ法で形成する際に、形成された磁気抵抗効果素子部の上にアルミナ，ＳｉＯ 2 の酸化絶縁物で第１のリフトオフ層を形成する工程と、前記第１のリフトオフ層の上にフォトレジストで形成された第２のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形成するとともに前記第２のリフトオフ層をベークして前記第２のリフトオフ層の断面が丸みをおびた形状とする工程と、前記第１のリフトオフ層をエッチングして前記第２のリフトオフ層の底面部にのみ前記第２のリフトオフ層の幅よりも狭くなるように第１のリフトオフ層を残す工程と、前記磁気抵抗効果素子部および第２のリフトオフ層の上に読み出し電極となる読み出し層を形成する工程と、前記第２のリフトオフ層をその上部の読み出し層とともに除去する工程と、前記磁気抵抗効果素子部の上に残った第１のリフトオフ層をエッチングして除去する工程とを備えた磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
- 磁気抵抗効果素子部と、この磁気抵抗効果素子部上に隔絶されて設けられる読み出し電極をリフトオフ法で形成する際に、形成された磁気抵抗効果素子部の上にアルミナ，ＳｉＯ 2 の酸化絶縁物で第１のリフトオフ層を形成する工程と、前記第１のリフトオフ層の上にフォトレジストで形成された第２のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形成するとともに前記第２のリフトオフ層をベークして前記第２のリフトオフ層の断面が丸みをおびた形状とする工程と、前記第１のリフトオフ層をエッチングして前記第２のリフトオフ層の底面部にのみ前記第２のリフトオフ層の幅よりも狭くなるように第１のリフトオフ層を残す工程と、前記磁気抵抗効果素子部および第２のリフトオフ層の上に読み出し電極となる読み出し層を形成する工程と、前記第１および第２のリフトオフ層とその上の読み出し層とを除去する工程とを備えた磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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