(57)【要約】【課題】  薄膜磁気ヘッドの変形を抑制しつつ、機械加工工程において発生する加工歪みを十分かつ確実に除去可能な薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】  磁気ヘッド素子が形成された基板から、加工バーを切り出した後、この加工バーにハイト加工のための粗研磨を施し、さらに精研磨を施し、その後、ＡＢＳ側のヘッド端面に保護膜を形成し、ＡＢＳにレールを形成した後、加工バーをスライダに切断分離する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、ハイト加工のための粗研磨を施した後であって精研磨を施す前に、加工バーに、第１の温度によるアニール処理を施し、保護膜を形成した後であってレールを形成する前に、第１の温度以下である第２の温度によるアニール処理をさらに施す。又は、この第１の温度によるアニール処理を施し、スライダへの切断分離の後、このスライダに第１の温度以下である第３の温度によるアニール処理をさらに施す。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の素子形成面に、データ書き込み用の電磁コイル素子及びデータ読み出し用の磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッド素子を形成し、該磁気ヘッド素子が形成された基板から、該磁気ヘッド素子が列状に並んだ加工バーを切り出した後、該加工バーに、浮上面の位置及び該磁気抵抗効果素子の高さを決定するハイト加工のための粗研磨を施し、さらに精研磨を施し、その後、該浮上面側のヘッド端面に、該磁気ヘッド素子の端を保護するための保護膜を形成し、該浮上面にレールを形成した後、加工バーを切断して個々のスライダへの分離を行う薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記ハイト加工のための粗研磨を施した後であって前記精研磨を施す前に、加工バーの全体に第１の温度によるアニール処理を施し、さらに、前記保護膜を形成した後であって前記レールを形成する前に、加工バーの全体に該第１の温度以下である第２の温度によるアニール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】
前記第２の温度が、１６０℃以上であって３００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第２の温度が、１６０℃以上であって２２０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記スライダへの分離の後、スライダの全体に前記第１の温度以下である第３の温度によるアニール処理をさらに施すことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第３の温度が、１６０℃以上であって３００℃以下であることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記第３の温度が、１６０℃以上であって２２０℃以下であることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項７】
前記第１の温度が、前記第２の温度又は前記第３の温度よりも２０℃以上高くて、３００℃以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
基板の素子形成面に、データ書き込み用の電磁コイル素子及びデータ読み出し用の磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッド素子を形成し、該磁気ヘッド素子が形成された基板から、該磁気ヘッド素子が列状に並んだ加工バーを切り出した後、該加工バーに、浮上面の位置及び該磁気抵抗効果素子の高さを決定するハイト加工のための粗研磨を施し、さらに精研磨を施し、その後、該浮上面側のヘッド端面に、該磁気ヘッド素子の端を保護するための保護膜を形成し、該浮上面にレールを形成した後、加工バーを切断して個々のスライダへの分離を行う薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記ハイト加工のための粗研磨を施した後であって前記精研磨を施す前に、加工バーの全体に第１の温度によるアニール処理を施し、さらに、前記スライダへの分離の後、スライダの全体に該第１の温度以下である第３の温度によるアニール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９】
前記第３の温度が、１６０℃以上であって３００℃以下であることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記第３の温度が、１６０℃以上であって２２０℃以下であることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の温度が、前記第３の温度よりも２０℃以上高くて、３００℃以下であることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の温度によるアニール処理、並びに前記第２の温度によるアニール処理及び／又は前記第３の温度によるアニール処理のアニール時間は、各アニール処理の段階において存在しておりヘッドノイズをもたらす加工歪みが、除去されるまでの時間であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記磁気抵抗効果素子が、巨大磁気抵抗効果素子又はトンネル磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置等に用いられる薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置の大容量小型化に伴って、さらなる面記録密度の向上が求められており、磁気ヘッドにおいても、電磁コイル素子によって書き込みと読み出しとを共に行うものに代わって、書き込み用の電磁コイル素子と読み出し用の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子とが積層された構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００３】
この複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法は、通常、ウエハ基板上でのウエハ薄膜工程と、磁気ヘッド素子が形成されたウエハ基板に対する機械加工工程とからなっている。ここで、機械加工工程は、磁気ヘッド素子が形成されたウエハ基板から磁気ヘッド素子が配列した加工バーを切り出す工程と、この加工バーにＭＲハイト加工のための研磨を行う工程と、浮上面（ＡＢＳ）側のヘッド端面に磁気ヘッド素子の端を保護するための保護膜を形成する工程と、ＡＢＳにレールを形成する工程と、加工バーを切断して個々のスライダへの分離を行う工程とを含む。
【０００４】
ここで、例えば、特許文献１に記載されているように、ウエハ薄膜工程においては種々の目的でアニール処理が行われるが、このウエハ薄膜工程のみならず機械加工工程においても、通常、アニール処理が行われている。例えば、特許文献２においては、加工バーを切り出した後に所定のアニール処理を行い、スライダとして加工する工程中での磁気ヘッドの変形防止を図っている。また、特許文献３においては、スライダへの分離の後に熱処理処理を行い、スピンバルブ積層体に付与される異方性の制御を行っている。さらに、特許文献４においては、ハイト加工のための研磨を行った後に熱処理を行い、ＭＲ効果素子に生じた加工変質の解消を図っている。
【０００５】
【特許文献１】特公平０６−３６４４号公報
【特許文献２】特開平１１−３１６９２７号公報
【特許文献３】特開平０９−１６７３１８号公報
【特許文献４】特開２００４−２０６８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、機械加工工程における従来のアニール処理によっては、各工程で発生する加工歪みによる読み出し特性の劣化を十分に解消することができないという問題が解決されずにいた。
【０００７】
近年の高記録密度化に伴い、ＭＲ効果素子自体もさらなる薄層化の傾向にある。このため、ＭＲ効果素子においては、機械加工工程で加えられた物理的応力の影響が、より深刻な問題となっている。実際、読み出し出力における加工歪みに由来するノイズが大きくなる傾向にある。これへの対策として、例えば、特許文献４に記載されているように、この加工歪みをアニール処理によって除去することが考えられるが、従来のアニール処理を用いても十分かつ確実な除去は困難となっている。例えば、スライダへの分離後であってサスペンションへの接着時にアニール処理を施しても、ＭＲハイト加工のための研磨による加工歪みは、その後形成された保護膜によって覆い被されているため完全に取り除くことが非常に難しい。
【０００８】
また、アニール温度をより高くして、加工歪みの除去を促すことも考えられるが、薄膜磁気ヘッド全体の変形が生じてしまう可能性がある。また、被覆層のヘッド端面部分が突出してしまい、浮上量の調整上、問題となってしまう。さらに、機械加工工程の各段階で逐一アニール処理をすることも考えられるが、たび重なる高温の熱サイクルによるヘッドの変形が深刻な問題となるだけではなく、工数の増大が製造上の大きな負担となってしまう。
【０００９】
従って、本発明の目的は、薄膜磁気ヘッドの変形を抑制しつつ、それほど工数を増大させずに、薄膜磁気ヘッドの機械加工工程において発生する加工歪みを十分かつ確実に除去することができる薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明について説明する前に、明細書において使用される用語の定義を行う。基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。
【００１１】
本発明によれば、基板の素子形成面に、データ書き込み用の電磁コイル素子及びデータ読み出し用のＭＲ効果素子を備えた磁気ヘッド素子を形成し、この磁気ヘッド素子が形成された基板から、磁気ヘッド素子が列状に並んだ加工バーを切り出した後、この加工バーに、ＡＢＳの位置及びＭＲ効果素子の高さを決定するハイト加工のための粗研磨を施し、さらに精研磨を施し、その後、ＡＢＳ側のヘッド端面に、磁気ヘッド素子の端を保護するための保護膜を形成し、ＡＢＳにレールを形成した後、加工バーを切断して個々のスライダへの分離を行う薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、ハイト加工のための粗研磨を施した後であって精研磨を施す前に、加工バーの全体に第１の温度によるアニール処理を施し、さらに、保護膜を形成した後であってレールを形成する前に、加工バーの全体に第１の温度以下である第２の温度によるアニール処理を施す薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【００１２】
このように、ハイト加工のための粗研磨を施した後、及び保護膜を形成した後という適切なタイミングで、２回という少ない回数のアニール処理を行うことによって、従来のような１回のアニール処理を行う場合に比べて、それほど工数を増大させることなく、薄膜磁気ヘッド内の加工歪みを十分かつ確実に除去することができる。
【００１３】
ここで、第２の温度が、１６０℃以上であって３００℃以下であることが好ましく、また、１６０℃以上であって２２０℃以下であることがより好ましい。さらに、第１の温度が、第２の温度よりも２０℃以上高くて、３００℃以下であることが好ましい。
【００１４】
従来の機械加工工程において、加工歪みを除去するために、通常、３００℃前後の高温でアニール処理を行っていたのに比べて、例えば、２００℃程度のアニール温度でアニール処理を行うことができるので、処理後の薄膜磁気ヘッドの変形が発生しにくく、変形に伴う種々の問題が回避可能となる。
【００１５】
また、上述した製造方法において、スライダへの分離の後、このスライダに、第１の温度以下である第３の温度によるアニール処理をさらに施すことも好ましい。ここで、第３の温度が、１６０℃以上であって３００℃以下であることが好ましく、また、１６０℃以上であって２２０℃以下であることがより好ましい。さらに、第１の温度が、第２の温度又は第３の温度よりも２０℃以上高くて、３００℃以下であることが好ましい。
【００１６】
このように、ハイト加工のための粗研磨を施した後、及び保護膜を形成した後、さらにはスライダへの分離の後という適切なタイミングで、３回という比較的少ない回数のアニール処理を行うことによって、従来のような１回のアニール処理を行う場合に比べて、それほど工数を増大させることなく、薄膜磁気ヘッド内の加工歪みをより十分かつ確実に除去することができる。
【００１７】
本発明によれば、さらに、基板の素子形成面に、データ書き込み用の電磁コイル素子及びデータ読み出し用のＭＲ効果素子を備えた磁気ヘッド素子を形成し、この磁気ヘッド素子が形成された基板から、磁気ヘッド素子が列状に並んだ加工バーを切り出した後、この加工バーに、ＡＢＳの位置及びＭＲ効果素子の高さを決定するハイト加工のための粗研磨を施し、さらに精研磨を施し、その後、ＡＢＳ側のヘッド端面に、磁気ヘッド素子の端を保護するための保護膜を形成し、ＡＢＳにレールを形成した後、加工バーを切断して個々のスライダへの分離を行う薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、ハイト加工のための粗研磨を施した後であって精研磨を施す前に、加工バーの全体に第１の温度によるアニール処理を施し、さらに、スライダへの分離の後、スライダの全体に第１の温度以下である第３の温度によるアニール処理を施す薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【００１８】
このように、ハイト加工のための粗研磨を施した後、及びスライダへの分離の後という適切なタイミングで、２回という少ない回数のアニール処理を行うことによって、従来のような１回のアニール処理を行う場合に比べて、それほど工数を増大させることなく、薄膜磁気ヘッド内の加工歪みを十分かつ確実に除去することができる。
【００１９】
ここで、第３の温度が、１６０℃以上であって３００℃以下であることが好ましく、また、１６０℃以上であって２２０℃以下であることがより好ましい。さらに、第１の温度が、第３の温度よりも２０℃以上高くて、３００℃以下であることが好ましい。
【００２０】
また、第１の温度によるアニール処理、並びに第２の温度によるアニール処理及び／又は第３の温度によるアニール処理のアニール時間は、各アニール処理の段階において存在しておりヘッドノイズをもたらす加工歪みが、除去されるまでの時間であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、薄膜磁気ヘッドの変形を抑制しつつ、それほど工数を増大させずに、薄膜磁気ヘッドの機械加工工程において発生する加工歪みを確実かつ十分に除去することができる。これにより、加工歪みによる読み出し特性の劣化が回避され、加工歪みによる出力ノイズが抑制された薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２３】
図１は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。
【００２４】
図１によれば、最初に、スライダ用のウエハ基板の素子形成面に、データを読み出すためのＭＲ効果素子が形成され（ステップＳ１）、次いで、バッキングコイル部が形成される（ステップＳ２）。ここで、バッキングコイル部は、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドの構成要素であり、電磁コイル素子から発生してＭＲ効果素子を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、広域隣接トラック消去（Ｗ−ＡＴＥ）現象の抑制を図るものである。従って、長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドの製造の場合、省略されてもよい。その後、データを書き込むための電磁コイル素子が形成され（ステップＳ３）、さらに、被覆層及び信号端子電極が形成される（ステップＳ４）。以上により、ＭＲ効果素子及び電磁コイル素子を備えた磁気ヘッド素子を、ウエハ基板上に形成するためのウエハ薄膜工程が終了する。
【００２５】
次いで、ウエハ薄膜工程が終了したウエハ基板を切断して複数の磁気ヘッド素子が列状に並んだ加工バーを切り出す（ステップＳ５）。次いで、この加工バーに、ＡＢＳの位置、及びＭＲ効果素子の高さ（ＭＲハイト）、すなわちＡＢＳに垂直な方向の長さ、を決定するハイト加工としての粗研磨を施す（ステップ６）。その後、この粗研磨が施された加工バーに、第１の温度による研磨後アニール処理を施す（ステップ７）。次いで、形成されたＡＢＳに仕上げの精研磨を施す（ステップ８）。さらに、ＡＢＳ側のヘッド端面に磁気ヘッド素子の端を保護するための保護膜を形成し（ステップ９）、その後、保護膜が形成された加工バーに、第２の温度による成膜後アニール処理を施す（ステップ１０）。なお、後述するように、ＭＲ効果素子の磁化自由層の両側に磁区安定化のためのバイアス層が設けられている場合、例えば、この成膜後アニール処理の後に、バイアス層への着磁が行われてもよい。
【００２６】
次いで、ＡＢＳにレールを形成する加工を行い（ステップ１１）、その後、この加工バーを切断して個々のスライダへの分離を行う（ステップ１２）。最後に、個々のスライダ（薄膜磁気ヘッド）に、第３の温度による分離後アニール処理を施す（ステップＳ１３）。以上により、スライダを形成する機械加工工程が終了して、薄膜磁気ヘッドの製造工程が完了する。
【００２７】
ここで、研磨後アニール処理（ステップ７）を行うことは必須であるが、その後、成膜後アニール処理（ステップ１０）及び分離後アニール処理（ステップＳ１３）のいずれか一方のみを行ってもよい。すなわち、研磨後アニール処理、成膜後アニール処理及び分離後アニール処理を全て行ってもよいし、又は、研磨後アニール処理を行った後、アニール処理として成膜後アニール処理のみを行ってもよく、さらには、研磨後アニール処理を行った後、アニール処理として分離後アニール処理のみを行ってもよい。
【００２８】
ここで、成膜後アニール処理の第２の温度、及び分離後アニール処理の第３の温度は、後に詳しく説明するように、好ましくは、室温及び低温におけるシステム及びヘッドノイズの改善が確認される１６０℃以上に設定される。また、一般に、磁気ヘッド素子に対するアニール処理温度が３００℃を超えると、ＭＲ効果素子の構成要素であるＮｉＦｅ系の軟磁性膜の結晶粒成長が促進され、保磁力が急激に増大して素子感度が低下してしまうことは良く知られている。従って、これらの第１、第２及び第３の温度は、好ましくは、１６０℃以上であって３００℃以下である。
【００２９】
さらに、これらの第１、第２及び第３の温度は、同じく後に詳述するように、システム及びヘッドノイズの、特に低周波成分の改善の観点からは２２０℃以下に設定されるので、より好ましくは、１６０℃以上であって２２０℃以下である。
【００３０】
また、研磨後アニール処理の第１の温度は、成膜後アニール処理の第２の温度及び分離後アニール処理の第３の温度と同等か又は大きい値に設定されるが、好ましくは、第２又は第３の温度よりも２０℃以上高くて、３００℃以下に設定される。
【００３１】
さらに、これらのアニール処理のアニール時間は、各アニール処理の段階において存在しておりヘッドノイズをもたらす加工歪みが、除去されるまでの時間とすることが好ましい。実際、現実の製造工程においては、素子の加工歪み除去のためのアニール処理において、アニール温度が効果の大きさを決定する。確かにアニール処理を非常に長時間行うことによって所望のアニール効果は得られるが、製造期間の短縮化の要請に反してしまう。実際には、アニール時間は、例えば、１時間である。
【００３２】
このように、適切なタイミングで２回又は３回という比較的少ない回数のアニール処理を行うことによって、従来のような１回のアニール処理を行う場合に比べて、それほど工数を増大させることなく、薄膜磁気ヘッド内の加工歪みを十分かつ確実に除去することができる。実際、加工歪みは、その後の工程次第で除去が非常に困難になり得るものであり、工数の負担をできるだけかけずに、加工歪みを十分かつ確実に除去するためには、上述したように、アニール処理のタイミングを適切にとることが際立って重要になる。
【００３３】
さらに、上述したアニール処理方法によれば、従来、３００℃前後の高温でアニール処理を行っていたのに比べて、例えば、２００℃程度のアニール温度でアニール処理を行うことができるので、処理後の薄膜磁気ヘッドの変形が発生しにくく、変形に伴う種々の問題が回避可能となる。
【００３４】
図２は、薄膜磁気ヘッドのウエハ薄膜工程を説明する断面図である。同図における断面は、素子形成面及びＡＢＳに垂直な面となっている。
【００３５】
以下、同図を用いて薄膜磁気ヘッドのウエハ薄膜工程を説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、例えばアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等から形成されたスライダ基板２１０上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.０５〜１０μｍ程度の下地絶縁層２２を積層する。次いで、下地絶縁層２２上に、例えばめっき法によって、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.３〜３μｍ程度の下部シールド層３３０を形成する。
【００３６】
次いで、例えばスパッタリング法、フォトリソグラフィ法及びイオンエッチング法等を用いて、ＭＲ積層体３３２を形成する。ＭＲ積層体３３２は、磁化自由層と磁化固定層とがトンネルバリア層を挟んで積層されたトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果多層膜、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ（current perpendicular to plain）−ＧＭＲ）効果多層膜、及び面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ（current in plain）−ＧＭＲ）効果多層膜のうちのいずれか１つを備えている。いずれであっても、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。
【００３７】
ＭＲ積層体３３２の形成においては、例えば、ＴＭＲ効果多層膜を含む場合、最初に、下部電極層３３０上に、例えばＴａ、Ｒｕ等からなる下地層と、例えばＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ等からなる厚さ５〜１５ｎｍ程度の反強磁性膜と、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ２〜３ｎｍ程度の第１の強磁性膜と、例えばＲｕ等からなる厚さ０.８ｎｍ程度の非磁性膜と、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ２〜３ｎｍ程度の第２の強磁性膜とが順次、スパッタリング法等によって成膜される。ここで、第１の強磁性膜と非磁性膜と第２の強磁性膜とが、反強磁性膜によって磁化を固定される磁化固定層となる。
【００３８】
次いで、第２の強磁性膜上に、例えばＡｌ、ＡｌＣｕ等からなる厚さ０.５〜１ｎｍ程度の金属膜が、スパッタリング法等によって成膜される。次いで、この金属膜が、真空装置内に導入された酸素によって、又は自然酸化によって、酸化されてトンネルバリア層なる。次いで、形成されたトンネルバリア層上に、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ１ｎｍ程度の高分極率膜と、例えばＮｉＦｅ等からなる厚さ３〜４ｎｍ程度の軟磁性膜と、例えばＴａ等からなる厚さ５〜２０ｎｍ程度のキャップ層とが順次、スパッタリング法等によって形成される。ここで、高分極率膜と軟磁性膜とが磁化自由層となる。その後、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングすることによって、ＭＲ効果積層体３３２が形成される。なお、磁化自由層の磁区安定化を目的として、ＭＲ効果積層体のトラック幅方向の両側に、絶縁膜を介してバイアス層が設けられてもよい。
【００３９】
次いで、例えばめっき法によって、下部電極層３３０との間でＭＲ積層体３３２を挟むように、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.３〜４μｍ程度の上部電極層３３４を形成し、ＭＲ効果素子３３の形成を終了する（ステップ１）。次いで、例えばスパッタリング法によって、上部電極層３３４上に、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.１〜２.０μｍ程度の第１の非磁性層２３を形成する。さらに、例えばスパッタリング法によって、第１の非磁性層４１０上に、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.３〜４μｍ程度の素子間シールド層２４を形成する。
【００４０】
次いで、図２（Ｂ）に示すように、素子間シールド層２４上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.３〜１.０μｍ程度の第２の非磁性層２５を形成する。さらに、この第２の非磁性層２５上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＣｕ等からなる厚さ０.５〜３μｍ程度のバッキングコイル層２６０を形成し、このバッキングコイル層２６０を覆うように又は同層のパターン間を埋めるように、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度のバッキングコイル絶縁層２６１を形成する。これによりバッキングコイル部２６が形成される（ステップ２）。さらに、このバッキングコイル部２６を覆うように、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.３〜１.０μｍ程度の第３の非磁性層２７を形成する。その後、例えばＣＭＰ法等によって、第３の非磁性層２７を平坦化する。
【００４１】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、平坦化された第３の非磁性層２７上に、例えばスパッタリング法又はめっき法等によって、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等からなる厚さ０.０１〜０.５μｍ程度の主磁極主要層３４００と、同じく例えばスパッタリング法又はめっき法等によって、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の主磁極補助層３４０１とを形成する。これにより、主磁極層３４０が形成される。
【００４２】
次いで、主磁極層３４０上に、例えばスパッタリング法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ０.０１〜０.５μｍ程度のギャップ層３４１を形成し、次いで、ギャップ層３４１上に、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度のコイル下地絶縁層３４２を形成し、このコイル下地絶縁層３４２上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＣｕ等からなる厚さ０.５〜３μｍ程度のコイル層３４３を形成する。
【００４３】
さらに、このコイル層３４３を覆うように、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.５〜５μｍ程度のコイル絶縁層３４４を形成する。さらに、コイル絶縁層３４４を覆うように、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等からなる厚さ約０.５〜５μｍ程度の補助磁極層３４５を形成する。以上の工程によって、電磁コイル素子３４の形成が終了する（ステップ３）。最後に、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４を覆うように、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる絶縁膜を成膜した後、この絶縁膜を例えばＣＭＰ法等を用いて平坦化することによって被覆層２８を形成し、さらにＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４のための信号端子電極（図３（Ｃ）参照）を形成して（ステップ４）、ウエハ薄膜工程が終了する。
【００４４】
図３は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における機械加工工程の一実施形態を示す概略図である。
【００４５】
図３（Ａ）に示すように、ウエハ薄膜工程が完了したウエハ基板である薄膜磁気ヘッドウエハ４０の素子形成面上には、多数の磁気ヘッド素子パターン４１が、マトリクス状に並んで形成されている。磁気ヘッド素子パターン４０は、以後に説明する機械加工工程を経て形成される個々のスライダにおいて、主に磁気ヘッド素子及び信号端子電極となる部分である。
【００４６】
最初に、この薄膜磁気ヘッドウエハ４０を、樹脂等を用いて切断分離用治具に接着して切断し、図３（Ｂ）に示すように、複数の磁気ヘッド素子パターン４１が列状に並ぶ加工バー４２を切り出す（ステップＳ５）。次いで、この加工バー４２を、樹脂等を用いて研磨用治具に接着し、この加工バー４２のＡＢＳ側となる端面４２０に、ＭＲハイト加工としての粗研磨を施す（ステップ６）。このＭＲハイト加工は、図３（Ｃ）に示すように、磁気ヘッド素子３２がヘッド端面３００に露出して、ＭＲ効果素子のＭＲ積層体が所定のＭＲハイトになるまで行われる。その後、この粗研磨が施された加工バーの全体に、研磨後アニール処理を施す（ステップ７）。この際のアニール温度である第１の温度は、好ましくは、３００℃以下であって、後に実施されるアニールの温度である第２の温度及び／又は第３の温度よりも２０℃以上高く設定される。例えば、２２０℃である。アニール時間は、例えば、１時間である。また、アニール処理は、真空中で行われるが、例えば、窒素雰囲気中で行われてもよい。
【００４７】
次いで、形成されたＡＢＳに仕上げの精研磨を施す（ステップ８）。その後、さらに、ヘッド端面３００に、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等からなる保護膜を形成し（ステップ９）、その後、保護膜が形成された加工バー４２の全体に、成膜後アニール処理を施す（ステップ１０）。この際のアニール温度である第２の温度は、好ましくは１６０〜３００℃であり、より好ましくは１６０〜２２０℃であって、例えば、２００℃に設定される。アニール時間は、例えば、１時間である。また、アニール処理は、真空中で行われるが、例えば、窒素雰囲気中で行われてもよい。
【００４８】
次いで、保護膜成膜後の加工バー４２を、樹脂等を用いてレール形成用治具に接着し、フォトリソグラフィ法及びイオンビームエッチング法等を用いてＡＢＳにレールを形成する加工を行う（ステップ１１）。その後、この加工バーを、樹脂等を用いて切断用治具に接着し、溝入れ処理を行った後、切断処理を行い、加工バー４２を、図３（Ｄ）に示すような個々のスライダ２１に分離する（ステップ１２）。次いで、切断されたチップであるスライダを切断用治具から剥離した後、個々のスライダ２１の全体に、分離後アニール処理を施す（ステップＳ１３）。この際のアニール温度である第３の温度は、好ましくは１６０〜３００℃であり、より好ましくは１６０〜２２０℃であって、例えば、２２０℃に設定される。アニール時間は、例えば、１時間である。また、アニール処理は、真空中で行われるが、例えば、窒素雰囲気中で行われてもよい。なお、上述したように、研磨後アニール処理を行った後、アニール処理として成膜後アニール処理又は分離後アニール処理のいずれか１つのみを行ってもよい。以上により、スライダを形成する機械加工工程が終了して、薄膜磁気ヘッドの製造工程が完了する。
【００４９】
このように製造された薄膜磁気ヘッド２１は、図３（Ｄ）に示すように、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ３０と、素子形成面３１上に形成された磁気ヘッド素子３２と、素子形成面３１上に形成された被覆層２８の層面から露出した４つの信号端子電極３５とを備えている。ここで、磁気ヘッド素子３２は、読み出し用のＭＲ効果素子３３と書き込み用の電磁コイル素子３４とを含む。ここで、４つの信号端子電極３５のうち２つづつが、それぞれＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４に接続されている。ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４の一端がＡＢＳ３０側のヘッド端面３００に達している。これらの端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【００５０】
以下、本発明に係るアニール処理のアニール温度について、その好ましい範囲を実験データを用いて説明する。
【００５１】
図４及び図５は、研磨後アニール処理の後に分離後アニール処理を施した薄膜磁気ヘッドにおける、アニール処理前後のシステム及びヘッドノイズの周波数特性を示すグラフである。ここで、図４（Ａ１）〜（Ｃ２）は、それぞれ、分離後アニール処理のアニール温度が１４０℃、１６０℃及び２００℃の場合であり、図５（Ａ１）〜（Ｃ２）は、それぞれ２２０℃及び２４０℃の場合である。各サンプルとなった薄膜磁気ヘッドは、いずれも同じ構成を有している。ここで、横軸の周波数の範囲は、実際に、ヘッドが磁気ディスク装置に搭載された際に用いられる範囲となっており、この範囲内でのノイズ値が、ＳＮ比の評価において非常に重要となる。
【００５２】
また、図４（Ａ１）〜（Ｃ２）及び図５（Ａ１）〜（Ｃ２）において、読み出し出力に対する加工歪みの影響を調べるために、ＭＲ効果素子に直流を印加した際の、疑似静特性としての読み出し出力中のシステム及びヘッドノイズＮＲＴ及びＮＬＴを測定している。このＮＲＴ及びＮＬＴは、それぞれ、室温（２５℃）及び低温（０℃）においてのシステム及びヘッドノイズ値である。また、読み出し出力は、薄膜磁気ヘッドを実際にヘッドジンバルアセンブリに搭載することによって測定されている。
【００５３】
これらのＮＲＴ及びＮＬＴは、加工歪みが相当程度蓄積されると、それぞれ増大する傾向にある。すなわち、加工歪みの影響が、ＮＲＴ及びＮＬＴの絶対値に現れ得る。
【００５４】
さらに、薄膜磁気ヘッドを室温から低温に置いた場合、ヘッド本体の収縮によって内部応力が生じる。この際、薄膜磁気ヘッドの有する加工歪みが相当に大きいと、低温でのノイズ値が、室温でのノイズ値から大きく変動する傾向にある。従って、薄膜磁気ヘッドのＮＲＴ及びＮＬＴを比較して、ＮＬＴが、ＮＲＴよりも大きく増大又は減少する傾向にあれば、薄膜磁気ヘッドが相当の加工歪みを有していることになる。
【００５５】
図４（Ａ１）、図４（Ｂ１）及び図４（Ｃ１）によれば、アニール処理前においては、サンプル間のばらつきはあるものの、ＮＲＴ（太線）及びＮＬＴ（細線）のスペクトラム曲線は、いずれのサンプルにおいても一致しておらず、ずれている。すなわち、いずれのサンプルの薄膜磁気ヘッドも、相当の加工歪みを有していることが分かる。ここで、１４０℃のアニール処理を施した場合（図４（Ａ２））、なお、両スペクトラム曲線は、一致しておらず、加工歪みが十分に除去されていないことがわかる。
【００５６】
これに対して、１６０℃及び１８０℃のアニール処理を施した場合（図４（Ｂ２）及び（Ｃ２））、ＮＲＴ（太線）及びＮＬＴ（細線）のスペクトラム曲線は、ほぼ一致し、加工歪みが十分に除去されていることがわかる。さらに、これらのアニール温度においては、各ＮＲＴ及びＮＬＴの絶対値が、アニール処理によって低減しており、このことからも加工歪みの蓄積が確実に解消されていることがわかる。
【００５７】
従って、加工歪みの除去には、後のアニール処理のアニール温度が、１６０℃以上であることが好ましいことがわかる。
【００５８】
図５（Ａ１）、図５（Ｂ１）及び図５（Ｃ１）によれば、アニール処理前においては、サンプル間のばらつきはあるものの、ＮＲＴ（太線）及びＮＬＴ（細線）のスペクトラム曲線は、いずれのサンプルにおいても一致しておらず、ずれている。すなわち、いずれのサンプルの薄膜磁気ヘッドも、相当の加工歪みを有していることがわかる。これに対して、２００℃、２２０℃及び２４０℃のアニール処理を施した場合（図５（Ａ２）、図５（Ｂ２）及び図５（Ｃ２））、ＮＲＴ（太線）及びＮＬＴ（細線）のスペクトラム曲線は、ほぼ一致し、加工歪みが十分に除去されていることがわかる。また、２００℃及び２２０℃の場合（図５（Ａ２）及び図５（Ｂ２））、各ＮＲＴ及びＮＬＴの絶対値も、アニール処理によって低減している。
【００５９】
しかしながら、アニール温度が２４０℃の場合、６０ＭＨｚ以下において、ＮＲＴが若干増大している。この原因は不明であるが、この程度の高温になると、ヘッドの熱膨張による変形が、冷却後にも残留している可能性がある。
【００６０】
従って、加工歪みの除去には、後のアニール処理のアニール温度が、２２０℃以下であることが、より好ましいことがわかる。
【００６１】
以下、さらに、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法を使用する効果について、種々の実施例及び比較例を用いて説明する。
【００６２】
（比較例１〜３並びに実施例１及び２）
本発明の効果を明らかにするために、比較例１〜３並びに実施例１及び２として、機械加工工程において種々のアニール処理を施した薄膜磁気ヘッドを製造し、読み出し出力に対する加工歪みの影響を調べた。なお、比較例１〜３並びに実施例１及び２の薄膜磁気ヘッドにおける各製造方法は、機械加工工程でのアニール処理以外は、全く同一の工程を有するものである。
【００６３】
表１に、比較例１〜３並びに実施例１及び２における、機械加工工程でのアニール処理の内訳を示す。
【表１】
2007226874.tif 000003
【００６４】
表１において、研磨後アニール処理は、加工バーに対してハイト加工としての粗研磨を行った後のアニール処理である。また、成膜後アニール処理は、磁気ヘッド素子の端を保護するための保護膜を形成した後のアニール処理である。さらに、分離後アニール処理は、加工バーを切断して個々のスライダに分離した後のアニール処理である。
【００６５】
同表によれば、比較例１〜３においては、機械加工工程でのアニール処理を、１回行っているか、又は行っていない。これに対して、実施例１及び２においては、機械加工工程でのアニール処理を、研磨後アニール処理を必ず含めて２回行っている。また、何れのアニール温度も２００℃又は２２０℃であり、従来の機械加工工程における温度である３００℃前後に比べて、十分小さい値となっている。
【００６６】
図６は、比較例１〜３の薄膜磁気ヘッドにおいて測定されたシステム及びヘッドノイズＮＲＴ及びＮＬＴの関係を示すグラフである。さらに、図７は、実施例１及び２の薄膜磁気ヘッドにおいて測定されたシステム及びヘッドノイズＮＲＴ及びＮＬＴの関係を示すグラフである。これらの図において、横軸はＮＲＴであり、縦軸はＮＬＴであって、各薄膜磁気ヘッドのグラフ点が、右側及び上方にあるほど、さらに補助破線からはずれる傾向にあるほど、薄膜磁気ヘッド中の加工歪みが大きいことを示す。なお、各比較例及び実施例において、ノイズ測定のサンプル数は、７０であった。
【００６７】
図６（Ａ）〜（Ｃ）によれば、比較例１〜３のデータ点は、多数のデータ点が集中しているＮＲＴ＝ＮＬＴ＝１５〜１８μＶｒｍｓ付近から見て、右側及び上方の位置にも相当数分布している。すなわち、ＮＲＴ及びＮＬＴのより大きなサンプルが相当数存在する。さらに、補助破線から離れたデータ点も散在することから、比較例１〜３の薄膜磁気ヘッドは、加工歪みが相当蓄積されている傾向にあることが分かる。ここで、１回のアニール処理を実施している比較例２及び３（図６（Ｂ）及び（Ｃ））においては、アニール処理を実施していない比較例１（図６（Ａ））に比べて、データ点が右側及び上方の位置に散在する程度が小さくなっており、若干、加工歪みが緩和されていることが分かる。また、比較例３のデータ点は、補助破線から上方に離れたデータ点が多数を占めており、特に、ＮＬＴが約６０μＶｒｍｓに達するデータ点も存在する。この比較例３は、研磨後アニール処理のみを行ったものであり、後の機械加工工程において、ＮＬＴが増大する方向の加工歪みを蓄積してしまう傾向にあることが分かる。
【００６８】
これに対して、実施例１（図７（Ａ））及び実施例２（図７（Ｂ））のデータ点は、ＮＲＴ＝ＮＬＴ＝１５〜１８μＶｒｍｓ付近に集中しており、この１５〜１８μＶｒｍｓ付近から見て右側及び上方の位置にはほとんど分布していない。すなわち、比較例１〜３と比較して、ＮＲＴ及びＮＬＴのより小さなサンプルが大多数を占める。さらに、補助破線から大きく離れたデータ点がほとんど存在しないことから、実施例１及び２の薄膜磁気ヘッドにおいて、深刻なノイズを引き起こす加工歪みはほぼ除去されていることが分かる。特に、実施例２（図７（Ｂ））のデータ点は、ほぼ補助破線上又はそのごく近傍に存在しており、加工歪みの除去がより進んでいることが分かる。すなわち、研磨後アニール処理に加えて、分離後アニール処理を実施することが加工歪みの除去において非常に有効であることが理解される。
【００６９】
従来、機械加工工程において、加工歪みを緩和するためには、３００℃前後のアニール処理が必要とされてきた。実際、例えば、研磨後アニール処理を行う場合、比較例３において示したように、２２０℃程度のアニール処理によっては加工歪みの除去は不十分である。しかしながら、例えば、研磨後アニール処理を３００℃で行ったとしても、上述したように、その後の機械加工工程における加工歪みの蓄積は避けられない。その上、３００℃前後のアニール処理によって、薄膜磁気ヘッド全体の変形が生じる可能性がある。
【００７０】
これに対して、例えば、実施例１においては、研磨後アニール処理での温度がこの３００℃よりも十分に小さい２２０℃にもかかわらず、その後の２００℃の成膜後アニール処理を追加するだけで、加工歪みによるノイズを大幅に抑制することができる。なお、研磨後アニール処理及び成膜後アニール処理に加えて、分離後アニール処理を行うことも好ましい。すなわち、このような３回のアニール処理を施すことにより、工数の負担をさほど増大させずに、より確実に加工歪みを除去することができることは明らかである。
【００７１】
以上に述べたように、従来の如く単独のアニール処理を行うよりも、本発明のように、適切な段階で２回又は３回のアニール処理を施すことにより、工数の負担をさほど増大させずに、単独のアニール処理よりも十分に低い温度でより大きな加工歪みの除去効果が奏されることが理解される。
【００７２】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。
【図２】薄膜磁気ヘッドのウエハ薄膜工程を説明する断面図である。
【図３】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における機械加工工程の一実施形態を示す概略図である。
【図４】研磨後アニール処理の後に分離後アニール処理を施した薄膜磁気ヘッドにおける、アニール処理前後のシステム及びヘッドノイズの周波数特性を示すグラフである。
【図５】研磨後アニール処理の後に分離後アニール処理を施した薄膜磁気ヘッドにおける、アニール処理前後のシステム及びヘッドノイズの周波数特性を示すグラフである。
【図６】比較例１〜３の薄膜磁気ヘッドにおいて測定されたシステム及びヘッドノイズＮＲＴ及びＮＬＴの関係を示すグラフである。
【図７】実施例１及び２の薄膜磁気ヘッドにおいて測定されたシステム及びヘッドノイズＮＲＴ及びＮＬＴの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
２１  スライダ
２１０  スライダ基板
２２  下地絶縁層
２３  第１の非磁性層
２４  素子間シールド層
２５  第２の非磁性層
２６  バッキングコイル部
２６０  バッキングコイル層
２６１  バッキングコイル絶縁層
２７  第３の非磁性層
２８  被覆層
３０  浮上面（ＡＢＳ）
３００  ヘッド端面
３１  素子形成面
３２  磁気ヘッド素子
３３  ＭＲ効果素子
３３０  下部電極層
３３２  ＭＲ積層体
３３４  上部電極層
３４  電磁コイル素子
３４０  主磁極層
３４００  主磁極主要層
３４０１  主磁極補助層
３４１  ギャップ層
３４２  コイル下地絶縁層
３４３  コイル層
３４４  コイル絶縁層
３４５  補助磁極層
３５  信号端子電極
４０  薄膜磁気ヘッドウエハ
４１    磁気ヘッド素子パターン
４２  加工バー
４２０  ＡＢＳ側の端面
【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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【図７】
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