(57)【要約】【課題】ウェハープロセスによって薄膜磁気ヘッドを製造する際に、絶縁層の表面に形成される凹凸を平坦化する処理をより確実に行うことを可能とし、信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを製造するとともに、製造歩留まりを向上させる。【解決手段】ウェハーの表面に金属層と絶縁層とを積層して形成し、所要の膜構造を備えた薄膜磁気ヘッドを製造する方法において、前記金属層２２を絶縁層２４により被覆した後、絶縁層２４の表面の凹凸を平坦化する研磨加工を施す前処理として、前記絶縁層の表面に形成される凹凸を低減させる平坦処理を施す。たとえば、絶縁層２４の表面に形成された突起２４ａをサンドブラスト処理によって除去する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハーの表面に金属層と絶縁層とを積層して形成し、所要の膜構造を備えた薄膜磁気ヘッドを製造する方法において、
前記金属層を絶縁層により被覆した後、絶縁層の表面の凹凸を平坦化する研磨加工を施す前処理として、前記絶縁層の表面に形成される凹凸を低減させる平坦処理を施すことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
平坦処理として、絶縁層の表面に形成された突起あるいは凸部を優先的に除去するサンドブラスト処理を施す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。
【請求項３】
平坦処理として、絶縁層を形成した後、絶縁層の表面にレジストを被覆し、絶縁層とレジストとを合わせた厚さがウェハーの全面で均一となるようにし、
イオンミリングにより前記レジストと絶縁層とをエッチングし、絶縁層の表面に形成された突起あるいは凸部を平坦化するエッチバック処理を施す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。
【請求項４】
レジストと絶縁層とをイオンミリングする際に、レジストと絶縁層とが同一のレートでエッチングされるようにイオンミリング条件を設定することを特徴とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】
平坦処理として、金属層に形成した金属のパターン上に金属のパターンと同一のパターンにレジストを形成し、
前記金属のパターンと略同厚に絶縁材をスパッタリングして絶縁層を形成した後、前記金属のパターンからレジストを溶解して除去するリフトオフ処理を施す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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ディスク装置や磁気テープ装置に用いられる誘導型記録再生薄膜磁気ヘッドあるいは誘導型記録ヘッドと磁気抵抗効果型再生ヘッドを備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
誘導型記録ヘッドと磁気抵抗効果型再生ヘッドを備えた複合型ＭＲヘッド（薄膜磁気ヘッド）は、磁気抵抗効果素子を備えた再生ヘッド部上に誘導型記録によるライトヘッド部を積層した構造が一般的である。図４、５および６に、薄膜磁気ヘッドの平面構造、積層断面構造および浮上面構造を示す。
ライトヘッド部は、図５に示すように、微少な間隔に形成したライトギャップ５を挟んで上部磁極１０と下部磁極１２が相対する構造を備え、上部磁極１０と下部磁極１２との間には導体コイル１４が巻回されている。図示例の薄膜磁気ヘッドは、下部磁極１２が再生ヘッド部の上部シールド層を兼ねており、図６に示すように、ＭＲ素子１６を挟んで下部シールド層１８が配置されている。
【０００３】
ところで、記録媒体の表面での記録密度を向上させるためにはトラック密度を上げる必要がある。しかしながら、従前の薄膜磁気ヘッドでライトヘッド部の下部磁極１２が再生ヘッド部の上部シールド層を兼ねている場合は、上部磁極１０のコア幅（図４のＡ部分）よりも下部磁極１２ははるかに幅広に形成されている。したがって、記録用の磁界がトラック幅方向に広く分布してしまい、トラックピッチを狭めることが困難であるという問題があった。このようなコア幅方向の記録のにじみを低減する方法として、最近、下部磁極１２に先端磁極を設けて上部磁極１０のコア幅と一致させることが考えられている。図６で１０ａ、１２ａがそれぞれ上部磁極１０と下部磁極１２に細幅に設けた先端磁極である。このような先端磁極１０ａ、１２ｂの間で記録磁界を生じさせることにより、記録のにじみを抑えて、記録密度を向上させることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような再生ヘッド部およびライトヘッド部を備えた薄膜磁気ヘッドは、ＮｉＦｅ等の金属からなる下部シールド層、上部シールド層および先端磁極等の金属層を、アルミナ等の絶縁層を層間に介在させ、あるいは金属によって形成したパターン間を絶縁層によって充填して積層するようにして形成される。
実際に製造する際には、セラミックのウェハーを基材とし（ウェハープロセス）、スパッタリングによってウェハーの全面に金属膜を形成し、金属膜をエッチングして所定パターンの金属層を形成した後、ウェハーの全面にアルミナ等の絶縁材をスパッタリングしてウェハーの表面を絶縁層によって被覆し、次いで、絶縁層の表面に金属層を形成するという方法によっている。
【０００５】
このように金属層に絶縁層を積層して形成する製造工程においては、絶縁層を形成する下地の金属層が所定のパターンに形成されているから、絶縁材によって金属層を被覆した際に、金属層のパターンによって絶縁層の表面が凹凸面になる。このため、従来の製造工程では、絶縁層を形成した後、研磨加工によって絶縁層の表面の凹凸を平坦化する処理を施して、次の金属層を形成するという方法がとられている。
この絶縁層の表面の凹凸は、金属のパターンの高さ（断面部分の厚さ）がパターン幅にくらべて高い場合、また、金属のパターンが場所によってばらついている場合に、凹凸のばらつきが大きくなるものであり、薄膜磁気ヘッドなどでは、高さと幅の比率が非常に大きな金属のパターンを形成しなければならないし、１枚のウェハーであってもスパッタリング条件等により、ウェハーの中央部と周縁部とでは膜厚がばらつくといったことが生じるため、製品精度を低下させるという課題があった。
【０００６】
そこで、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、その目的とするところは、金属層と絶縁層を積層して薄膜磁気ヘッドを製造する際に、各層の膜厚の分布を容易に改善することができ、より微細なパターンを高精度に形成することを可能とし、信頼性が高く製造歩留まりのよい薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供するにある。
【０００７】
【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次の構成を備える。
すなわち、ウェハーの表面に金属層と絶縁層とを積層して形成し、所要の膜構造を備えた薄膜磁気ヘッドを製造する方法において、前記金属層を絶縁層により被覆した後、絶縁層の表面の凹凸を平坦化する研磨加工を施す前処理として、前記絶縁層の表面に形成される凹凸を低減させる平坦処理を施すことを特徴とする。
【０００８】
前記平坦処理としては、絶縁層の表面に形成された突起あるいは凸部を優先的に除去するサンドブラスト処理が好適に利用できる。
また、前記平坦処理として、絶縁層を形成した後、絶縁層の表面にレジストを被覆し、絶縁層とレジストとを合わせた厚さがウェハーの全面で均一となるようにし、イオンミリングにより前記レジストと絶縁層とをエッチングし、絶縁層の表面に形成された突起あるいは凸部を平坦化するエッチバック処理が好適に利用できる。このエッチバック処理においては、レジストと絶縁層とをイオンミリングする際に、レジストと絶縁層とが同一のレートでエッチングされるようにイオンミリング条件を設定することが有効である。
また、前記平坦処理として、金属層に形成した金属のパターン上に金属のパターンと同一のパターンにレジストを形成し、前記金属のパターンと略同厚に絶縁材をスパッタリングして絶縁層を形成した後、前記金属のパターンからレジストを溶解して除去するリフトオフ処理を施す方法が好適に利用できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳細に説明する。
図１、２、３は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法の第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態を各々示す説明図である。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、金属層に絶縁層を積層して所要の積層構造を形成する際に、金属層を被覆した絶縁層を研磨して平坦面に形成する前処理として、絶縁層の表面の凹凸を平坦にする平坦処理を施すことを特徴としている。
【００１０】
まず、図１に示す第１の実施の形態について説明する。
図１（ａ）は、下地層２０の表面に金属のパターン２２を形成し、アルミナをスパッタリングして、金属のパターン２２を形成した金属層を絶縁層２４によって被覆した状態を示す。なお、下地層２０は薄膜磁気ヘッドの基材あるいは下層の絶縁層である。
金属のパターン２２は、図６に示す下部シールド層１８、下部磁極１２、選択磁極１０ａ、１０ｂ等として形成するもので、図１では金属のパターン２２の断面形状を概念的に示している。なお、金属のパターン２２は高さ（厚さ）寸法にくらべて幅寸法が狭い柱状に形成された例を示しているが、薄膜磁気ヘッドを形成する金属層には、実際に、幅０．３μｍに対して高さが４μｍといったように、幅にくらべて高さがきわめて高いパターンを形成する個所がある。
【００１１】
絶縁層２４は金属のパターン２２を所定のパターンに形成した後、アルミナをスパッタリングして金属のパターン２２を絶縁層２４によって埋めるようにするのであるが、図のように金属のパターン２２が柱状の断面形状に形成されている場合には、金属のパターン２２が形成されていた部位に山形状に絶縁材が積み上がって突起２４ａが形成され、山形に積み上がった突起２４ａの基部に凹部２４ｂが形成されるようになる。このような突起状の形状が形成されるのは、スパッタリングによって絶縁層２４を形成していくからであり、下地層２０の表面に絶縁材が付着する際に、同時に金属のパターン２２の表面にも絶縁材が付着していくからである。金属のパターン２２の表面に山形に絶縁材が付着していくと、山形の基部位置は若干遮蔽される作用により凹部２４ｂとなる。
【００１２】
アルミナによるスパッタリングは金属のパターン２２が完全に絶縁層２４によって被覆されたところで停止させる。従来の加工工程では、この後、研磨加工によって平坦化処理を施すのであるが、本実施形態では、研磨加工の前処理として、サンドブラストにより絶縁層２４の表面に形成されている突起２４ａを除去する操作を行う。図１（ｂ）はサンドブラスト処理を施す工程を示すもので、突起２４ａをサンドブラストにより除去することを示している。サンドブラスト処理では、ブラストの入射方向を０°〜９０°の範囲で変えて、突起２４ａを優先的に除去するようにする。
図１（ｃ）は、サンドブラスト処理を施して突起２４ａを除去した状態を概念的に示す。このように前処理としてサンドブラスト処理を施し、絶縁層２４の表面に形成されている突起２４ａを除去した後、研磨加工による平坦化処理加工に進めることによって、より精度の高い平坦化処理を行うことが可能になる。
【００１３】
図１では、絶縁層２４の表面に突起状の凹凸が形成された例で、サンドブラスト処理はこのような突起状の凹凸が形成された際にはとくに効果的である。このような突起状に凹凸が形成された場合に限らず、金属層を被覆するように絶縁層を形成した際には表面に一定の凹凸が形成されるから、その際に、研磨加工の前処理としてサンドブラスト処理を施して、絶縁層の表面の凹凸を減少させてから研磨加工による平坦化処理を施すことは有効である。研磨加工では、ワークの表面に形成されている凸部のみが研磨されて平坦化されるものではなく、凹部も研磨されていくから、あらかじめワークの表面の凸部と凹部の差を小さくしておくことが有効である。
【００１４】
図２は、金属のパターン２２を形成した金属層にアルミナをスパッタリングし、金属層を絶縁層２４によって被覆した後、絶縁層２４の表面の凹凸を除去して平坦化処理する方法の第２の実施の形態を示す。
本実施形態では、絶縁層２４によって金属層を被覆した後、絶縁層２４の表面の凹凸をなくすようにレジスト２６によって絶縁層２４の表面を被覆し、イオンミリングによって、絶縁層２４の表面の凹凸を除去することを特徴とする。
図２（ａ）は、絶縁層２４の表面にレジスト２６を塗布した状態を示す。レジスト２６は図のように、絶縁層２４の表面に形成されている突起２４ａが埋設される厚さに設ける。レジスト２６によって絶縁層２４の表面を被覆する目的は、絶縁層２４の表面に形成されている突起、凹凸をレジスト２６によってならし、絶縁層２４とレジスト２６を合わせた厚さを均一にすることにある。レジスト２６の厚さは、絶縁層２４の表面に形成される突起、凸部の大きさに合わせて調節すればよいが、通常は０．１μｍ〜１０μｍ程度でよい。
【００１５】
図２（ｂ）は、レジスト２６の表面側からイオンミルして、レジスト２６を除去するとともに、絶縁層２４の表面の突起２４ａを除去した状態を示す。レジスト２６と絶縁層２４とが同じレートでイオンミリングされる条件に設定することで、レジスト２６と同時に絶縁層２４がイオンミリングされ、ワークの表面を均等の厚さにすることができる（エッチバック処理）。こうして、絶縁層２４の表面の突起２４ａが除去され、絶縁層２４の表面が平坦化される。
図２（ｃ）は、絶縁層２４の表面に残留したレジスト２６を除去して、次の研磨加工による平坦化処理工程に進める状態を示す。
本実施形態の場合も、レジスト２６を利用したイオンミルにより、研磨加工の前処理として、絶縁層２４の表面を効果的に平坦処理することができ、研磨加工における平坦化処理をより有効に行うことが可能になる。
【００１６】
図３は、金属のパターン２２を形成した金属層を絶縁層２４によって被覆する際に、絶縁層２４の表面を平坦面に形成するためのさらに他の実施形態を示す。図３（ａ）は、下地層２０に金属のパターン２２を形成した後、金属のパターン２２の上に金属のパターン２２と同一の平面パターンでレジスト２８を形成した状態を示す。レジスト２８は、金属のパターン２２を形成した後、金属のパターン２２を被覆するように厚くレジストを塗布し、金属のパターン２２を形成した部位のみにレジスト２８が残るようにレジストをパターニングすることによって形成することができる。
【００１７】
図３（ｂ）は、次いで、アルミナ等の絶縁材を金属のパターン２２を被覆するようにスパッタリングした状態を示す。アルミナ等の絶縁材をスパッタリングすると、図のようにレジスト２８の表面にも絶縁材２４ｃが付着するが、本実施形態のように金属のパターン２２がきわめて細幅に形成されている場合には、スパッタリングによって形成する絶縁層２４の厚さを金属のパターン２２の厚さ（高さ）と同程度にすると、レジスト２８と金属のパターン２２との境界付近の樹脂材が薄くなる。この状態で化学的にエッチングを施すと、レジスト２８が金属のパターン２２との境界部分から溶解されて除去される（リフトオフ）。
【００１８】
図３（ｃ）は、レジスト２８を除去し、レジスト２８とともにレジスト２８の表面に付着していた絶縁材２４ｃを除去した状態を示す。絶縁層２４は金属のパターン２２と略同厚に形成されているから、リフトオフ用のレジスト２８を除去することによって絶縁層２４の表面が平坦になり、後工程の研磨加工によってさらに精度の良い平坦化処理を施すことができる。図３の例では、絶縁層２４は金属のパターン２２の間を充填するようになるが、薄膜磁気ヘッドの製造工程では、このようにパターン間を絶縁層２４で充填した後に、次層を形成するプロセスもある。
【００１９】
ウェハーを基材とし金属層と絶縁層を積層してウェハープロセスによって薄膜磁気ヘッドを形成する際には、スパッタリング条件のばらつき等により、ウェハーの領域内において金属のパターンの厚さのばらつきが生じ得る。このような場合であっても、上述したように、絶縁層の表面の凹凸を研磨加工の前工程で減少させておくことによって、製品の仕上がり精度を向上させることができ、製造歩留まりを向上させることが可能になる。
【００２０】
【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、上述したように、金属層と絶縁層とを積層して薄膜磁気ヘッドを形成する際に、絶縁層を研磨して平坦化処理する前工程として、絶縁層の表面の凹凸を除去する平坦処理を施すことにより、研磨加工によって平坦化する際の膜厚分布のばらつきを効果的に抑えることを可能とし、信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを製造することを可能にするとともに、ウェハーを用いて薄膜磁気ヘッドを形成する際の歩留まりを向上させることができる等の作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】薄膜磁気ヘッドの製造方法の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】薄膜磁気ヘッドの製造方法の第２の実施形態を示す説明図である。
【図３】薄膜磁気ヘッドの製造方法の第３の実施形態を示す説明図である。
【図４】薄膜磁気ヘッドの平面構造を示す説明図である。
【図５】薄膜磁気ヘッドの積層断面構造を示す説明図である。
【図６】薄膜磁気ヘッドの浮上面構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　上部磁極
１０ａ、１２ｂ　先端磁極
１２　下部磁極
１４　導体コイル
１６　ＭＲ素子
１８　下部シールド層
２０　下地層
２２　金属のパターン
２４　絶縁層
２４ａ　突起
２４ｂ　凹部
２４ｃ　絶縁材
２６　レジスト
２８　レジスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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