(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生部に磁気抵抗効果、巨大磁気抵抗効果、トンネル磁気抵抗効果等の効果を有する磁気抵抗効果膜を用いた再生ヘッドの製造方法であって、
一対の電極および所定のトラック幅を有し、上記トラック幅は０．２４μｍ以下であり、
上記トラック幅の形成方法に、位相シフト法を用い、
前記位相シフト法は、一枚のマスク上に設けられた上記電極に対応した一対の線対称形状のレチクルパターンを用い、上記レチクルパターンが、露光時に一方のレチクルパターンを透過する光の位相が他方のレチクルパターンを透過する光の位相と反転する構成になっており、上記トラック幅に対応する上記一対のレチクルパターンの間隔がゼロであることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
上記磁気抵抗効果膜に、上記電極が一部乗り上げた構造になっており、トラック幅が実質的に上記電極の間隔で定義される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】
上記超解像技術による露光に用いる光が、水銀ランプのｉ線またはエキシマレーザ光であり、特にＫｒＦまたはＡｒＦエキシマレーザであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか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、磁気ディスク装置等の記録・再生に用いられる薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置において、記録媒体上のデータは磁気ヘッドによって読み書きされる。磁気ディスクの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面記録密度を高密度化する必要がある。面記録密度向上の方法は、トラック密度と、線記録密度を向上させることである。
【０００３】
トラック密度向上のためには、磁気ヘッドのトラック幅を微細、高精度化する必要がある。しかし、トラック幅が狭くなると再生出力が小さくなるため、具体的には広く用いられている磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）に変えて、巨大磁気抵抗効果型ヘッド（ＧＭＲヘッド）を用いるなど、再生ヘッドの高感度化が必要となる。
【０００４】
巨大磁気抵抗効果膜としては、従来よりＦｅ／Ｃｒ等の多層膜を用いた多層膜型、Ｃｕ等の非磁性膜をＣｏまたはＮｉＦｅ等の磁性膜で挟み、片側の磁性膜の磁化をＦｅＭｎ等の反強磁性膜で固定したスピンバルブ型、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁性非磁性膜をＣｏまたはＮｉＦｅ等の磁性膜で挟み、片側の磁性膜の磁化をＦｅＭｎ等の反強磁性膜で固定したトンネル接合型等が知られている。
【０００５】
磁気ヘッドを構成する場合、これらの膜に電極を設置するが、その電極間隔を狭くすることによって再生トラックを狭トラック化する。これらの電極間隔は現在リフトオフ法により形成される。電極材料としては、Ｔａ，Ｗ等の高融点金属を用いる。磁気抵抗効果膜の端部形状を急峻するために、レジスト膜厚は、最低１μｍ以下にする必要がある。
【０００６】
露光装置であるステッパでのパターンの解像度（Ｒ）は、露光装置のレンズの開口数（ＮＡ）、露光波長（λ）および定数（ｋ１）を用いて、
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ                ………（１）
で表わされる。さらに焦点深度（ＤＯＦ）は、定数（ｋ２）を用いて、
ＤＯＦ＝ｋ２・λ／ＮＡ２          ………（２）
と表わされる。
【０００７】
これらの式から分かるように、解像度を上げるためには露光波長を短くし、レンズの開口数を高め、プロセス定数であるｋ１パラメータを小さくする必要がある。１μｍ以下のレジストを用いた場合、ｉ線（３６５ｎｍ）では０．３５μｍ、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）では０．２４μｍパターンの解像が可能となり、露光波長同等程度は解像できる。次に、ステッパ最大級のレンズ開口数ＮＡ０．６３の場合の解像度は、上式（１）にＫｒＦエキシマレーザ波長（λ）＝２４８ｎｍ、一般的に用いられているｋ１＝０．６を用いると０．２４μｍである。このように、０．２４μｍ以下のパターン形成は、単に短波長化（λ）、高ＮＡ化だけでは非常に困難である。
【０００８】
そこで、上記ｋ１パラメータを小さくし、高い解像度を得るための手段として超解像技術がある。超解像技術としては位相シフト法があり、その例はオーム社、応用物理学会編／徳山巍著編「超微細加工技術」Ｐ４０に示されている。位相シフト法の中でエッジ強調型位相シフトマスクを用いる方法がある。このマスクは、シフタのエッジがマスクの透明部の上にあり、そこで位相が反転し、振幅がゼロとなるようにしている。この部分では、光強度分布が急激に変化するため、Ｃｒ膜などの遮光体を置くよりも微細な遮光部分が形成される。この方法は、位相シフトの特殊なパターン設計が不要であるため、通常は論理ＬＳＩのような規則性のないＬＳＩへの適用が検討されていることが示されている（オーム社、応用物理学会編／徳山巍著編「超微細加工技術」Ｐ４０）。しかし、このエッジ強調型位相シフトを、磁気ヘッドプロセスに応用した例は示されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来において、通常のＣｒマスクを用いた場合、ＫｒＦエキシマレーザを適用しても０．２４μｍまで解像せず、パターン形成できない。そのため０．２４μｍ以下の狭トラック幅をもつ記録再生分離型薄膜磁気ヘッドとそれを搭載した面記録密度４０Ｇｂｉｔ／ｉｎ２以上の磁気ディスク装置を作製できなかった。
【００１０】
本発明の目的は、０．２４μｍ以下の狭トラック幅をもつ再生ヘッドの新規な製造方法およびそれを用いた面記録密度４０Ｇｂｉｔ／ｉｎ２以上の磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、再生部に磁気抵抗効果、巨大磁気抵抗効果、トンネル磁気抵抗効果等の磁気抵抗効果膜を有する再生ヘッドの製造において、一対の電極および所定のトラック幅を有し、上記トラック幅は０．２４μｍ以下であり、上記トラック幅の形成法に超解像技術を用いたことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法によって達成される。
【００１２】
また、上記再生ヘッドの形成に用いるレチクルが、エッジ強調型位相シフトマスクとなっている薄膜磁気ヘッドの製造方法であること、さらには上記位相シフトレチクルは、一対の電極パターンがあり、一方の電極パターンを透過する光の位相が他方の電極パターンを透過する光の位相と反転している薄膜磁気ヘッドの製造方法であることが好ましい。また、上記磁気ヘッドの露光時に用いる光としては、水銀ランプのｉ線、ＫｒＦエキシマレーザまたはＡｒＦエキシマレーザであることが好ましい。
【００１３】
前述したように、磁気ディスク装置の高記録密度化のためには、磁気ヘッドの狭トラック化が必須であり、狭トラック化のためには、微細レジストパターンを形成する必要がある。微細レジストパターンを形成するためにはレジストを露光する光の波長を短くする必要があり、水銀ランプのｇ線（波長：４３６ｎｍ）、ｉ線（波長：３６５ｎｍ）を用いるようになり、さらに波長の短いＫｒＦエキシマレーザ（波長：２４８ｎｍ）を用いるようになってきている。
【００１４】
前述のようにレジスト露光時に解像度を保ったまま焦点深度を上げる方法として、超解像技術を適用できる。そのような超解像技術として位相シフト法がある。この中でも、エッジ強調型位相シフトマスクを用いる方法は、孤立パターンでは効果がなく、ラインアンドスペースで効果が大きい。
【００１５】
通常の磁気ヘッドのトラック部分は孤立パターンのため、効果がないと考えられる。しかし、この問題解決のために、再生ヘッドマスクにおいて、一対のパターンの片方を透過する光の位相が、他方のパターンを透過する光の位相と反転するパターンを用いればよいことを見いだした。
【００１６】
さらに、本発明において一対のパターンの間隔をゼロにすることにより、ウェハ上の光強度が強まり、高解像度が期待できる。磁気ヘッドの場合は、孤立線が点在するパターンになるため、マスク内での位相差が干渉したり、組み合わせが破綻することはない。このようなマスクは、凸版印刷（株）や大日本印刷（株）から入手可能である。上記パターンでは光が透過することになるため、ポジレジストを用いると残しパターンが得られ、ネガレジストを用いることで孤立の抜きパターンを得ることができる。ポジレジストを用いた場合の残しパターンでは、リフトオフ法により再生ヘッドの電極形成を行うことができる。一方、ネガレジストを用いた場合の抜きパターンでは、エッチング法により同様に再生ヘッドの電極形成を行うことが可能である。どちらの場合でも、磁気抵抗効果膜上に電極がのり上げた構造となり、その電極端部の間隔でトラック幅が定義される。
【００１７】
露光する光としては、水銀ランプのｉ線であっても本マスクを用いることで０．２４μｍ以下が解像できる。ＫｒＦエキシマレーザ（波長：２４８ｎｍ）を用いることで０．１５〜０．１８μｍのパターンが解像できる。さらにＡｒＦエキシマレーザ（波長：１９３ｎｍ）を用いれば、０．１〜０．１３μｍのパターンも解像可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の磁気ディスク装置の概念図である（ただし、図の拡大倍率は均一ではない）。磁気ディスク装置は、磁気ディスク１上に、支持体２の先端に固定された磁気ヘッド３によって磁化信号４の記録・再生を行う。図２は記録・再生分離型磁気ヘッドの概略を示す。この例では、巨大磁気抵抗効果膜５を用いた再生ヘッドの上に記録ヘッドが積層された構造となっている。
【００１９】
図３に、図２に示した磁気ヘッドを製造する工程において用いられる再生ヘッド用電極パターンのレチクルの従来例を示す（ただし、図の拡大倍率は均一ではない）。透過光の位相はａ、ｂどちらの領域も同一である。
【００２０】
図４に本発明の実施例における位相シフトレチクルの概略図を示す（ただし、図の拡大倍率は均一ではない）。本実施例においては、透過光の位相はａとｂの領域で反転している。
【００２１】
図５にこのエッジ強調型位相シフトマスクの原理を示す。位相シフト法の場合光の振幅が、ゼロをよぎる。一方通常の照明法ではゼロにならない。レジストが感じる光の強度は、光の振幅の２乗となるため、位相シフト法が通常照明法よりもコントラストが強くなる。
【００２２】
図４のレチクルを用いて、東京応化工業（株）製ポジレジストＴＤＵＲ−Ｐ４０１をＫｒＦエキシマレーザステッパにより露光することで０．１８μｍの残しパターンが得られた。このパターンをマスクにリフトオフすることで０．１８μｍのトラック幅を持つ再生ヘッドの電極が得られた。このときのレジストのプリベークは９０℃、ポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）は１００℃で行い、現像液は東京応化工業（株）製ＮＭＤ−３を用いた。ステッパの照明条件は、開口数（ＮＡ）は大きく、ＮＡ＝０．５５〜０．６がよく、絞り（σ）は小さく、σ＝０．３〜０．４がよい。
【００２３】
また、日本ゼオン製レジストＺＡＦ００１とＡｒＦエキシマレーザスキャナーを用いることで、さらに微細な０．１３μｍのパターンが形成できた。このレジストのプリベ−クは１１５℃、ポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）は１００℃で行い、現像液はＮＭＤ−３を用いた。照明条件は、ＮＡ＝０．６５，σ＝０．４で行った。
【００２４】
また、ｉ線ステッパでは東京応化工業（株）製ポジレジストＴＨｉＲ−３６４０を用い、プリベーク９０℃、ＰＥＢは１１０℃、現像液はＮＭＤ−３を用いることで、０．２４μｍのパターンが得られた。照明条件は、ＮＡ＝０．６３，σ＝０．４である。
【００２５】
ネガレジストを用いた場合は、例えば電極材料としてＴａを用い、ＳＦ６ガスによるリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）による加工を行い、レジスト寸法と同じ寸法の０．２４μｍ以下の電極パターンを得ることができた。
【００２６】
図６に上記各実施例の方法を用いて作製した再生ヘッドの概略を示す。図において、５は巨大磁気抵抗効果膜、６が電極であり、１２は磁区制御膜である。上記各実施例では、磁気抵抗効果膜上に電極が乗り上げた構造が形成でき、その電極端部の間隔でトラック幅が定義できた。
【００２７】
これらの再生ヘッドを搭載することにより、面記録密度４０Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の磁気ディスク装置を作製できた。
【００２８】
【発明の効果】
レチクルのトラック幅を決定する部分の電極パターンを、位相シフトマスク法を用いて形成することにより、パターンの解像度を向上できるため、０．２４μｍ以下の狭トラック幅をもつ薄膜磁気ヘッドを形成することが可能となる。その薄膜磁気ヘッドを用いることにより面記録密度４０Ｇｂｉｔ／ｉｎ２以上の磁気ディスク装置を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気ディスク装置の概念図。
【図２】本発明の一実施例の磁気ヘッドの構造を示す概略斜視図。
【図３】従来例の再生ヘッド部のレチクルのパターンを示す平面図。
【図４】本発明の一実施例における再生ヘッド部のレチクルのパターンを示す平面図。
【図５】本発明における位相シフトレチクルの原理説明図。
【図６】本発明の一実施例の再生ヘッドの要部断面図。
【符号の説明】
１…磁気ディスク、２…支持体、３…磁気ヘッド、４…磁化信号、５…巨大磁気抵抗効果膜、６…電極、７…磁気コア、８…絶縁膜、９…導体コイル、１０…下部シールド、１１…上部シールド、１２…磁区制御膜
【図１】
0004006195.tif 000002
【図２】
0004006195.tif 000003
【図３】
0004006195.tif 000004
【図４】
0004006195.tif 000005
【図５】
0004006195.tif 000006
【図６】
0004006195.tif 000007