(57)【要約】【課題】ビアプラグによって基板とシールド層を接続した場合において、ビアプラグの周囲にクラックが発生するのを防止し、信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】薄膜磁気ヘッド１は、基板１１上に下地層１２を介して積層された再生部３を有する。再生部３は、下部シールド層１３と、第１上部シールド層１５と、これらの間に配置されたＭＲ素子１４とを有する。下部シールド層１３は、下地層１２を貫通して形成された第１のビアプラグ３５ａおよび下地層１２上に形成された配線３７を介して基板１１と電気的に接続される。第１のビアプラグ３５ａは、ウェットエッチングによって下地層１２に形成されたビアホールを埋めて形成される。ビアホールの底面および側面にはめっき用電極膜が形成されている。【選択図】図１
2006209879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一面に形成された第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に積層して形成された、一対のシールド層の間に配置された磁気抵抗効果素子を含む再生部と、を有し、
前記シールド層のうち少なくとも前記基板側のシールド層は、前記第１の絶縁層を貫通して形成されたビアプラグを介して前記基板と電気的に接続され、
前記ビアプラグは、前記第１の絶縁層に形成された、開口面積が前記基板側の先端で最も小さく前記基板から離れるにつれて大きくなる形状を有する貫通孔を埋めて形成されており、
前記貫通孔は、底面および側面に導体膜が形成されている薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記貫通孔はウェットエッチングによって形成されている、請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記ビアプラグと前記基板側のシールド層とは、前記第１の絶縁層上に形成された配線を介して接続されている、請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記一対のシールド層間を電気的に接続する第２のビアプラグが、前記基板側のシールド層上に形成されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記基板への積層方向に第２の絶縁層を介して前記再生部と隣接し、対向する一対の磁極層の間に配置された誘導型磁気変換素子を含む記録部をさらに有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記一対のシールド層および前記磁極層を電気的に接続する第２のビアプラグが、前記基板側のシールド層上に形成されている、請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
基板上に第１の絶縁層を形成する工程と、
前記第１の絶縁層上に、対向する一対のシールド層の間に配置された磁気抵抗効果素子を含む再生部を、積層して形成する工程と、
前記第１の絶縁層を貫通するビアプラグを形成する工程と、
前記ビアプラグを介して前記シールド層のうち少なくとも前記基板側のシールド層を前記基板と電気的に接続する工程と、を有し、
前記ビアプラグを形成する工程は、
前記第１の絶縁層上に、Ｔｉからなる枠状の膜を形成する工程と、
前記枠状の膜を形成した前記第１の絶縁層を覆って、前記枠状の膜の開口部よりも小さい大きさの開口部を前記枠状の膜の開口部の内側に有するパターンで、レジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとして前記第１の絶縁層をウェットエッチングすることによって、前記第１の絶縁層に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔の内面に導体膜を形成する工程と、
めっき法によって、前記ビアホール内に前記ビアプラグの材料を堆積させる工程と、を有する、薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記基板側のシールド層を前記基板と電気的に接続する工程は、前記第１の絶縁層上に、前記ビアプラグと前記基板側のシールド層とを接続するための配線を形成する工程を含む、請求項７に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記再生部を形成する工程は、前記第１の絶縁層上に、前記シールド層の材料をめっき法によって堆積させる工程を含み、
前記ビアホール内に前記ビアプラグの材料を堆積させる工程は、前記シールド層の材料と同じ材料を用いて、前記シールド層の材料を堆積させる工程と同時に行う、請求項７または８に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドを含む少なくとも１つのヘッド要素が形成されたウェハ。
【請求項１１】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドを含むスライダと、
前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、を有するヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のヘッドジンバルアセンブリと、
回転駆動される円盤状の記録媒体と、
前記ヘッドジンバルアセンブリを、前記スライダを前記記録媒体と対向させて支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め手段と、を有するハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを有するハードディスク装置等、および薄膜磁気ヘッドの製造方法に関し、特に薄膜磁気ヘッドの構造およびその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を有する再生部と、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録部とを近接して接合した複合構造の薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。再生部を構成するＭＲ素子は、スピンバルブ膜（以下、ＳＶ膜という）を用いたものが主流である。一方、ＭＲ素子に強磁性トンネル接合膜（以下、ＴＭＲ膜という）を用いた薄膜磁気ヘッドは、ＳＶ膜を用いた薄膜磁気ヘッドの２倍以上の抵抗変化率が期待できることから、その開発も精力的に行われている。
【０００３】
ＭＲ素子は、センス電流を流す方向の違いから、２つの構造に大別される。一つは、膜面に対して平行にセンス電流を流すＣＩＰ（Current In Plane）構造と呼ばれ、もう一つは、膜面に対して垂直にセンス電流を流すＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造と呼ばれる。ＣＰＰ構造は、磁気シールドそのものを電極として用いることができるため、ＣＩＰ構造の狭リードギャップ化において問題になっている、磁気シールドと素子との間のショート（絶縁不良）が本質的に生じない。そのため、ＣＰＰ構造は高記録密度化に大変有利である。
【０００４】
ＴＭＲ膜は、基本的にＣＰＰ構造となるので、上述した利点が得られる。ＳＶ膜においても、上述したＣＰＰ構造の利点を確保すべく、従来多用されていたＣＩＰ構造からＣＰＰ構造への転換が図られつつある。例えば、スペキュラー型やデュアル型などの多層膜構造がその例である。
【０００５】
ＣＰＰ構造では、ＭＲ素子を両側から挟み込むように積層されている下部シールド層および第１上部シールド層を、センス電流を供給するための電極としても利用する。下部シールド膜は、耐摩耗性に優れたＡｌ2Ｏ3・ＴｉＣ（アルティック）からなる基板上に設けられる。アルティックは、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）などと比較して導電率が高い。基板の上面に第１の絶縁層（下地層）を設け、その上に下部シールド層を形成する。そして、下部シールド層と第１上部シールド層との間に第２の絶縁層を介在させ、第２の絶縁層の内部にＭＲ素子を配置する。
【０００６】
第１上部シールド層の上には第３の絶縁層が設けられ、この第３の絶縁層の上に記録部が設けられる。記録部は、コイルと、磁気回路と、記録用ギャップとを有する。コイルは、有機材料または有機材料からなる絶縁層によって周囲と絶縁されて支持されている。磁気回路は、コイルに流れる電流によって生じる磁束を導くものであって、第１上部シールド層に対して第３の絶縁層を介して対向する下部磁極兼第２上部シールド層と、絶縁層に支持されたコイルを間において下部磁極兼第２上部シールド層と対向し、かつ記録媒体との対向面から離れた位置で下部磁極兼第２上部シールド層と磁気的に連結する上部磁極層とを有する。下部磁極兼第２上部シールド層および上部磁極層はそれぞれ、記録媒体との対向面で互いに対向する磁極部分を有し、記録用ギャップはこれら磁極部分の間に配置される。
【０００７】
薄膜磁気ヘッドは、非常に微細な構造を有しており、その製造には、成膜、フォトリソグラフィ、エッチングなどのプロセスが利用される。例えば特許文献１には、磁気回路を構成する部材のパターニングに際して、基板上にクロムからなる下地層を形成し、下地層上に所定のパターンで磁気回路層を形成し、磁気回路層の残したい部分をフォトレジストで覆って磁気回路層をウェットエッチングにより除去し、その後、フォトレジストを除去するとともに、下地層の露出した部分をウェットエッチングにより除去することが開示されている。また、特許文献２には、アルミナ層にビアを形成するのに際して、アルミナ層の上に複数の金属層を形成し、これら金属層をパターニングし、パターニングされた金属層を介して、ウェットエッチングによりアルミナ層を選択的に除去することが開示されている。
【特許文献１】特開平９−１９０９１８号公報
【特許文献２】特開平９−１３５０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のＣＰＰ構造の薄膜磁気ヘッドでは、シールド層は基板に対して磁気的および電気的に絶縁されているので、記録・再生動作の際に薄膜磁気ヘッドと記録媒体との間に摩擦が生じると、シールド層が帯電する。帯電によってシールド層に電荷が蓄積され、記録媒体との間の耐電圧を超える電位差が生じると、薄膜磁気ヘッドと記録媒体との間に放電が起こる。また、下部シールド層と第１上部シールド層との間でも放電が起こることがある。これらの放電により、最悪の場合にはＭＲ素子が破壊されてしまう。
【０００９】
上述した帯電による不具合を防止するために、シールド層に蓄積する電荷を基板に逃がす必要がある。そこで、下地層を貫通するビアプラグを設け、このビアプラグを介してシールド層を基板と接続することが考えられる。ビアプラグによる接続方法として考えられる一般的な方法を以下に説明する。
【００１０】
まず、アルティックからなる基板上に、第１の絶縁層として、アルミナからなる下地層を形成する。その上に、ビアプラグを形成する際のアライメントのために、Ｔｉ膜をビアプラグが形成される領域の周囲を取り囲む枠状に形成する。このＴｉ膜は、配線用のランドも兼用する。次に、下地層およびＴｉ膜を覆ってレジストを塗布し、このレジストを、Ｔｉ膜で囲まれた領域が開口するようにパターニングする。パターニングされたレジストをマスクとして、ウェットエッチングにより下地層を選択的に除去し、下地層にビアホールを形成する。ここで下地層の除去をウェットエッチングによって行うのは、ウェットエッチングはドライエッチングと比較してエッチングレートが高く、効率よくビアホールを形成することができるからである。
【００１１】
次いで、下地層を選択的に除去した基板の上面全体にめっき用の電極膜、およびビアプラグとシールド層を接続するための配線を形成する。その後レジストを塗布し、このレジストを、Ｔｉ膜で囲まれた領域、およびシールド層を形成する領域が開口するようにパターニングする。レジストのパターニングによって、開口の底面には電極膜が露出するので、めっきによって開口内にパーマロイを堆積させることでビアプラグおよびシールド層を形成する。その後、レジストを除去し、次いで、全体をアルミナからなる絶縁膜で覆い、化学機械的研摩（ＣＭＰ）によって絶縁膜の表面を平坦化する。以上により、基板がビアプラグおよび配線を介してシールド層と接続された構成が得られる。
【００１２】
しかしながら、上述した方法では、図９に示すように、基板５１１上に形成した下地層５１２とビアプラグ５３５との間に空洞５３６が形成されてしまう。これは、下地層５１２をウェットエッチングによって選択的に除去する際、下地層５１２がＴｉ膜５３１の下まで回り込んで等方的にエッチングされ、さらに、電極膜５３３を形成する際に、下地層５１２に形成されたビアホール５１２ａの側面にはＴｉ膜５３１の陰になって電極膜５３３が形成されず、ビアホール５１２ａの側面ではビアプラグ５３５を構成するめっき材料との密着性が良くないことに起因する。このように、ビアプラグ５３５の周囲に空洞５３６が形成されると、この部分にクラックが発生することがある。クラックの発生は、薄膜磁気ヘッドの信頼性を低下させる原因となるため好ましくない。
【００１３】
本発明の目的は、ビアプラグによって基板とシールド層を接続した場合において、ビアプラグの周囲にクラックが発生するのを防止し、それによって、信頼性の高い薄膜磁気ヘッド等を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため本発明の薄膜磁気ヘッドは、基板と、基板の一面に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に積層して形成された、一対のシールド層の間に配置された磁気抵抗効果素子を含む再生部と、を有する。そして本発明の薄膜磁気ヘッドは、シールド層のうち少なくとも基板側のシールド層が、第１の絶縁層を貫通して形成されたビアプラグを介して基板と電気的に接続され、ビアプラグは、第１の絶縁層に形成された、開口面積が基板側の先端で最も小さく基板から離れるにつれて大きくなる形状を有する貫通孔を埋めて形成されており、さらに、貫通孔の底面および側面に導体膜が形成されている。
【００１５】
このように、本発明の薄膜磁気ヘッドは、シールド層がビアプラグによって基板と電気的に接続されているので、帯電による不具合が解消される。さらに、ビアプラグを上記のように形成することで、ビアホール内への密着性が向上するとともに、ビアプラグの周囲にクラックの原因となる空洞が発生しない。
【００１６】
貫通孔は、好ましくはウェットエッチングによって形成される。また、ビアプラグと基板側のシールド層とは、第１の絶縁層上に形成された配線を介して接続されていてもよい。本発明の薄膜磁気ヘッドは、基板への積層方向に第２の絶縁層を介して再生部と隣接し、対向する一対の磁極層の間に配置された誘導型磁気変換素子を含む記録部をさらに有するものとすることもできる。
【００１７】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、基板上に第１の絶縁層を形成する工程と、第１の絶縁層上に、対向する一対のシールド層の間に配置された磁気抵抗効果素子を含む再生部を積層して形成する工程と、第１の絶縁層を貫通するビアプラグを形成する工程と、ビアプラグを介してシールド層のうち少なくとも基板側のシールド層を基板と電気的に接続する工程と、を有する。そして本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ビアプラグを形成する工程は、第１の絶縁層上に、Ｔｉからなる枠状の膜を形成する工程と、枠状の膜を形成した第１の絶縁層を覆って、枠状の膜の開口部よりも小さい大きさの開口部を枠状の膜の開口部の内側に有するパターンで、レジスト層を形成する工程と、レジスト層をマスクとして第１の絶縁層をウェットエッチングすることによって、第１の絶縁層に貫通孔を形成する工程と、貫通孔の内面に導体膜を形成する工程と、めっき法によって、ビアホール内にビアプラグの材料を堆積させる工程と、を有する。
【００１８】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第１の絶縁層上に形成したレジスト層をマスクとして、ウェットエッチングによって第１の絶縁層に貫通孔を形成する。この貫通孔は、レジスト層の直下では開口部の周囲に回り込んでテーパ状に形成される。しかし、レジスト層の開口部の大きさを、第１の絶縁層上に形成されたＴｉからなる枠状の膜の開口部の大きさを考慮して小さく形成しているので、その後、マスクを除去し、めっき法によって貫通孔内にビアプラグの材料を堆積させたとき、貫通孔内をビアプラグの材料で充填させることができる。しかも、貫通孔はテーパ状に形成されるので、貫通穴の内面に導体膜を形成する工程では、貫通穴の底面だけでなく側面にも導体膜を形成することができる。したがって、貫通孔へのビアプラグの密着性が向上する。以上により、貫通孔の周囲に空洞が形成されることなくビアプラグが形成される。
【００１９】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、基板側のシールド層を基板と電気的に接続する工程は、第１の絶縁層上に、ビアプラグと基板側のシールドそうとを接続するための配線を形成する工程を含んでいてもよい。また、基板側のシールド層を構成する材料とビアプラグを構成する材料とが同じである場合、基板側のシールド層とビアプラグとを共通の工程で形成すれば、製造工程が簡略化される。
【００２０】
本発明はさらに、上述した本発明の薄膜磁気ヘッドを含むウェハ、ヘッドジンバルアセンブリ、およびハードディスク装置を提供する。
【００２１】
本発明のウェハは、上記本発明の薄膜磁気ヘッドを含む少なくとも１つのヘッド要素が形成されたものである。
【００２２】
本発明のヘッドジンバルアセンブリは、上記本発明の薄膜磁気ヘッドを含むスライダと、スライダを弾性的に支持するサスペンションと、を有する。
【００２３】
本発明のハードディスク装置は、上記本発明のヘッドジンバルアセンブリと、回転駆動される円盤状の記録媒体と、ヘッドジンバルアセンブリを、スライダを記録媒体と対向させて支持するとともに記録媒体に対して位置決めする位置決め手段と、を有する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、上述のように基板とシールド層とを接続するビアプラグの周囲に空洞が形成されず、しかもビアプラグの密着性が向上することにより、ビアプラグの周囲にクラックが発生するのを防止し、結果的に信頼性の高い薄膜磁気ヘッド等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に、本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの主要部の断面図を概念的に示す。
【００２６】
本実施形態の薄膜磁気ヘッド１は、基板１１と、基板１１に形成された、記録媒体（不図示）に対する読み出しのための再生部２および書き込みのための記録部３とを有する。
【００２７】
基板１１は、アルティックからなる。アルティックはアルミナと比較して耐磨耗性および潤滑性に優れているが、導電性が高い。そこで、基板１１の上面にはアルミナからなる下地層１２が形成され、この上に、再生部２および記録部３が積層される。
【００２８】
下地層１２の上には、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）といった磁性材料からなる下部シールド層１３が形成されている。下部シールド層１３の上の、媒体対向面Ｓ側の端部には、ＭＲ素子１４が、その一端を媒体対向面Ｓに露出させて形成されている。ＭＲ素子１４としては、ＡＭＲ（異方性磁気効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子など、磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた各種素子を用いることができる。ＭＲ素子１４の上には、例えばパーマロイといった磁性材料からなる第１上部シールド層１５が形成されている。これら下部シールド層１３、ＭＲ素子１４、および第１上部シールド層１５で、再生部２を構成する。下部シールド層１３と第１上部シールド層１５との間のＭＲ素子１４が存在しない部分には、絶縁層１６ａが形成されている。
【００２９】
第１上部シールド層１５の上には、絶縁層１６ｂを介して、例えば、パーマロイやＣｏＮｉＦｅなどの、めっき法によって成膜可能な磁性材料からなる第２上部シールド層１７が形成されている。第２上部シールド層１７は、ＭＲ素子１４の上部シールド層としての機能の他に、記録部３の下部磁極層としての機能も兼ねている。
【００３０】
第２上部シールド層１７の上には、絶縁のための記録ギャップ層１８を介して、上部磁極層１９が形成されている。記録ギャップ層１８は、媒体対向面Ｓ側の端部に、媒体対向面Ｓに一端を露出させて形成される。記録ギャップ層１８の材料としては、例えば、Ｒｕやアルミナなど、スパッタ法によって成膜可能な非磁性金属材料が用いられる。上部磁極層１９の材料としては、例えば、パーマロイやＣｏＮｉＦｅなど、めっき法によって成膜可能な磁性材料が用いられる。第２上部シールド層（下部磁極層）１７と上部磁極層１９とは、媒体対向面Ｓから離れた位置で接続部２１によって磁気的に接続され、全体で一つの磁気回路を形成する。
【００３１】
第２上部シールド層１７と上部磁極層１９との間において、媒体対向面Ｓと接続部２１との間には、銅などの導電性材料からなる２つのコイル２０ａ，２０ｂが形成されている。各コイル２０ａ，２０ｂは、第２上部シールド層１７と上部磁極層１９とに磁束を供給するものであり、それぞれ平面螺旋状となるように接続部２１の周囲を周回する形状に形成され、互いに対向して配置されている。コイル２０ａ，２０ｂは、絶縁層によって周囲と絶縁されている。コイル２０ａ，２０ｂの巻数は任意である。また、本実施形態では２層のコイル２０ａ，２０ｂを示したが、これに限られるものではなく、１層であってもよいし３層以上であってもよい。
【００３２】
オーバーコート層２２は、上部磁極層１９を覆って設けられ、上述した構造を保護する。オーバーコート層２２の材料としては、例えばアルミナなどの絶縁材料が用いられる。
【００３３】
さらに、基板１１上には、下地層１２を貫通する第１のビアプラグ３５ａが設けられている。第１のビアプラグ３５ａは、配線３７を介して下部シールド層１３と電気的に接続されている。第１のビアプラグ３５ａの材料としては、下部シールド層１３と同じ材料を用いることができる。下部シールド層１３と下部磁極兼第２上部シールド層１７との間には、絶縁層１６ａ，１６ｂおよび第１上部シールド層１５を貫通する第２のビアプラグ３５ｂが設けられている。下部シールド層１３、第１上部シールド層１５、および下部磁極兼第２上部シールド層１７は、第２のビアプラグ３５ｂによって電気的に接続されている。
【００３４】
以上のように、本実施形態では、下部シールド層１３および第１上部シールド層１５が、第１のビアプラグ３５ａを介して基板１１と電気的に接続されている。これによって、これら各シールド層の帯電を防止し、特に、下部シールド層１３と第１上部シールド層１５との間での放電によるＭＲ素子１４の破壊を効果的に防止することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、第１上部シールド層１５と下部磁極兼第２上部シールド層１７とが、第２のビアプラグ３５ｂによって電気的に接続されている。下部磁極兼第２上部シールド層１７と第１上部シールド層１５との間には、絶縁層１６ｂを容量層とする寄生容量が発生し、下部シールド層１３と基板１１との間には、下地層１２を容量層とする寄生容量が発生している。これらの寄生容量が互いに異なると、基板１１側から外来ノイズが侵入し易くなり、ＭＲ素子１４の劣化およびエラーの発生原因となる。これに対して本実施形態では、下部磁極兼第２上部シールド層１７も基板１１に対して電気的に接続されているので、第１上部シールド層１５で見た第１上部シールド層１５と下部磁極兼第２上部シールド層１７との間の電圧と、下部シールド層１３で見た基板１１と下部シールド層１３との間の電圧が実質的に等しくなり、その電位差がほぼゼロとなる。これにより、いかなる周波数の外来ノイズが基板１１から侵入してきても、この外来ノイズの影響によるＭＲ素子の劣化およびエラーを回避することができる。
【００３６】
次に、ビアプラグ３５ａの形成方法について、図２Ａ〜２Ｌを参照して説明する。
【００３７】
まず、図２Ａに示すように、基板１１上に下地層１２を形成した段階で、下地層１２の上に、ビアプラグ３５ａ（図１参照）および下部シールド層１３（図１参照）のを決めるためのアライメントマークとなるＴｉ膜３１ａ，３１ｂをスパッタリングなどにより所定の形状に形成する。一方のＴｉ膜３１ａは、下地層１２を貫通するビアプラグを形成する位置を示すものであり、そのビアプラグの横断面に等しい寸法の開口部３１ｃを有する枠状に形成される。ビアプラグは、この開口部３１ｃ内に形成される。もう一方のＴｉ膜３１ｂは、その上に下部シールド層１３を形成するように、形成する下部シールド層１３の横断面よりも大きい平面形状で形成される。このＴｉ膜３１ｂは、下部シールド層１３の密着性を向上させる機能もある。また、これらのＴｉ膜３１ａ，３１ｂは、ビアプラグ３５ａと下部シールド層１３とを配線３７（図１参照）で接続する際のランドも兼用している。
【００３８】
次いで、図２Ｂに示すように、下地層１２およびＴｉ膜３１ａ，３１ｂを覆って第１のレジスト３２を塗布する。さらに、塗布した第１のレジスト３２を、枠状に形成されたＴｉ膜３１ａの内側の部分に、開口部３２ａが形成されるようにパターニングし、下地層１２の一部を露出させる。第１のレジスト３２の開口部３２ａの大きさは、Ｔｉ膜３１ａの開口部３１ｃの大きさよりも小さくする。
【００３９】
次いで、図２Ｃに示すように、第１のレジスト３２をマスクとして、ウェットエッチングによって下地層１２を選択的に除去する。これによって、下地層１２には、Ｔｉ膜３１ａの内側の領域に開口し、基板１１へ達するビアホール１２ａが形成される。ウェットエッチングによって、下地層１２は、第１のレジスト３２の開口部３２ａの周囲にまで回り込んで等方的にエッチングされる。その結果、ビアホール１２ａは、基板１１の上面で開口面積が最も小さく、基板１１の上面から離れるにつれて次第に開口面積が大きくなるように、テーパ状に形成される。ここで、テーパ状とは、直線的なテーパだけでなく曲線的な椀型の形状も含むが、本発明では説明の便宜上、これらの形状をテーパ状という。
【００４０】
このように、ウェットエッチングによって、下地層１２にはテーパ状のビアホール１２ａが形成されるが、上述のように、第１のレジスト３２の開口部３２ａは、Ｔｉ膜３１ａの開口部３１ｃ（図２Ａ参照）の大きさよりも小さいので、ビアホール１２ａの側面は、Ｔｉ膜３１ａへは達しない。逆に言えば、第１のレジスト３２の開口部３２ａは、下地層１２のウェットエッチングによってビアホール１２ａを形成した際に、ビアホール１２ａがＴｉ膜３１ａまで達しない程度に、Ｔｉ膜３１ａの開口部３１ｃよりも小さく形成する。
【００４１】
この条件を満たすような開口部３２ａのサイズは、下地層１２の材料、下地層１２およびＴｉ膜３１ａの各部寸法、エッチング液、その他のエッチング条件などに依存し、論理的な計算や実験などによって予め求めておくことができる。例えば、膜厚が０．３３μｍのアルミナからなる下地層１２の上に、膜厚が０．０５μｍのＴｉ膜３１ａを、開口部が２４μｍ×２４μｍの矩形状の開口部を有するパターンで形成した場合、第１のレジスト３２の開口部３２ａを１８μｍ×１８μｍ（Ｔｉ膜３１ａの開口部に対して長さ比で７５％）の矩形状とし、以下の条件でウェットエッチングを行ったところ、Ｔｉ膜３１ａの下に回り込むことなくビアホール１２ａを形成することができた。このときのエッチング条件は、エッチング液がＮａＯＨ水溶液（ｐｈ１０．５）、エッチング時間が３分であった。
【００４２】
次いで、第１のレジスト３２を除去し、図２Ｄに示すように、下地層１２およびＴｉ膜３１ａ，３１ｂを露出させ、さらに、図２Ｅに示すように、ビアホール１２ａの内側も含め、第１のレジスト３２を除去することによって露出した表面全体に、スパッタリングによって、例えばパーマロイなどからなるめっき用電極膜３３を形成する。ビアホール１２ａは、上述したようにテーパ状に形成され、しかもＴｉ膜３１ａの下に回り込んでもいないので、めっき用電極膜３３は、ビアホール１２ａの底面だけでなく側面にも形成される。
【００４３】
次いで、図２Ｆに示すように、めっき用電極膜３３を覆って第２のレジスト３４を塗布する。さらに、塗布した第２のレジスト３４を、ビアホール１２ａ上の開口部３４ａおよびＴｉ膜３１ｂ上の開口部３４ｂが形成されるようにパターニングし、これら開口部３４ａ，３４ｂ内でめっき用電極膜３３を露出させる。
【００４４】
次いで、第２のレジスト３４をマスクとして、露出しためっき用電極膜３３上に、めっき法によって、例えばパーマロイからなるめっき材料を堆積し、これによって、図２Ｇに示すように、第１のビアプラグ３５ａおよび下部シールド層１３を同時に形成する。このように、第１のビアプラグ３５ａと下部シールド層１３とを共通の工程で形成することで、製造工程を簡略化することができる。
【００４５】
次いで、第２のレジスト３４を除去し、図２Ｈに示すように、めっき用電極膜３３を露出させる。めっき用電極膜３３上からは、第１のビアプラグ３５ａおよび下部シールド層１３が突出している。さらに、第２のレジスト３４を除去することによって露出した表面全体に、図２Ｉに示すように、配線材料としてＴａ膜３６を形成する。このＴａ膜３６およびめっき用電極膜３３をミリングによってパターニングし、図２Ｊに示すような、Ｔｉ膜３１ａ，３１ｂを介して第１のビアプラグ３５ａと下部シールド層１３とを接続する配線３７を形成する。
【００４６】
次いで、ここまで作製された積層体の表面全体を覆って、図２Ｋに示すように、アルミナからなる絶縁層３８をスパッタリングによって形成し、絶縁層３８の表面をＣＭＰによって平坦化するとともに、第１のビアプラグ３５ａおよび下部シールド層１３を露出させる。
【００４７】
以降は、上述した第１のビアプラグ３５ａの形成手順と同様にして下部シールド層１３上に第２のビアプラグ３５ｂを形成するとともに、公知の方法を用いて下部シールド層１３上の構造を形成し、薄膜磁気ヘッド１を作製することができる。
【００４８】
上述した一連の工程において、下地層１２を貫通するビアプラグ３５ａを形成するためのビアホール１２ａを下地層１２に形成する工程では、ウェットエッチングによって、上述したように基板１１から離れるにつれて拡がるようにテーパ状に形成される。しかし、第１のレジスト３２の開口部３２ａの大きさを、Ｔｉ膜３１ａの開口部３１ｃの大きさを考慮して形成しているので、ビアホール１２ａの上方には、Ｔｉ膜３１ａのような、ビアホール１２ａの開口を部分的にでも覆う部材は存在していない。その結果、めっき法によってビアプラグ３５ａを形成したとき、ビアホール１２ａ内をめっき材料で充填することができ、得られたビアプラグ３５ａは、ビアホール１２ａを隙間無く埋めた形状となる。すなわち、ビアプラグ３５ａは、基板１１への積層方向下側から上側へ向かって断面積が大きくなるように、下地層１２内では基板１１側の先端で断面積が最も小さく、下地層１２内では基板１１から離れるにつれて次第に断面積が大きくなるテーパ状に形成される。
【００４９】
しかも、めっき用電極膜３３を形成する工程では、上述のようにビアホール１２ａの上方には何も部材は存在しないので、ビアホール１２ａの内面には、底面だけでなく側面にもめっき用電極膜３３が形成される。また、めっき用電極膜３３をビアホール１２ａの側面にも形成できるのは、テーパ状のビアホール形状が大きく貢献しており、テーパ状のビアホール１２ａはウェットエッチングによって達成される。
【００５０】
以上のことから、下地層１２とビアプラグ３５ａとの間に空洞は生じず、しかも両者の密着性が向上する。その結果、基板１１と下部シールド層１３とをビアプラグ３５ａによって接続した構成においても、ビアプラグ３５ａの周囲にクラックが生じるのが防止され、信頼性の高い薄膜磁気ヘッド１を得ることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、第１のビアプラグ３５ａと下部シールド層１３とが、配線３７を介して接続されている。このような構成によれば、配線３７の材料を適宜選定したり、配線３７の長さを適宜設定したりすることによって、基板１１と下部シールド層１３との間の導通抵抗を任意に調整することができる。配線３７の材料や長さだけでは所定の導通抵抗が得られない場合は、第１のビアプラグ３５ａと下部シールド層１３との間に所定の抵抗値が得られるように、抵抗要素（不図示）を適宜材料および形状で形成し、この抵抗要素を介して第１のビアプラグ３５ａと下部シールド層１３とを接続することもできる。
【００５２】
第１のビアプラグ３５ａと下部シールド層１３とを単に接続するだけでよい場合は、図３に示すように、基板１１と下部シールド層１３との間に、下地層１２を貫通するビアプラグ４５を、下部シールド層１３と一体に形成し、このビアプラグ４５によって基板１１と下部シールド層１３とを接続することもできる。この場合は、ビアプラグ４５と下部シールド層１３とを配線で接続する必要がないので、図２Ｉに示したＴａ膜３６を形成する工程、および図２Ｊに示したＴａ膜３６のパターニングによる配線３７の形成工程は不要である。
【００５３】
上述した実施形態では、下部シールド層１３、第１上部シールド層１５、および下部磁極兼第２上部シールド層１７を接続する第２のビアプラグ３５ｂを有する例を示したが、第２のビアプラグ３５ｂは、下部シールド層１３と第１上部シールド層１５とを接続するものであってもよい。この場合であっても、下部シールド層１３と第１上部シールド層１５との間での放電によるＭＲ素子１４の破壊は十分に防止できる。さらには、第２のビアプラグ３５ｂを設けず、第１のビアプラグ３５ａのみによって、基板１１と下部シールド層１３とを接続しただけの構成であってもよい。
【００５４】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、１枚のウェハに多数個並べられて形成される。図１に示した薄膜磁気ヘッドを含む構造を多数個形成したウェハの概念的な平面図を図４に示す。
【００５５】
ウェハ１００は複数のヘッド要素集合体１０１に区画される。ヘッド要素集合体１０１は、複数のヘッド要素１０２を含み、薄膜磁気ヘッド１（図１参照）の媒体対向面Ｓを研磨加工する際の作業単位となる。ヘッド要素集合体１０１間およびヘッド要素１０２間には切断のための切り代（図示せず）が設けられている。ヘッド要素１０２は、薄膜磁気ヘッド１の構成を含む構造体であり、媒体対向面Ｓを形成するための研摩加工など、必要な加工がなされて薄膜磁気ヘッド１とされる。この研磨加工は、一般には複数のヘッド要素１０２を１列に切り出した状態で行う。
【００５６】
次に、本発明の薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図５を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。スライダ２１０は、ヘッド要素１０２（図４参照）から得られた薄膜磁気ヘッド１を有し、ハードディスクに対向する媒体対向面Ｓにエアベアリング面２００が形成されて、全体として略六面体形状をなしている。ハードディスクが図５におけるｚ方向に回転すると、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、ｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図５におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端面２１１には、再生部２および記録部３（図１参照）への信号入出力用の電極パッドが形成されている。この面は、図１では上端面に相当する。
【００５７】
次に、図６を参照して、ヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、スライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２と、ロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、アーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００５８】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００５９】
図６は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００６０】
次に、図７および図８を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施形態に係るハードディスク装置について説明する。図７はハードディスク装置の要部を示す説明図、図８はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２の反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００６１】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、スライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００６２】
ハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録部によって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生部によって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００６３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、基板側に読み取り用のＭＲ素子を形成し、その上に、書き込み用の誘導型電磁変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。また、上述した実施形態ではＭＲ素子および誘導型電磁変換素子の両方を有する場合を例に挙げたが、ＭＲ素子のみを有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの概念的断面図である。
【図２Ａ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｂ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｃ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｄ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｅ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｆ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｇ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｈ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｉ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｊ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｋ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図２Ｌ】図１に示す第１のビアプラグの製造手順を説明する概念的断面図である。
【図３】図１に示す第１のビアプラグの他の形態を示す概念的断面図である。
【図４】本発明の薄膜磁気ヘッドが形成されたウェハの平面図である。
【図５】本発明の薄膜磁気ヘッドを含むスライダの斜視図である。
【図６】図５に示すスライダを含むヘッドジンバルアセンブリの斜視図である。
【図７】図６に示すヘッドジンバルアセンブリを含むハードディスク装置の要部側面図である。
【図８】図６に示すヘッドジンバルアセンブリを含むハードディスク装置の平面図である。
【図９】ウェットエッチングによって形成した貫通孔にビアプラグを形成した場合の問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    薄膜磁気ヘッド
２    再生部
３    記録部
１１    基板
１２    下地層
１２ａ    ビアホール
１３  下部シールド層
１４    ＭＲ素子
１５    第１上部シールド層
１６ａ，１６ｂ，３８    絶縁層
１７    下部磁極兼第２上部シールド層
１８    記録ギャップ層
１９    上部磁極層
２０ａ，２０ｂ    コイル
２２    オーバーコート層
３１ａ，３１ｂ    Ｔｉ膜
３２，３４    レジスト
３３    めっき用電極膜
３５ａ，３５ｂ，４５    ビアプラグ
３６    Ｔａ膜
３７    配線
１００    ウェハ
１０２    ヘッド要素
２１０    スライダ
２２０    ヘッドジンバルアセンブリ
２５０    ヘッドスタックアセンブリ
２６２    ハードディスク
【図１】
2006209879.tif 000003
【図２Ａ】
2006209879.tif 000004
【図２Ｂ】
2006209879.tif 000005
【図２Ｃ】
2006209879.tif 000006
【図２Ｄ】
2006209879.tif 000007
【図２Ｅ】
2006209879.tif 000008
【図２Ｆ】
2006209879.tif 000009
【図２Ｇ】
2006209879.tif 000010
【図２Ｈ】
2006209879.tif 000011
【図２Ｉ】
2006209879.tif 000012
【図２Ｊ】
2006209879.tif 000013
【図２Ｋ】
2006209879.tif 000014
【図２Ｌ】
2006209879.tif 000015
【図３】
2006209879.tif 000016
【図４】
2006209879.tif 000017
【図５】
2006209879.tif 000018
【図６】
2006209879.tif 000019
【図７】
2006209879.tif 000020
【図８】
2006209879.tif 000021
【図９】
2006209879.tif 000022