JPH02216605A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録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。

〔従来の技術〕

従来の薄膜磁気ヘッドは、米国特許節 ４．２４２，７１０号に記載されている。この薄膜磁気
ヘッドは、第２図に示すように、基板１の上に下部磁性
体Ｎ２、ギャップ用薄膜３、ｆｉ縁暦４、該絶縁Ｍ４の
間に導体層５、上部磁性体層６が順次積層されている。

下部及び下部磁性体層２．６は導体層５を囲む形でギャ
ップ用薄膜３を介して閉磁路を形成している。下部磁性
体層６は、媒体対抗面７付近では該媒体対抗面に垂直で
あるが、媒体対抗面７よりわずか離れた所では斜め方向
に立ち上がり、段差８を形成している。

この薄膜磁気ヘッドを媒体対抗面７の方向より見た図を
第３図に示す、媒体対抗面７に露出する下部磁性体層２
のｌ１ｌｉｌｌは、上部磁性体層６の幅１２より大きい
、この理由を薄膜磁気ヘッドの作製方法を基に説明する
。

上記薄膜磁気ヘッドの作製方法は次の通りである。まず
、基板１の上に直接あるいは保護膜を介して下部磁性体
層２を堆積し、所望のパターンに加工する。堆積方法に
は蒸着、スパッタリング、めっき等が選択でき、材料に
はＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ等の磁性材及びそれらの合金等が選
ばれる。加工法にはスパッタエツチング、イオンビーム
エツチング、湿式の化学エツチング及びホトレジスト等
をマスクにしためっき、リフトオフ法等が選択できる。

次にギャップ用薄膜３を堆積し、必要に応じパターン加
工する。さらに、絶縁層４と導体層５を交互に堆積、加
工をくり返すことにより、コイルを形成する。最後に上
部磁性体層６を堆積、加工して薄膜磁気ヘッドの主要部
分の形成を終える。

上部磁性体層６の堆積、加工方法は下部磁性体層２と同
様である。この時、上部磁性体Ｎ６の幅１２が下部磁性
体層２の帽１１より大きいと、上部磁性体層６が下部磁
性体層２の両側にギャップ用薄膜３を介して回り込むこ
とになり、目的から外れた磁気ギャップを下部磁性体層
２の両側に作ることになる。磁気記録媒体への書込み及
び読出しは磁気ギャップにより行われるので、下部磁性
体層の両側の磁気ギャップは磁気漏れ等の問題となる。

そのため、幅１２は＠１１と同じか小さくする必要があ
る。さらに、上部磁性体層６と下部磁性体層２の作製時
におけるパターン合わせ精度並びに＠１１゜１２の寸法
精度を考慮すると、上部磁性体層６の下部磁性体層２へ
の回り込みを防止するためには上部磁性体層６の幅１２
は下部磁性体層２の幅１１より小さくする必要がある。

書込みに必要な磁束は磁性体のギャップが小さい部分で
強く発生するので、上部磁性体層６と下部磁性体層２が
接近している部分が実際に記録されるトラック幅となり
、トラック幅は上部磁性体層６の幅１２により決定され
る。

従来のこれらのトラック幅加工は段差８の上に形成され
た上部磁性体ｍ６に対して進めなければならなかった。

このため、上部磁性体７Ｉ６は段差８の谷底に当たる部
分において、薄膜磁気ヘッドに要求されている寸法通り
に加工する必要が生ずるが、一般に知られているホトリ
ソグラフィーの手法やドライエツチングの技術では高精
度な加工は困難となる。例えば、段差８の高さが１０．
であり、トラック幅の要求精度が±１−とすると加工後
の上部磁性体層６の１ＩＩ１１２は要求精度以上にばら
つき、歩留りの大幅低下をもたらす結果となる。

以上の問題を解決した薄膜磁気ヘッドが特開昭５７−１
１３４１０号公報に記載されている。この薄膜磁気ヘッ
ドは、その媒体対抗面の方向より見た図を第４図に示す
ように、下部磁性体層２の幅１１を上部磁性体層６のｌ
ｌ１１２より小さくし、上部磁性体層６の回り込みを防
止するため、下部磁性体層２の両側に非磁性Ｎ９を配し
たものである。非磁性層９を下部磁性体層２の両側にほ
ぼ同一の膜厚で配することにより、上部磁性体層６を回
り込みがなく、かつ下部磁性体層２より幅広く形成する
ことができる。この結果、精度の得られ易い下部磁性体
層２のＩ’ｌｌがトラック幅となるため、歩留りの大幅
向上が期待できる。

特開昭５７−１１３４１０号公報には、この薄膜磁気ヘ
ッドの製造のために、基板上に下部磁性体Ｍ２を形成し
、その上にホトレジストのパターンを形成し、これをマ
スクに下部磁性体層２のパターンを形成し、ついでこの
ホトレジストパターンが存在するまま非磁性膜９を積層
し、下部磁性体層２のパターンの上のホトレジストを除
去すると共にその上に形成されていた非磁性膜９を除去
するという、いわゆるリフトオフ法が提案されている。

また特開昭６２−２９１７１１号公報には、下部磁性体
Ｍ２の形成、パターニングの後、非磁性層９を堆積し、
研摩により下部磁性体Ｎ２の上の非磁性層を除去して上
記と同様な薄膜磁気ヘッドを製造することが提案されて
いる。

さらにまた、特開昭６３−５８６１２号公報には、基板
１に凹部を作り、そこに下部磁性体Ｍ２を形成し、研摩
により凹部以外の下部磁性体層を除去して同様な薄膜磁
気ヘッドを製造することが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、堆積される膜の形状や寸法の精度に対
する配慮がされておらず、高精度で安定に薄膜磁気ヘッ
ドを製造することが困難であるという問題があった。

すなわち、リフトオフ法においては、基板上のホトレジ
ストパターン周囲における非磁性層９の膜厚は、基板の
平坦面上に形成されている非磁性層９の膜厚と大きく異
なり、平坦面上のそれの半分以下の膜厚しか得られない
場合もある。これを改善するため全体の膜厚を厚くする
と、ホトレジストパターンの側面への非磁性層の付着等
によりリフトオフそのものが困難になり、適合性を持つ
プロセス条件を得ることが困難であるという問題があっ
た。

一方、研摩により下部磁性体層２と非磁性層９の上面を
平坦化する方法は、平坦面を得ることに関してだけはり
フトオフ法より有利である。しかしながら、必要量より
も過剰に研摩してプロセスを安定化しなければならず、
膜厚のばらつきが発生する。薄膜磁気ヘッドの電気特性
は磁性体層の膜厚が０．１Ａ１ｍ変化するだけで変わる
ほど鋭敏であるが、通常の設備で研摩精度を０．１．に
することは困難であるという問題があった。

本発明の目的は、高精度で安定に薄膜磁気ヘッドを製造
する方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、（１）基板上に少なくとも下部磁性体層、
ギャップ用薄膜、絶縁層、該絶縁層に周囲を覆われた導
電層、上部磁性体層を所望のパターンに形成する薄膜磁
気ヘッドの製造方法において、上記下部磁性体層の所望
のパターンと少なくともその上部の保護膜を形成する工
程、非磁性膜を設ける工程並びに上記下部磁性体層パタ
ーン上の非磁性膜及び保護膜を除去する工程を有するこ
とを特徴とする薄ｇａｔ気ヘッドの製造方法、（２）上
記下部磁性体層の所望のパターンと少なくともその上部
の保護膜を形成する工程は、上記下部磁性体層と上記保
護膜とを順次形成する工程と、両者のパターンを形成す
る工程よりなる上記（１）記載の薄膜磁気ヘッドの製造
方法、（３）上記下部磁性体１の所望のパターンと少な
くともその上部の保護膜を形成する工程は、上記下部磁
性体層を所望のパターンに形成する工程と少なくとも該
下部磁性体層のパターンの上に上記保護膜を形成する工
程よりなる上記（１）記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法
、（４）上記保護膜は、Ｍ素又は酸素化合物によりドラ
イエツチング可能な材料よりなる上記（１）、（２）又
は（３）記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によって達成
される。

上記（１）項における基板上に少なくとも下部磁性体層
、ギヤツブ用ｉｓ、絶縁層、該絶縁層に周囲を覆われた
導ｆｆｉ暦、上部磁性体層を所望のパターンに形成する
ことは、必らずしも一層毎にパターンを形成することで
はなく、複数の層を順次形成し、同時に、又は逆の順に
パターンに加工してもよい。つまり、第１の層、第２の
層と順次形成し、逆の順に第２の層からパターンに加工
してもよい。また絶縁層は、その一部を形成してから導
電層を形成し、残りの部分を形成してもよい。

さらに導電層を二層以上にするために絶縁層と導電層と
を交互に形成してもよい。

さらに上記の各層は、基板上に直接形成しても保ｊ！層
を介して形成してもよい。

また、下部磁性体層の所望のパターンと少なくともその
上部の保護膜を形成する工程とは、磁性体層のパターン
の形成と保護膜の形成をどのような順で行ってもよいこ
とを示す。例えば、磁性体層と保護膜とを順次形成して
から両者を所望のパターンとしてもよいし、また磁性体
層のパターンを形成してから保護膜を全面に、または上
記と同様なパターンに形成してもよい。

〔作　　　用〕

下部磁性体層上に形成された保護膜は、さらにその上に
形成された非磁性膜のエツチングに際しエッチバック用
保護膜として作用し、過剰なエツチングから下部磁性体
層を保護する役割りをする。

また、下部磁性体層に対し選択的に除去可能なためその
膜厚に変化を与えることがない、それ故、下部磁性体層
の表面と非磁性膜との表面との間が実質的に平坦であり
、高精度の薄膜磁気ヘッドを得ることができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は、本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの製造工
程を示す素子の断面図である。第１図（ａ）に示すよう
に、まずアルミナ・ジルコニアの基板１の上に、アルミ
ナスパッタリングにより保護層ｌＯを全面に形成する。

次に、ＮｉＦｅＣｏからなる下部磁性体層２をスパッタ
リングにより１．５．の厚さに形成する。さらに、トル
エンを原料とするプラズマ化学気相成長法で炭素をエッ
チバック用の保護膜２１として２Ｉ１ｍの厚みに形成す
る。

次に、ホトレジストパターンを上記保護膜２１上に形成
し、これをマスクに保護膜２１を０３を含む反応性イオ
ンビームエツチングにより、さらに下部磁性体層２をア
ルゴンガスを用いたイオンミリングにより加工し、所望
の形状とする。この時の保護膜２１と下部磁性体層２の
平面形状を第５図に示す、第１図は、第５図のＡ−Ａ’
断面に対応する。

また下部磁性体層２のｌｌ１１１は、第５図における直
線状に伸びた部分の幅である。

なお、基板１としては、アルミナ・ジルコニア等の酸化
物の他に、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の窒化物、
炭化チタン、炭化ケイ素等の炭化物、その他の無機化合
物又は無機単体の焼結体。

複合焼結体等を用いることができる。

下部磁性体層２としては、前記の他にニッケル、鉄、コ
バルトの合金等種々の磁性材料を用いることができる。

また、この層の形成は、蒸着、めっき等地の方法によっ
てもよい。

保護膜２１の材料としては、次の工程で説明する非磁性
層の材料と相互に選択エツチングが可能な範囲から選ぶ
ことが好ましい。本実施例で用いた炭素膜の場合、結晶
の有無は問わないが、原子間の結合が強いことが望まれ
る。そのため、黒鉛又は黒鉛と同様のＳＰ２混成軌道に
よる結合が主である膜よりも、ダイヤモンド等と同様な
ＳＰ１混成軌道による共有結合を有する膜であることが
好ましい、この膜のエツチングには、酸素又は酸素を含
むガスによるプラズマエツチング、反応性スパッタエツ
チング、反応性イオンビームエツチング等で行うことが
できる。

保護膜２１としては、モリブデン、クロム等の金属膜に
することもできる。特にクロムはフッ素系のガスによる
ドライエッチに耐えるという特徴を持つ、金属膜を用い
た場合、保″’；ｊｉｌ１２１は化学エツチングにより
除去できるため、磁性膜を傷つけることなく容易に除去
することができる。

次に、第１図（ｂ）に示すように、アルミナをスパッタ
リングにより２．０−の厚みに堆積し、非磁性膜９とす
る。非磁性膜９は、下部磁性体層２の厚さより厚くして
、エツチングのばらつきに対するマージンとする。つい
で、第１図（Ｃ）に示すように、ホトレジスト２２を塗
布し、非磁性層９の段差を緩和する。

さらに、第１図（ｄ）に示すように、イオンミリングに
より全面を削り、保護膜２１を露出させる。

この方法はＣＦ４ＣＨＦ、を入れたイオンビームエツチ
ングによってもよい。

その後、第１図（ｅ）に示すように、酸素プラズマエツ
チングを用いて保護膜２１を除去して表面の平坦化を終
了する。保護膜２１は化学的に除去されるため、下部磁
性体Ｎ２は実質的にエツチングされない。

平坦化プロセス終了後、第１図（ｆ）に示すように、ア
ルミナをスパッタリングにより０．４−の厚みに堆積し
てギャップ用薄膜３とし、ついで絶縁層、導体層を形成
しく図の部分には表われない）、さらに上部磁性体層６
を形成する。上部磁性体層６は下部磁性体層２と同じ材
料を用い、同じ方法で１．５／ｆｆｉの厚みに、かつそ
の幅１２は下部磁性体層２の幅１１より片側にそれぞれ
０．５−広ばて形成した。

本実施例によれば、下部磁性体層２の幅１１によりトラ
ック幅を決定できるので、高密度記録に適した薄膜磁気
ヘッドを安定に作製することができた。

本実施例では、第１図（ａ）に示した構造を形成するの
に、同一のホトレジストマスクを用いて下部磁性体／Ｉ
！２と保護層２１をエツチングする方法を示したが、こ
の構造を他の方法で作製した他の実施例を次に示す。す
なわち、下部磁性体層２を堆積パターニングした後、エ
ッチバック用保護膜２１を堆積し、下部磁性体Ｍ２に合
わせてパターニングする。この方法によれば、下部磁性
体層２を直接ホトレジストマスクによりパターニングす
るため、さらに高精度パターンが可能となる。また。

第６図に示すように、エッチバック用保護膜２１をパタ
ーニングせずに残す方法もある。保護膜２１を残すこと
により容易にかつ高精度な下部磁性体層２のパターニン
グが可能となる。

第１図（ａ）の構造を作製するさらに他の実施例を第７
図に示す、第７図においてホトレジスト２３をリフトオ
フ材とするりフトオフ法により下部磁性体層２及び保護
膜２１をパターニングする。この方法によれば、エツチ
ングすることなく高精度パターンを得ることができる。

さらに、第７図と同様のホトレジストパターンを用い、
下部磁性体Ｍ２をめっき法で所望のパターンに堆積し、
保護ｌｌＩ２１をスパッタリング法により形成し、リフ
トオフ法によりパターニングする方法も可能である。

この方法によればリフトオフする膜が薄いため、プロセ
スが容易となる。

第８図に平坦化するためのホトレジストの形成に関する
他の実施例を示す。第８図において、ホトレジスト２２
ａを塗布した後、下部磁性体Ｍ２のパターンの部分を露
光現像により除去する。この後、波長３００ｎｍ以下の
遠紫外線によりホトレジスト２２ａを硬化させ、溶媒に
不溶にする。次に第２のホトレジスト２２ｂを塗布し、
ホトレジスト２２ａと非磁性膜９の隙間を埋め、平坦化
する。この実施例による平坦化によれば、より精度の高
い平坦面が得られ、後工程プロセスが容易となる。また
、ホトレジト２２ａは熱硬化によって不溶化することも
可能である。熱硬化時は流動も伴うので、より平坦な膜
が得られるという特徴も持つ、不溶にする別法としてホ
トレジスト２２ａの表面を金属膜等で覆う方法もあるが
、ホトレジストを硬化する方法の方がより容易である。

また、第１図（ｃ）に示したホトレジスト２２及び第８
図に示した第２のホトレジスト２２ｂは光感光性を特に
必要としないので、流動性を持つ樹脂であればホトレジ
ストに限定されない。

ホトレジスト２２ａ、２２ｂを形成した後は平坦性が良
いため、エッチバックにおけるホトレジストとアルミナ
のエッチ速度の比は１：１に近いことが望ましい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、下部磁性体層の幅が上部磁性体層の幅
より狭い薄膜磁気ヘッドを高精度で安定に製造すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの製造工程
を示す素子の断面図、第２図は従来の薄膜磁気ヘッドの
要部斜視図、第３図は従来の薄膜磁気ヘッドの正面図、
第４図は改良を加えた従来の薄膜磁気ヘッドの正面図、
第５図は本発明の薄膜磁気ヘッドの下部磁性体層の平面
図、第６，７．８図は本発明の他の実施例を説明するた
めの薄膜磁気ヘッドの断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に少なくとも下部磁性体層、ギャップ用薄膜
   、絶縁層、該絶縁層に周囲を覆われた導電層、上部磁性
   体層を所望のパターンに形成する薄膜磁気ヘッドの製造
   方法において、上記下部磁性体層の所望のパターンと少
   なくともその上部の保護膜を形成する工程、非磁性膜を
   設ける工程並びに上記下部磁性体層パターン上の非磁性
   膜及び保護膜を除去する工程を有することを特徴とする
   薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ２、上記下部磁性体層の所望のパターンと少なくともそ
   の上部の保護膜を形成する工程は、上記下部磁性体層と
   上記保護膜とを順次形成する工程と、両者のパターンを
   形成する工程よりなる請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの
   製造方法。 ３、上記下部磁性体層の所望のパターンと少なくともそ
   の上部の保護膜を形成する工程は、上記下部磁性体層を
   所望のパターンに形成する工程と少なくとも該下部磁性
   体層のパターンの上に上記保護膜を形成する工程よりな
   る請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ４、上記保護膜は、酸素又は酸素化合物によりドライエ
   ッチング可能な材料よりなる請求項１、２又は３記載の
   薄膜磁気ヘッドの製造方法。