JPH11265502A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法および電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヨークタイプの磁気ヘッドにおいて、基板面
に対して略垂直な狭ギャップ幅の磁気ギャップを、ステ
ッパ精度などに制限されることなく、高精度に形成する
ことを可能にする。 【解決手段】 軟磁性材料層３１上に、第１の平面ヨー
ク１２の形状に対応する第１のマスク層３２を形成す
る。その上に磁気ギャップ相当の膜厚を有する材料層お
よび第２のマスク層３４を順に積層形成する。これらマ
スク層３２、３４の表面が連続した平坦面となるように
加工した後、磁気ギャップ相当の膜厚を有する材料層を
選択的にエッチング除去する。残余の第１および第２の
マスク層３２、３４を用いて軟磁性材料層３１をエッチ
ングし、凹部３６を形成すると共に第１および第２の平
面ヨークを形成する。凹部３６内に磁気ギャップ１５を
埋め込み形成する。あるいは、磁気ギャップ相当の幅を
有する凸部を形成した後、その両側に軟磁性材料層を成
膜し、第１および第２の平面ヨークを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録装置の再
生ヘッドや記録ヘッドとして使用される薄膜磁気ヘッド
の製造方法、および電子デバイスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスク用の薄膜磁気へッ
ドなどにおいては、磁気記録媒体から浮上させて記録再
生を行ってきたが、記録密度の向上に伴って浮上高を低
下させ、より媒体に近いところを滑空させて情報を読み
取るようになってきている。また、さらなる記録密度の
向上に対応させるために、磁気へッドと記録媒体とを積
極的に接触させて記録再生を行うことが試みられいる。

【０００３】一方、ある種の磁性薄膜や磁性多層薄膜な
どの電気抵抗が外部磁界によって変化するという、磁気
抵抗効果（ＭＲ）を利用した磁気ヘッド（ＭＲヘッド）
が、高記録密度システムにおける再生ヘッドとして注目
されている。このようなＭＲヘッドを用いた磁気ヘッド
においても、接触方式が高記録密度対応の技術として期
待されている。

【０００４】上述したような接触記録再生に有利なヘッ
ド構造としては、ヨーク型ＭＲへッドなどのヨーク型薄
膜磁気ヘッドが知られている。このようなヨーク型磁気
ヘッドのうち、特に平面ヨーク型ＭＲヘッドは、再生出
力の変動を抑制することができると共に、良好な再生出
力が得られ、かつ低コスト化が可能な構造として期待さ
れている（例えば特開平8-138215号公報参照）。平面ヨ
ーク型ＭＲヘッドでは、磁気ギャップを介して対向配置
された一対の磁気コアからなる平面ヨークによって、ヘ
ッド内部に配置されたＭＲ素子に信号磁界が導かれる。

【０００５】従来の平面ヨーク型ＭＲヘッドは、例えば
図９に示すような製造工程に基づいて作製されている。
すなわち、まずＡ１０_x ／Ａｌ０_x ・ＴｉＣなどからな
る基板１上にＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂのような軟磁性材
料を成膜した後、例えばレジストをマスクとしてイオン
ビームエッチングによりヨーク半体（第１の平面ヨー
ク）２ａを形成する（図９（ａ））。

【０００６】次に、第１の平面ヨーク２ａ上を含めて基
板１上に、磁気ギャップとなるＡｌＯ_x やＳｉＯ_x など
の非磁性膜３とＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂのような軟磁性
材料膜２とを連続成膜する（図９（ｂ））。次いで、そ
の上に分子量の小さいレジスト４を被覆形成し、ベーク
することにより表面を平坦化する（図９（ｃ））。

【０００７】表面を平坦化したレジスト４と他方のヨー
ク半体となる軟磁性材料膜２とが同一のエッチングレー
トでエッチングされるように、例えばイオン入射角度を
設定し、そのようなイオンビームを利用してエッチング
バックする。このようにして、他方のヨーク半体（第２
の平面ヨーク）２ｂを形成する（図９（ｄ））。

【０００８】このようにして得た平面ヨーク２ａ、２ｂ
の表面にＡ１Ｏ_x などの絶縁膜５を形成した後、その上
にスピンバルブ膜などのＭＲ膜６を形成する（図９
（ｅ））。最後にＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉなどからなるリード
７を、リフトオフ法などにより形成する（図９
（ｆ））。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の平面ヨーク型ＭＲヘッドの製造方法では、磁気
ギャップ３を良好に形成するために、第１の平面ヨーク
２ａの磁気ギャップ側端面を所定の角度で傾斜させてお
り、基板面に対して略垂直な磁気ギャップを得ることは
困難であった。

【００１０】また、例えば磁気ヘッドの高周波特性を高
めるために、磁性層と非磁性層との積層膜を用いてヨー
クの比抵抗を大きくしようとした場合には、ヨークを構
成する積層膜がギャップ近傍で折れ曲がってしまい、特
性の低下を招いてしまうというような問題がある。さら
に、平面ヨーク型ＭＲへッドのヨークは、記録へッドの
磁極としても使用可能であり、この場合にも積層膜を用
いると記録ギャップの近傍で積層膜が折れ曲がり、特性
の低下を招いてしまう。

【００１１】一方、軟磁性材料膜上にレジストを形成
し、これをステッパで露光、現像することによって、軟
磁性材料膜にギャップ形成用の凹部を形成し、その凹部
内にギャップ構成材料を埋め込み形成することも考えら
れるが、この方法ではギャップ幅がステッパ精度に制限
されることになる。従って、この方法を適用した場合、
現状では0.35μm 程度のギャップ幅しか得ることができ
ない。このようなギャップ幅では高記録密度化への対応
は不十分である。そこで、例えば 0.1μm オーダーの狭
ギャップをステッパ精度に制限されることなく、高精度
に形成することを可能にする技術が求められている。

【００１２】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、基板面に対して略垂直な狭ギャップ幅
の磁気ギャップを、ステッパ精度などに制限されること
なく、高精度に形成することを可能にした平面ヨーク型
の薄膜磁気ヘッドの製造方法、さらにヨークを積層膜で
構成する場合には基板面に平行なヨークを得ることが可
能な薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的と
している。また、本発明は同様な狭パターンの形成を可
能にした電子デバイスの製造方法を提供することを目的
としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の薄膜磁気
ヘッドの製造方法は、請求項１に記載したように、媒体
対向面側に形成された磁気ギャップを介して対向配置さ
れ、かつ膜厚方向をトラック幅とする第１および第２の
平面ヨークと、前記第１および第２の平面ヨークを介し
て記録媒体から信号磁束が導かれる磁気抵抗効果素子も
しくは前記記録媒体に記録磁束を供給する記録コイルの
少なくとも一方とを具備する薄膜磁気ヘッドを製造する
にあたり、前記平面ヨークとなる軟磁性材料層上に、前
記第１の平面ヨークの形状に対応する第１のマスク層を
形成する工程と、前記第１のマスク層上を含めて前記軟
磁性材料層上に、前記磁気ギャップ相当の膜厚を有する
材料層および第２のマスク層を順に積層形成する工程
と、前記第１のマスク層の表面と前記第２のマスク層の
表面とが連続した平坦面となるように加工する工程と、
前記磁気ギャップ相当の膜厚を有する材料層を選択的に
エッチングする工程と、残余の前記第１および第２のマ
スク層を用いて前記軟磁性材料層をエッチングし、前記
磁気ギャップの形成部となる凹部を形成すると共に、前
記第１および第２の平面ヨークを形成する工程と、前記
凹部内に前記磁気ギャップを埋め込み形成する工程とを
有することを特徴としている。

【００１４】第１の薄膜磁気ヘッドの製造方法において
は、磁気ギャップ相当の膜厚を有する材料層を選択的に
エッチング除去した後の第１のマスク層および第２のマ
スク層を用いて、軟磁性材料層をエッチングしているた
め、この軟磁性材料層に磁気ギャップの形成部となる凹
部を正確に転写することができる。磁気ギャップの形成
部となる凹部の形状および幅は、当初の材料層の形状お
よび厚さで制御することができるため、基板面に対して
略垂直な狭ギャップを高精度に形成することができる。
また、当初の軟磁性材料層を積層膜で構成することによ
って、基板面に平行な積層ヨークが容易に得られる。

【００１５】本発明の第２の薄膜磁気へッドの製造方法
は、請求項２に記載したように、媒体対向面側に形成さ
れた磁気ギャップを介して対向配置され、かつ膜厚方向
をトラック幅とする第１および第２の平面ヨークと、前
記第１および第２の平面ヨークを介して記録媒体から信
号磁束が導かれる磁気抵抗効果素子もしくは前記記録媒
体に記録磁束を供給する記録コイルの少なくとも一方と
を具備する薄膜磁気ヘッドを製造するにあたり、前記磁
気ギャップ相当の幅を有する凸部を形成する工程と、前
記凸部の両側に軟磁性材料層を成膜し、前記第１および
第２の平面ヨークを形成する工程とを有することを特徴
としている。

【００１６】第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法において
は、磁気ギャップ相当の幅を有する凸部をまず形成し、
その両側に軟磁性材料層を成膜して第１および第２の平
面ヨークを形成しているため、基板面に対して略垂直な
狭ギャップを高精度に形成することができる。

【００１７】また、本発明の第１の電子デバイスの製造
方法は、請求項３に記載したように、第１の機能材料層
上に、その一部を覆うように第１のマスク層を形成する
工程と、前記第１のマスク層上を含めて前記第１の機能
材料層上に、凹部形成材料層および第２のマスク層を順
に積層形成する工程と、前記第１のマスク層の表面と前
記第２のマスク層の表面とが連続した平坦面となるよう
に加工する工程と、前記凹部形成材料層を選択的にエッ
チングする工程と、残余の前記第１および第２のマスク
層を用いて前記第１の機能材料層をエッチングし、前記
第１の機能材料層をパターニングしつつ凹部を形成する
工程と、前記凹部内に第２の機能材料層を埋め込み形成
する工程とを有することを特徴としている。

【００１８】本発明の第２の電子デバイスの製造方法
は、請求項４に記載したように、基材層上に、その一部
を覆うように被覆材料層を形成する工程と、前記被覆材
料層上を含めて前記基材層上に、第１の機能材料層を積
層形成する工程と、前記被覆材料層の側壁部のみに前記
第１の機能材料層を残すように、前記第１の機能材料層
をエッチングする工程と、前記被覆材料層をエッチング
除去して、前記第１の機能材料層からなる凸部を形成す
る工程と、前記凸部を挟んで、その両側部に第２の機能
材料層をそれぞれ形成する工程とを有することを特徴と
している。

【００１９】本発明の第３の電子デバイスの製造方法
は、請求項５に記載したように、基材層上に、その一部
を覆うように第１の被覆材料層を形成する工程と、前記
第１の被覆材料層上を含めて前記基材層上に、第１の機
能材料層および第２の被覆材料層を順に積層形成する工
程と、前記第１の被覆材料層の表面と前記第２の被覆材
料層の表面とが連続した平坦面となるように加工する工
程と、前記第１および第２の被覆材料層を選択的にエッ
チングして、前記第１の機能材料層からなる凸部を形成
する工程、前記凸部を挟んで、その両側部に第２の機能
材料層をそれぞれ形成する工程とを有することを特徴と
している。

【００２０】上述した本発明の電子デバイスの製造方法
によれば、凹部形成材料層や第１の機能材料層の膜厚の
制御によって、ステッパ露光では形成し得ない微細なパ
ターンを正確に作製することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。

【００２２】図１は、本発明の実施形態で作製したヨー
クタイプの録再一体型磁気ヘッドの要部を示す斜視図で
ある。同図において、１１はＡｌ₂ Ｏ₃ 付Ａｌ₂ Ｏ₃ ・
ＴｉＣ基板などからなる基板である。このＡｌ₂ Ｏ₃ 付
Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣ基板１１の主表面上には、一方のヨ
ーク半体となる第１の平面ヨーク１２と他方のヨーク半
体となる第２の平面ヨーク１３とが形成されており、こ
れらは一対の平面ヨーク１４を構成している。

【００２３】第１および第２の平面ヨーク１２、１３
は、それらの表面が基板１１の主表面と略平行となるよ
うに形成されており、これら平面ヨーク１２、１３の膜
厚方向がトラック幅となる。これらの平面ヨーク１２、
１３は、例えばＮｉＦｅやＦｅＡｌＳｉなどの結晶質軟
磁性材料、ＦｅＺｒＮなどの微結晶質軟磁性材料、Ｃｏ
ＺｒＮｂなどの非晶質軟磁性材料からなるものである。

【００２４】また、平面ヨーク１２、１３は、異種の軟
磁性材料層の積層膜や磁性層と非磁性層との積層膜など
で構成することもできる。平面ヨーク１２、１３の形成
には、メッキ法やスパッタ法などの各種の薄膜形成法を
適用することができる。平面ヨーク１２、１３の形成に
メッキ法を適用する場合、その下側にメッキ下地層を予
め形成しておくことが好ましい。

【００２５】一対の平面ヨーク１４の媒体対向面Ｓ側に
は、第１の平面ヨーク１２と第２の平面ヨーク１３との
間に磁気ギャップ１５が介在されている。磁気ギャップ
１５は、基板１１の主表面に対して略垂直に形成されて
いる。磁気ギャップ１５には各種の非磁性材料を使用す
ることができ、例えばＡｌＯ_x 、ＳｉＯ_x 、ＳＯＧ（ス
ピンオングラス）などの非磁性絶縁材料が用いられる。
媒体対向面Ｓには、基板１１の主表面に対して略垂直な
磁気ギャップ１５を介して配置された第１および第２の
平面ヨーク１２、１３のみが露出している。

【００２６】上述した一対の平面ヨーク１４の表面上に
は、ＡｌＯ_x 、ＳｉＯ_x 、ＳＯＧなどからなる非磁性絶
縁層１６が形成されており、この非磁性絶縁層１６上に
磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）１７が形成されている。ＭＲ
膜１７としては、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀などからなる異方性磁気
抵抗効果膜（ＡＭＲ膜）や、Ｃｏ₉₀Ｆｅ₁₀／Ｃｕ／Ｃｏ
₉₀Ｆｅ₁₀／ＩｒＭｎ積層膜などのスピンバルブ膜、人工
格子膜などの巨大磁気抵抗効果膜（ＧＭＲ膜）が用いら
れる。

【００２７】スピンバルブＧＭＲ膜などのＭＲ膜１７
は、媒体対向面Ｓから後退したヘッド内部に位置してい
る。そして、ＭＲ膜１７の両端部にはＣｕなどからなる
一対の電極１８、１８が接続形成されており、これらに
よってＭＲ素子部が構成されている。ＭＲ素子部は必要
に応じて、ＭＲ膜１７にバイアス磁界を印加する硬磁性
バイアス膜や反強磁性バイアス膜などを有する。

【００２８】一対の平面ヨーク１４の媒体対向面Ｓから
見て後方部側、すなわちバックギャップ１９上には、非
磁性絶縁層１６を一部除去して、第１および第２の平面
ヨーク１２、１３と磁気的に結合させたバックコア２０
が形成されており、これらは記録磁気ループを形成して
いる。この記録磁気ループを横切るように、記録コイル
２１が平面的に巻かれている。すなわち、第１および第
２の平面ヨーク１２、１３は記録ヘッドの磁気コアを兼
ねている。

【００２９】このように、図１に示す録再一体型磁気ヘ
ッドは、再生ヘッドとしてのヨーク型ＧＭＲヘッドと一
対の平面ヨーク１４を磁気コアとする記録ヘッドとを具
備している。記録媒体は平面ヨーク１２、１３の膜面と
平行な方向に走査される。すなわち、トラック幅は平面
ヨーク１２、１３の厚さに相当し、記録および再生ビッ
ト長は磁気ギャップ１５の幅に相当する。

【００３０】上述した実施形態のヨークタイプの録再一
体型磁気ヘッドは、以下に示すような製造工程にしたが
って作製されるものである。まず、本発明の第１の薄膜
磁気ヘッドの製造方法の一実施形態について、図２およ
び図３を参照して説明する。なお、以下に示す薄膜磁気
ヘッドの製造工程は、本発明の第１の電子デバイスの製
造方法の実施形態にも相当するものである。

【００３１】まず、図２（ａ）に示すように、Ａｌ₂ Ｏ
₃ 付Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣ基板１１の主表面上にＮｉＦｅ
やa-ＣｏＺｒＮｂなどからなる軟磁性材料層３１を形成
する。軟磁性材料層３１は第１および第２の平面ヨーク
１２、１３となるものである。次いで、軟磁性材料層３
１上にマスク層を形成し、このマスク層上にレジストを
形成した後、例えば反応性イオンエッチングなどの方法
で第１の平面ヨーク１２の形状に対応する第１のマスク
層３２を形成する。

【００３２】次に、第１のマスク層３２上を含めて軟磁
性材料層３１上に、例えば 100nm程度の磁気ギャップ１
５相当の膜厚を有する材料層（以下、ギャップ相当の材
料層と記す）３３と、第１のマスク層３２と同一材料か
らなる第２のマスク層３４を順に積層形成する（図２
（ｂ））。

【００３３】ここで、第１および第２のマスク層３２、
３４とギャップ相当の材料層３３の構成材料には、例え
ばケミカルドライエッチングなどのエッチング方法に対
して選択比がとれる 2種の材料であれば種々の材料を使
用することができる。そして、このような選択比を有す
る 2種の材料のうち、エッチングレートの速い材料をギ
ャップ相当の材料層３３に適用する。具体的な構成材料
としてはＳｉＯ_x とアモルファスＳｉとが挙げられ、第
１および第２のマスク層３２、３４をＳｉＯ_x膜で構成
し、ギャップ相当の材料層３３をアモルファスＳｉ膜で
構成する。

【００３４】このような第１および第２のマスク層３
２、３４に対して、これらの表面が連続した平坦面とな
るように、平坦化加工を施す。具体的には、まず図２
（ｃ）に示すように、第１のマスク層３２の形状に応じ
た段差を有する第２のマスク層３４上に平坦化層３５を
形成する。平坦化層３５には例えばノボラック樹脂のよ
うな低分子量の樹脂からなる平坦化樹脂が用いられる。
低分子量の樹脂は、例えば200℃程度の加熱により流動
化するため、コーティング後に熱処理を施すことによっ
て、その表面を平坦化することができる。

【００３５】次に、上述した平坦化樹脂層３５、ＳｉＯ
_x などからなる第２のマスク層３４およびアモルファス
Ｓｉなどからなるギャップ相当の材料層３３が同一のエ
ッチングレートでエッチングされるように、例えばイオ
ンビームのイオン入射角度を設定し、そのようなイオン
ビームを用いたイオンミリングによりエッチバックする
（図２（ｄ））。このようなエッチバックによって、第
１のマスク層３２と第２のマスク層３４の表面は連続し
た平坦面とされる。また、第２のマスク層３４は第２の
平面ヨーク１３に対応した形状にパターニングされる。

【００３６】次いで、図３（ａ）に示すように、第１の
マスク層３２と第２のマスク層３４とに挟まれたギャッ
プ相当の材料層３３を、例えばケミカルドライエッチン
グで選択的にエッチング除去する。このエッチング工程
で第１のマスク層３４と第２のマスク層３４のみ残さ
れ、それらの間に凹部３６が形成される。

【００３７】次に、図３（ｂ）に示すように、残余の第
１のマスク層３２と第２のマスク層３４とを用いて、軟
磁性材料層３１をイオンミリングなどでエッチングす
る。このエッチングの際に、第１のマスク層３４と第２
のマスク層３４との間の凹部３６は軟磁性材料層３１に
転写され、磁気ギャップ１５の形成位置となる凹部３７
が形成されると共に、第１および第２の平面ヨーク１
２、１３が形成される。

【００３８】この後、図３（ｃ）に示すように、凹部３
７内に例えばＳＯＧを埋め込んで磁気ギャップ１５を形
成しつつ、第１および第２の平面ヨーク１２、１３上に
ＳＯＧからなる非磁性絶縁層１６を形成する。

【００３９】上述した平面ヨークの製造工程において、
磁気ギャップ１５の形成位置となる凹部３７の幅および
そこに埋め込み形成された磁気ギャップ１５の幅は、ギ
ャップ相当の材料層３３の膜厚に応じて設定することが
できるため、ステッパを用いたレジストのパターニング
では実現し得ない、例えば 0.1μm オーダーの狭ギャッ
プを高精度に形成することができる。

【００４０】また、磁気ギャップ１５の形状について
も、ギャップ相当の材料層３３の形状に対応させて、基
板面に対して略垂直な形状とすることができる。さら
に、軟磁性材料層３１に後から磁気ギャップ１５の形成
位置となる凹部３７を加工しているため、平面ヨーク１
２、１３が積層膜からなる場合においても、基板面に対
して平行に積層された軟磁性積層膜を平面ヨーク１２、
１３として利用することができる。

【００４１】なお、磁気ギャップ１５の形成方法として
は、凹部３７内にＳＯＧを埋め込んで形成する方法以外
に、例えばスパッタリング法やメッキ法などにより凹部
３７内に非磁性材料を埋め込んで形成する方法を適用す
ることができる。

【００４２】そして、非磁性絶縁層１６上にスピンバル
ブＧＭＲ膜などのＭＲ膜１７を形成し、最後にＴｉ／Ｃ
ｕ／Τｉなどからなる一対のリード１８をリフトオフ法
などにより形成することによって、図３（ｄ）に示すよ
うに、平面ヨーク型ＭＲヘッド（再生ヘッド）が完成す
る。さらに、常法にしたがってバックコア２０や記録コ
イル２１を形成することによって、ヨークタイプの録再
一体型磁気ヘッドが完成する。

【００４３】なお、上述した薄膜磁気ヘッドの製造工程
において、軟磁性材料層３１は本発明の第１の電子デバ
イスの製造方法の第１の機能材料層に相当し、磁気ギャ
ップ１５は第２の機能材料層に相当し、またギャップ相
当の材料層３３は凹部形成材料層に相当する。

【００４４】次に、本発明の第２の薄膜磁気ヘッドの製
造方法の一実施形態について、図４を参照して説明す
る。なお、以下に示す薄膜磁気ヘッドの製造工程は、本
発明の第２の電子デバイスの製造方法の実施形態にも相
当するものである。

【００４５】まず、図４（ａ）に示すように、Ａｌ₂ Ｏ
₃ 付Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣ基板１１の主表面上に例えば膜
厚50nm程度のＮｉＦｅ合金膜などからなるメッキシード
層４１を形成した後、その上に被覆材料層を形成し、こ
の被覆材料層をレジストマスクを用いた反応性イオンエ
ッチングなどで第１の平面ヨーク１２の形状にパターニ
ングする。このエッチングにより第１の平面ヨーク１２
の形状に対応する被覆材料層４２を形成する。

【００４６】次いで、被覆材料層４２上を含めてＡｌ₂
Ｏ₃ 付Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣ基板１１上、実際にはメッキ
シード層４１上に、例えば 100nm程度の磁気ギャップ幅
相当の膜厚を有するギャップ材料層４３を積層形成する
（図４（ｂ））。

【００４７】ここで、被覆材料層４２とギャップ材料層
４３の構成材料には、例えば反応性イオンエッチングな
どのエッチング方法に対して選択比がとれる 2種の材料
であれば種々の材料を使用することができる。そして、
このような選択比を有する 2種の材料のうち、エッチン
グレートの速い材料を被覆材料層４２に適用する。具体
的な構成材料としてはＳｉＯ_x とＳｉＮ_x とが挙げら
れ、被覆材料層４２をＳｉＯ_x 膜で構成し、ギャップ材
料層４３をＳｉＮ_x 膜で構成する。

【００４８】次に、図４（ｃ）に示すように、例えば反
応性イオンエッチングなどのエッチング方法によって、
メッキシード層４１上および被覆材料層４２上のＳｉＮ
_x 膜からなるギャップ材料層４３のみをエッチング除去
し、ＳｉＯ_x 膜からなる被覆材料層４２の側壁部のみに
ギャップ材料層４３を残す。次いで、例えば反応性イオ
ンエッチングなどの方法でＳｉＯ_x 膜からなる被覆材料
層４２を選択的に除去して、ＳｉＮ_x などからなる凸部
４３′を形成する（図４（ｄ））。この凸部４３′は磁
気ギャップ１５となるものである。

【００４９】この後、ＳｉＮ_x などからなる凸部４３′
を挟んで、その両側部に軟磁性材料膜をメッキ法で形成
する。この凸部４３′の両側部に形成された軟磁性材料
膜は、それぞれ第１の平面ヨーク１２および第２の平面
ヨーク１３となるものである。すなわち、図４（ｅ）に
示すように、ＳｉＮ_x 凸部４３′を磁気ギャップ１５と
し、この磁気ギャップ１５を介して対向配置された第１
および第２の平面ヨーク１２、１３が得られる。

【００５０】さらに、図４（ｆ）に示すように、ＡｌＯ
_x 膜などからなる非磁性絶縁層１６を形成した後、前述
した実施形態と同様にして、スピンバルブＧＭＲ膜など
のＭＲ膜を形成し、最後にＴｉ／Ｃｕ／Τｉなどからな
る一対のリードをリフトオフ法などで形成することによ
って、平面ヨーク型ＭＲヘッド（再生ヘッド）が完成す
る。さらに、常法にしたがってバックコアや記録コイル
を形成することによって、ヨークタイプの録再一体型磁
気ヘッドが完成する。

【００５１】上述した平面ヨークの製造工程において、
磁気ギャップ１５となる凸部４３′の幅は、当初のギャ
ップ材料層４３の膜厚に応じて設定することができるた
め、ステッパを用いたレジストのパターニングでは実現
し得ない、例えば 0.1μm オーダーの狭ギャップを高精
度に形成することができる。

【００５２】また、磁気ギャップ１５の形状について
も、被覆材料層４２に沿って形成されたギャップ材料層
４３の形状に対応させて、基板面に対して略垂直な形状
とすることができる。さらに、磁気ギャップ１５を形成
した後に、平面ヨーク１２、１３となる軟磁性材料膜を
メッキ法で形成しているため、平面ヨーク１２、１３が
積層膜からなる場合においても、基板面に対して平行に
積層された軟磁性積層膜を平面ヨーク１２、１３として
利用することができる。

【００５３】なお、上述した薄膜磁気ヘッドの製造工程
において、ギャップ材料層４３は本発明の第２の電子デ
バイスの製造方法の第１の機能材料層に相当し、また平
面ヨーク１２、１３となる軟磁性材料膜は第２の機能材
料層に相当する。

【００５４】次に、本発明の第２の薄膜磁気ヘッドの製
造方法の他の実施形態について、図５を参照して説明す
る。なお、以下に示す薄膜磁気ヘッドの製造工程は、本
発明の第３の電子デバイスの製造方法の実施形態にも相
当するものである。

【００５５】まず、図３（ａ）および（ｂ）に示した工
程と同様に、Ａｌ₂ Ｏ₃ 付Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣ基板１１
の主表面上にメッキシード層４１を形成した後、その上
に第１の平面ヨーク１２の形状にパターニングした被覆
材料層（第１の被覆材料層）４２を形成する。次いで、
第１の被覆材料層４２上を含めてＡｌ₂ Ｏ₃ 付Ａｌ₂Ｏ
₃ ・ＴｉＣ基板１１上、実際にはメッキシード層４１上
に、例えば 100nm程度の磁気ギャップ幅相当の膜厚を有
するギャップ材料層４３を形成し、さらにその上に第２
の被覆材料層４４を積層形成する（図５（ａ））。

【００５６】ここで、被覆材料層４２、４４とギャップ
材料層４３の構成材料には、例えばケミカルドライエッ
チングなどのエッチング方法に対して選択比がとれる 2
種の材料であれば種々の材料を使用することができる。
そして、このような選択比を有する 2種の材料のうち、
エッチングレートの速い材料を被覆材料層４２、４４に
適用する。具体的な構成材料としてはＳｉＯ_x とＡｌＯ
_x とが挙げられ、被覆材料層４２、４４をＳｉＯ_x 膜で
構成し、ギャップ材料層４３をＡｌＯ_x 膜で構成する。

【００５７】次に、第１および第２の被覆材料層４２、
４４に対して、これらの表面が連続した平坦面となるよ
うに、平坦化加工を施す。具体的には、まず図５（ｂ）
に示すように、第１の被覆材料層４２の形状に応じた段
差を有する第２の被覆材料層４４上に平坦化層３５を形
成する。平坦化層３５には図２（ｃ）に示した平坦化工
程と同様に、低分子量の樹脂からなる平坦化樹脂が用い
られる。

【００５８】次いで、平坦化樹脂層３５、ＳｉＯ_x など
からなる第２の被覆材料層４４およびＡｌＯ_x などから
なるギャップ材料層４３が同一のエッチングレートでエ
ッチングされるように、例えばイオンビームのイオン入
射角度を設定し、そのようなイオンビームを用いたイオ
ンミリングによりエッチバックする（図５（ｃ））。こ
のようなエッチバックによって、第１の被覆材料層４２
と第２の被覆材料層４４の表面は連続した平坦面とされ
る。また、第２の被覆材料層４４は第２の平面ヨーク１
３に対応した形状にパターニングされる。

【００５９】次に、図５（ｄ）に示すように、第１の被
覆材料層４２と第２の被覆材料層４４を例えばケミカル
ドライエッチングで選択的にエッチング除去し、ギャッ
プ材料層４３のみを残す。さらに、例えば反応性イオン
エッチングにより、ＮｉＦｅ合金などからなるメッキシ
ード層４１とＡｌＯ_x などからなるギャップ材料層４３
との選択比が大きい条件を選択し、ギャップ材料層４３
の膜厚より多くエッチングして、メッキシード層４１の
表面を露出させる。このエッチング工程によって、第１
の被覆材料層４２の側壁に沿って形成されたギャップ材
料層４３のみが残り、ＡｌＯ_x などからなる凸部４３′
を形成する（図５（ｅ））。この凸部４３′は磁気ギャ
ップ１５となるものである。

【００６０】この後、ＡｌＯ_x などからなる凸部４３′
を挟んで、その両側部に軟磁性材料膜をメッキ法で形成
する。この凸部４３′の両側部に形成された軟磁性材料
膜は、それぞれ第１の平面ヨーク１２および第２の平面
ヨーク１３となるものである。すなわち、図５（ｆ）に
示すように、ＡｌＯ_x 凸部４３′を磁気ギャップ１５と
し、この磁気ギャップ１５を介して対向配置された第１
および第２の平面ヨーク１２、１３が得られる。

【００６１】さらに、前述した実施形態と同様に、Ａｌ
Ｏ_x 膜などからなる非磁性絶縁層を形成した後、スピン
バルブＧＭＲ膜などのＭＲ膜を形成し、最後にＴｉ／Ｃ
ｕ／Τｉなどからなる一対のリードをリフトオフ法など
で形成することによって、平面ヨーク型ＭＲヘッド（再
生ヘッド）が完成する。さらに、常法にしたがってバッ
クコアや記録コイルを形成することによって、ヨークタ
イプの録再一体型磁気ヘッドが完成する。

【００６２】磁気ギャップ１５となる凸部４３′は、例
えば図６に示すような工程で形成することもできる。す
なわち、まず図５（ａ）から図５（ｃ）に示した工程と
同様にして、第１の被覆材料層４２と第２の被覆材料層
４４の表面を平坦化した後（図６（ａ））、第１および
第２の被覆材料層４２、４４を選択的に第２の被覆材料
層４４の膜厚分だけエッチングする（図６（ｂ））。こ
の際、例えば被覆材料層４２、４４にはＳｉを、ギャッ
プ材料層４３にはＳｉＯ_x を使用することができる。

【００６３】次に、Ｓｉなどからなる被覆材料層４２、
４４とＳｉＯ_x などからなるギャップ材料層４３との選
択比が小さい条件を選択し、ギャップ材料層４３の膜厚
より多くエッチングして、メッキシード層４１の表面を
露出させる。このエッチング工程によって、第１の被覆
材料層４２の側壁に沿って形成されたギャップ材料層４
３のみが残り、ＳｉＯ_x などからなる凸部４３′、すな
わち磁気ギャップ１５となる凸部４３′を形成する（図
６（ｃ））。

【００６４】この後、図５に示した工程と同様にして、
ＳｉＯ_x 凸部４３′を磁気ギャップ１５とし、この磁気
ギャップ１５を介して対向配置された第１および第２の
平面ヨーク１２、１３をメッキ法で形成する。さらに、
前述した実施形態と同様に、ＡｌＯ_x 膜などからなる非
磁性絶縁層を形成した後、スピンバルブＧＭＲ膜などの
ＭＲ膜を形成し、最後にＴｉ／Ｃｕ／Τｉなどからなる
一対のリードをリフトオフ法などで形成することによっ
て、平面ヨーク型ＭＲヘッド（再生ヘッド）が完成す
る。さらに、常法にしたがってバックコアや記録コイル
を形成することによって、ヨークタイプの録再一体型磁
気ヘッドが完成する。

【００６５】上述した平面ヨークの製造工程において
も、図４に示した製造工程と同様に、磁気ギャップ１５
となる凸部４３′の幅は、当初のギャップ材料層４３の
膜厚に応じて設定することができるため、ステッパを用
いたレジストのパターニングでは実現し得ない、例えば
0.1μm オーダーの狭ギャップを高精度に形成すること
ができる。

【００６６】また、磁気ギャップ１５の形状について
も、第１の被覆材料層４２に沿って形成されたギャップ
材料層４３の形状に対応させて、基板面に対して略垂直
な形状とすることができる。さらに、磁気ギャップ１５
を形成した後に、平面ヨーク１２、１３となる軟磁性材
料膜をメッキ法で形成しているため、平面ヨーク１２、
１３が積層膜からなる場合においても、基板面に対して
平行に積層された軟磁性積層膜を平面ヨーク１２、１３
として利用することができる。

【００６７】なお、上述した薄膜磁気ヘッドの製造工程
において、ギャップ材料層４３は本発明の第３の電子デ
バイスの製造方法の第１の機能材料層に相当し、また平
面ヨーク１２、１３となる軟磁性材料膜は第２の機能材
料層に相当する。

【００６８】図４、図５および図６で示した平面ヨーク
およびＭＲヘッドの製造工程では、平面ヨーク１２、１
３となる軟磁性材料膜をメッキ法で形成する場合につい
て説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、
スパッタ法などを適用して軟磁性材料膜を形成すること
もできる。

【００６９】スパッタ法などを適用して軟磁性材料膜を
形成する場合の製造工程について、図７および図８を参
照して説明する。まず、図４、図５および図６で示した
各工程と同様にして、ＳｉＮ_x 、ＡｌＯ_x 、ＳｉＯ_x な
どのギャップ材料層からなる凸部４３′を形成する。な
お、平面ヨークとなる軟磁性材料膜をスパッタ法で形成
する場合には、メッキシード層の形成は省略することが
できる。次いで、凸部４３′上を含めてＡｌ₂ Ｏ₃ 付Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣ基板１１上に、ＮｉＦｅやＦｅＺｒＮ
などの軟磁性材料膜５１を成膜する（図７（ａ））。

【００７０】そして、上記した軟磁性材料膜５１を例え
ばＣＭＰにより平坦化することによって、図７（ｂ）に
示すように、凸部４３′を磁気ギャップ１５とし、この
磁気ギャップ１５を介して対向配置された第１および第
２の平面ヨーク１２、１３が得られる。その後の工程に
ついては前述した実施形態と同様である。

【００７１】また、ＣＭＰによる軟磁性材料膜５１の平
坦化は、エッチバックによる平坦化で行ってもよい。そ
の場合には、軟磁性材料膜５１を成膜した後に、その上
部に平坦化層３５を形成する（図８（ａ））。平坦化層
３５には図２（ｃ）に示した平坦化工程と同様に、低分
子量の樹脂からなる平坦化樹脂が用いられる。

【００７２】この後、平坦化樹脂層３５と軟磁性材料膜
５１とのエッチングレートが同じになる条件で、イオン
ミリングによりエッチバックする。このようなエッチバ
ック工程によっても、図８（ｂ）に示すように、凸部４
３′を磁気ギャップ１５とし、この磁気ギャップ１５を
介して対向配置された第１および第２の平面ヨーク１
２、１３が得られる。

【００７３】上述したスパッタ法などを適用した平面ヨ
ークの製造工程においても、凸部４３′からなる磁気ギ
ャップ１５は、ステッパを用いたレジストのパターニン
グでは実現し得ない、例えば 0.1μm オーダーの狭ギャ
ップを高精度に実現することができる。また、磁気ギャ
ップ１５の形状についても、基板面に対して略垂直な形
状とすることができる。

【００７４】なお、上述した各実施形態では、本発明の
薄膜磁気ヘッドの製造方法を録再一体型磁気ヘッドの製
造に適用した例について説明したが、本発明はこれに限
られるものではなく、ＭＲ膜のみを有する平面ヨーク型
ＭＲヘッドの製造などに適用することも可能である。ま
た、本発明の電子デバイスの製造方法は、種々の微細パ
ターンの形成に適用することができ、特にステッパを用
いたレジストのパターニングでは実現し得ない、 0.1μ
m 以下の狭凸部や狭凹部の形成を含む電子デバイスの製
造工程に好適である。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜磁気
ヘッドの製造方法によれば、基板面に対して略垂直な狭
ギャップ幅の磁気ギャップを、ステッパ精度などに制限
されることなく、高精度に形成することができる。従っ
て、接触記録再生に有利なヨーク型ＭＲへッドなどのヨ
ーク型磁気ヘッドの高記録密度化への対応などを図るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態で製造したヨークタイプの
録再一体型磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。

【図２】 本発明の第１の薄膜磁気ヘッドの製造方法の
一実施形態による製造工程を示す断面図である。

【図３】 図２に続く薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す
断面図である。

【図４】 本発明の第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法の
一実施形態による製造工程を示す断面図である。

【図５】 本発明の第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法の
他の実施形態による製造工程を示す断面図である。

【図６】 図５に示す薄膜磁気ヘッドの製造工程の変形
例を示す断面図である。

【図７】 本発明の第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法の
変形例を示す断面図である。

【図８】 本発明の第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法の
他の変形例を示す断面図である。

【図９】 従来の平面ヨーク型ＭＲヘッドの製造工程を
示す図である。

【符号の説明】

１２……第１の平面ヨーク １３……第２の平面ヨーク １５……磁気ギャップ １７……ＭＲ膜 ２１……記録コイル ３１……軟磁性材料層 ３２……第１のマスク層 ３３……ギャップ相当の材料層 ３４……第２のマスク層 ３５……平坦化樹脂層 ４２、４４……被覆材料層 ４３……ギャップ材料層 ４３′……磁気ギャップとなる凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 昭男 神奈川県川崎市幸区堀川町72 株式会社東 芝川崎事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 媒体対向面側に形成された磁気ギャップ
   を介して対向配置され、かつ膜厚方向をトラック幅とす
   る第１および第２の平面ヨークと、前記第１および第２
   の平面ヨークを介して記録媒体から信号磁束が導かれる
   磁気抵抗効果素子もしくは前記記録媒体に記録磁束を供
   給する記録コイルの少なくとも一方とを具備する薄膜磁
   気ヘッドを製造するにあたり、 前記平面ヨークとなる軟磁性材料層上に、前記第１の平
   面ヨークの形状に対応する第１のマスク層を形成する工
   程と、 前記第１のマスク層上を含めて前記軟磁性材料層上に、
   前記磁気ギャップ相当の膜厚を有する材料層および第２
   のマスク層を順に積層形成する工程と、前記第１のマス
   ク層の表面と前記第２のマスク層の表面とが連続した平
   坦面となるように加工する工程と、 前記磁気ギャップ相当の膜厚を有する材料層を選択的に
   エッチングする工程と、 残余の前記第１および第２の
   マスク層を用いて前記軟磁性材料層をエッチングし、前
   記磁気ギャップの形成部となる凹部を形成すると共に、
   前記第１および第２の平面ヨークを形成する工程と、 前記凹部内に前記磁気ギャップを埋め込み形成する工程
   とを有することを特徴とする薄膜磁気へッドの製造方
   法。
2. 【請求項２】 媒体対向面側に形成された磁気ギャップ
   を介して対向配置され、かつ膜厚方向をトラック幅とす
   る第１および第２の平面ヨークと、前記第１および第２
   の平面ヨークを介して記録媒体から信号磁束が導かれる
   磁気抵抗効果素子もしくは前記記録媒体に記録磁束を供
   給する記録コイルの少なくとも一方とを具備する薄膜磁
   気ヘッドを製造するにあたり、 前記磁気ギャップ相当の幅を有する凸部を形成する工程
   と、 前記凸部の両側に軟磁性材料層を成膜し、前記第１およ
   び第２の平面ヨークを形成する工程とを有することを特
   徴とする薄膜磁気へッドの製造方法。
3. 【請求項３】 第１の機能材料層上に、その一部を覆う
   ように第１のマスク層を形成する工程と、 前記第１のマスク層上を含めて前記第１の機能材料層上
   に、凹部形成材料層および第２のマスク層を順に積層形
   成する工程と、 前記第１のマスク層の表面と前記第２のマスク層の表面
   とが連続した平坦面となるように加工する工程と、 前記凹部形成材料層を選択的にエッチングする工程と、 残余の前記第１および第２のマスク層を用いて前記第１
   の機能材料層をエッチングし、前記第１の機能材料層を
   パターニングしつつ凹部を形成する工程と、 前記凹部内に第２の機能材料層を埋め込み形成する工程
   とを有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
4. 【請求項４】 基材層上に、その一部を覆うように被覆
   材料層を形成する工程と、 前記被覆材料層上を含めて前記基材層上に、第１の機能
   材料層を積層形成する工程と、 前記被覆材料層の側壁部のみに前記第１の機能材料層を
   残すように、前記第１の機能材料層をエッチングする工
   程と、 前記被覆材料層をエッチング除去して、前記第１の機能
   材料層からなる凸部を形成する工程と、 前記凸部を挟んで、その両側部に第２の機能材料層をそ
   れぞれ形成する工程とを有することを特徴とする電子デ
   バイスの製造方法。
5. 【請求項５】 基材層上に、その一部を覆うように第１
   の被覆材料層を形成する工程と、 前記第１の被覆材料層上を含めて前記基材層上に、第１
   の機能材料層および第２の被覆材料層を順に積層形成す
   る工程と、 前記第１の被覆材料層の表面と前記第２の被覆材料層の
   表面とが連続した平坦面となるように加工する工程と、 前記第１および第２の被覆材料層を選択的にエッチング
   して、前記第１の機能材料層からなる凸部を形成する工
   程、 前記凸部を挟んで、その両側部に第２の機能材料層をそ
   れぞれ形成する工程とを有することを特徴とする電子デ
   バイスの製造方法。