JPH02247808A - 薄膜磁気ヘツド及びその製造方法 - 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、薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に係り、特
に、高精度に形成されたトラック幅をもつ薄膜磁気ヘッ
ド及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置の高記録密度化が進むにつれて、薄膜
磁気ヘッドのトラック幅も微細化しつつある。第２図は
、薄膜磁気ヘッドの構造の一例を示す側断面図である。

基板２１の上には下部磁性膜２２が形成されており、後
から形成される上部磁性膜２３と共に磁気回路を構成し
ている。先端部２４では、ギャップ材２５を磁性膜２２
．及び２３の間に介在させ、磁気ギャップを形成し、こ
のギャップを用いて記録媒体に対する読み出し、及び、
書き込みを行なう。一方、磁気コア中央部では、導体コ
イル２６が磁気回路と交差するように設けてあり、この
導体コイル２６は、磁性膜２２、及び、２３と樹脂絶縁
膜２７により絶縁されている。

薄膜磁気ヘッドの記録密度を決めるトラック幅は、通常
、ヘッド先端部２４における上部磁性膜２３の幅によっ
て決められる。このため、高精度なトラック幅寸法を実
現するには、約１０μｍの高さの樹脂絶縁ＷＡ２７の段
差下部で、±０．５μｍ以下の高精度で磁性膜２３をパ
ターニングする必要がある。このため、エツチング量の
コントロールが容易で、かつ、高い精度が期待できるド
ライエツチング法が用いられることが多く、特に、加速
したイオンを用いるイオンミリング法がよく用いられる
６ 例えば、特開昭６０−３７１３０号公報には、感光性樹
脂をマスク材として、イオンミリング法を用いて段差部
の薄膜をパターニングする方法の例があげられており、
これを第３図に示す、第３図（ａ）に示したように、基
板３１の上部に段差３２を形成し、その上部にパターニ
ングされるべき薄膜３３を形成する。次いで、第３図（
ｂ）に示したように、感光性樹脂膜３４を塗布し、パタ
ーン形成した後、第３図（０）に示すように、イオンミ
リング法を用いて薄膜３３をエツチングし、目的とする
パターン形状を得ている。

また、特開昭６０−３７１３０号公報には、第３図に示
したプロセスよりも高精度なパターニングを実現する方
法もあげられており、これを第４図に示す。第４図（ａ
）に示したように、第３図Ｃａ）同様の構造を形成した
後、その上部にアルミナ膜４５を形成する。次いで、第
４図（ｂ）に示すように、感光性樹脂膜４４を形成した
後、第４図（Ｑ）に示すように、ふっ素糸ガスを用いた
反応性イオンミリング法でアルミナＩＩ！４４５をパタ
ーニングする６その後、第４図（ｄ）に示すように、感
光性樹脂膜４４を除去した後、アルミナ膜４５をマスク
材としてイオンミリング法で薄膜４３をパターニングし
て、目的とする形状を得ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のうち、第３図に示した方法では。

マスク材となる感光性樹脂膜の厚さが段差下部では約１
０〜１５μｍと厚くなってしまうため、イオンミリング
時に第５図に示すような再付着層３５が発生してしまい
１段差下池における薄膜３３の寸法精度が悪くなり、か
つ、目的とするパターン形状が得られなかった。なお、
第５図は、第３図（ｃ）で得られた段差下部の薄膜パタ
ーンを正面から見た正断面図である。

また、第４図に示す方法では、マスク材となるアルミナ
膜の厚さが約２μｍと薄くできるため、再付着層は発生
しないものの、感光性樹脂膜の幅をアルミナ膜に転写し
てからさらにこれを目的とする薄膜を転写してパターン
形成するという二重の工程が必要であり、従って、寸法
精度が悪くなってしまうという問題があった。具体的に
は、第４図に示した方法ではパターン精度は±０．８μ
ｍが限界であり、±０．５μｍ以下の高精度なパターン
を得ることは困難であった。

本発明の目的は、高精度トラック幅寸法をもつ薄膜磁気
ヘッドおよびそ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〕

上記目的は、絶縁膜段差のある基板上に上部磁性膜を堆
積した後、上部磁性膜を所定の形状にエツチングするた
めのマスク材を形成する工程で、高い寸法精度を必要と
する段差下部と、それ以外の段差上部とを別の工程でパ
ターン作製し、段差上部は、あらかじめ所定の形状にパ
ターニングした薄膜マスク材を用い１段差下部は薄い感
光性樹脂膜をマスク材として用いることにより達成され
る。すなわち、段差下部の感光性樹脂膜厚さを薄くする
ことにより、エツチング時の再付着を防ぎ、かつ、高い
寸法精度を実現できる。

まず、絶縁膜段差のある基板上に上部磁性膜を堆積した
後、マスク用薄膜を堆積する。次いで。

感光性樹脂を塗布し、主として段差下部にのみ樹脂が残
存するように、パターンを形成した後、感光性樹脂膜パ
ターンをマスク材にして、マスク用薄膜をエツチングす
る。次いで、感光性樹脂膜を除去した後、今度は基板全
体に第二の感光性樹脂膜を簿く塗布し、主として段差下
部にのみ樹脂が磁存するようにパターンを形成する。そ
して、こうして形成したマスク用薄膜パターン及び第二
の感光性樹脂膜パターンの両方をマスク材として、上部
磁性膜をエツチングし、目的とするパターン形状を得る
。

この工程で用いるマスク用薄膜は、無機絶縁膜。

金属膜、有機絶縁膜等が用いられる。具体的には、アル
ミナ、二酸化けい素、窒化けい素、窒化アルミニウム、
酸化チタン、窒化チタン、五酸化タンタル、アルミニウ
ム、銅、シリコン、炭素、ポリイミド樹脂等があげられ
る。しかし、本発明の目的である段差下部のトラック幅
精度を向上させるには、このマスク用薄膜パターンを高
精度に形成する必要があるため、特定の条件下でエツチ
ングされやすい材料を用いることが望ましい。即ち、例
えば、ふっ素プラズマでエツチングされやすい二酸化け
い素、アルミナ、酸化チタン、あるいは。

酸化プラズマでエツチングされやすい炭素、ポリイミド
樹脂等を用いることが望ましい。

また、上部磁性膜をエツチングした後、マスク用薄膜を
除去する方法と除去しない方法の二通りが考えられるが
、製造工程を短縮するためにはマスク用薄膜を除去しな
い方が望ましい、その場合、マスク用薄膜を安定で、か
つ、さらに上部に形成される保護膜との密着力に優れた
物質であることが望ましい６例えば、薄膜磁気ヘッドの
保護膜にはアルミナがよく用いられることから、マスク
用薄膜をアルミナで形成すれば、安定で、かつ、保護膜
との密着力の優れた磁気ヘッドを得ることができる。

一方、主として段差下部に形成する第二の感光性樹脂膜
の厚さは、トラック幅を高精度化するため、エツチング
時のマスク材として最低限必要な厚さを確保しながら、
できるだけ薄い方が望ましい。すなわち、上部磁性膜エ
ツチング時の再付着を防ぐために、第二の感光性樹脂膜
の厚さは、その幅より小さいことが望ましい。また、第
２の感光性樹脂膜に対して、９０〜１５０℃の熱処理、
もしくは、遠紫外光照射処理を施して樹脂を硬化させる
ことにより、感光性樹脂膜パターン形状を安定化させる
ことは、トラック幅精度を向上させるために有効である
。

また、主として段差上部に形成するマスク用薄膜として
、段差下部と同様の感光性樹脂を適用する方法も考えら
れるが、この場合、磁気ヘッドの信頼性を向上させるた
めに上部磁性膜エツチング後に感光性樹脂膜を除去しな
ければならず、工程が複雑になることや、磁気ヘッドの
絶縁膜がダメ−ジを受けることが考えられる。したがっ
て、マスク用薄膜には、アルミナ等の安定な材料を用い
ることが望ましい。

一方、磁性膜として、一層以上の磁性材料膜と一層以上
の非磁性材料膜との積層体である多層磁性膜を用いれば
、高周波透磁率の大きい磁気コイルが得られるため、さ
らに信号出力の大きい薄膜磁気ヘッドが実現できる８ 〔作用〕 上記の手段を適用することにより、段差下部にでも薄い
感光性樹脂をマスク材として、上部磁性膜をエツチング
することができるため、再付着層の発生がなくなる。

また、薄い感光性樹脂膜パターンの幅をそのまま上部磁
性膜に転写できるため、絶縁膜段差下部でも高い寸法精
度が実現でき、トラック幅精度が向上する。

一方、段差上部でも、エツチング時のマスク材として充
分な厚さを持つマスク用薄膜パターンが得られるため、
膜減りやパターン欠けのない高精度な上部磁性膜パター
ンを得られるようになる。

また、本発明が、薄膜磁気ヘッドの磁気特性に与える影
響について考えた場合１次のような作用がある。即ち、
薄膜磁気ヘッドの上部磁性膜のうち、特に１段差銀面か
ら段差下部にかけての部分は磁気特性を左右する重要な
部分であり、この部分にはできるだけ複雑な応力が働か
ないようにする必要がある。ところが、特開昭６０−３
７１３０号公報に示された方法のうち、第４図に示した
方法を用いると、この段差下部の磁性膜の上にエツチン
グマスク用アルミナ膜が残存するため、磁性膜に複雑な
応力が加わり、信号の波形歪みを生じることがあった。

しかし本発明の方法を用いれば１段差銀面から段差下部
にかけての磁性膜の上にはマスク用薄膜を残らないため
、磁性膜に複雑な応力が加わらなくなり、上述のような
欠点を克服することができる。また、段差上部にはマス
ク用薄膜が残存するが、この部分に加わる応力が磁気特
性に与える影響は小さいため、問題ない。

（実施例〕 以上１本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。第
１図は１本発明を適用した薄膜磁気ヘッドの製造方法を
表わす側断面図である。

まず、第１図（ａ）に示したように、セラミック基板１
１上に、下部磁性膜１２、ギャップ膜１３、絶縁膜１４
、及び、導体コイル１５を形成した後、上部磁性膜１６
、及び、アルミナ膜１７をスパッタリングした。次いで
、第１図（ｂ）に示すように、ポジ型ホトレジストを塗
布し、主として段差上部にのみホトレジスト１８が残存
するようにパターン形成した。このホトレジスト１８を
マスク材にして、ＣＨＦ　ａガスを用いたイオンミリン
グ法でアルミナ膜１７をエツチングした後、ホトレジス
ト１８を除去して、第１図（Ｑ）に示す構造を得た０次
いで、ポジ型ホトレジストを塗布した後、第１図（ｄ）
に示すように、主として段差下部にのみホトレジスト１
９が残存するようにパターン形成した。この時、トラッ
ク幅１０μｍに対して、段差下部のホトレジスト１９の
厚さは約５μｍとした０次いで、第１図（ｅ）に示した
ように、アルミナ膜１７．及び、ホトレジスト１９をマ
スク材にして、Ａｒガスを用いたイオンミリング法が下
部磁性膜１６をエツチングした後、第１図（ｆ）に示す
ように、溶剤を用いてホトレジスト１９を除去し、目的
とする形状の上部磁性膜パターン１６を得た。この時、
マスク材として用いたホトレジスト１９が薄いため、イ
オンミリングによる再付着は発生しなかった。また。

第１図中の段差右側、即ち、上部磁性膜１６と下部磁性
膜１２の接続部分では、段差下部でもアルミナ膜１７が
マスク材となっているが、この部分は高い寸法精度を必
要としないため問題ない。

第６図に、本発明の方法を用いて、トラック幅１０μｍ
の薄膜磁気ヘッドを作製した時の、トラック幅寸法のば
らつきを従来法と比較して示す。

本発明により、±０．５μｒｎ以内の精度が実現できる
ことがわかった。

第７図に、本発明による薄膜磁気ヘッドの構造の例を示
す。第７図は、薄膜磁気ヘッドの側断面図を表わしてい
る。第７図（ａ）で・は、絶縁膜７４の段差下部におけ
る上部磁性膜７６の上にはマスク用薄膜７７が残存して
いないため、この部分に加わる応力は保護膜７８による
ものだけとなり、複雑な応力作用による磁気特性の悪化
は無い。

また、第７図（ｂ）は、上部磁性膜部分が上部第一磁性
膜７０、アルミナ膜７１及び上部第二磁性膜７２の三層
構造となった場合の例を示している。

この場合も、本発明の適用により、マスク用薄膜７７が
残存するのは段差上部のみであり、段差下部の上部第一
磁性膜７０の上に残存するアルミナ膜７１は薄いために
応力が小さく、第７図（ａ）の場合と同様の効果が得ら
れる。

次に、本発明を適用した薄膜磁気ヘッドの製造方法を表
わすもう一つの実施例を、第８図を用いて説明する。ま
ず、第８図（ａ）に示したように、セラミック基板８１
上に、下部磁性膜８２、ギャップ膜８３、絶縁膜８４、
及び、導体コイル８５を形成した後、上部第一磁性膜８
６１、アルミナ膜８６２、及び、上部第二磁性膜８６３
をスパッタリングし、上部第二磁性膜８６３をバターニ
ングした。次いで、第８図（ｂ）に示したように、エツ
チングストッパ膜８７１、及び、アルミナ膜８７２をス
パッタリングした後、主として段差上部にのみホトレジ
スト８８を形成した。次いで、第８図（ｃ）に示すよう
に、ホトレジスト８８をマスク材にして、ＣＨＦ５ガス
を用いたイオンミリング法でアルミナ膜８７２をエツチ
ングした後、Ａｒガスを用いたイオンミリング法でエツ
チングストッパ膜８７１をエツチングし、ホトレジスト
８８を除去した。次いで、第８図（ｄ）に示したように
、主として段差下部にのみホトレジスト８９を形成した
後、アルミナ膜８７２及びホトレジスト８９をマスク材
にして、第８図（ｅ）に示したように、アルミナ膜８６
２、及び、上部第一磁性膜８６１をエツチングし、ホト
レジスト８９を除去して、目的とする形状の上部磁性膜
パターン８６１を得た。

〔発明の効果〕

本発明によれば、薄膜磁気ヘッドの上部磁性膜をパター
ニングする場合に、絶縁膜段差下部でも従来より薄い感
光性樹脂膜をマスク材として適用できるので、トラック
幅寸法のばらつきが小さく、かつ、再付着のないパター
ンが形成できる。

また１段差下部の上部磁性膜に対して複雑な応力を加え
る膜を排除できるので、信号波形歪みの少ない、すぐれ
た薄膜磁気ヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第８図は、本発明の一実施例の製造方法を示
す側断面図、第２図及び第７図は、薄膜磁気ヘッドの構
造を示す側断面図、第３図及び第４図は、従来の製造方
法を示す側断面図、第５図は、従来法の欠点を示す断面
図、第６図は、本発明と従来法の効果を比較するヒスト
グラムである。 １１・・・セラミック基板、１２・・・下部磁性膜、１
３・・・ギャップ膜、１４・・・絶縁膜、１５・・・導
体コイル、１６・・・上部磁性膜、１７・・・アルミナ
膜、１８・・・ホトレジスト、１９・・・ホトレジスト
。 系 凹 集３図 克 図 （ｂ）不倚吐 ゴジ去に′５つき（Ｐ″ＴＩ） 系 牟 図 率Ｓ区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも基板上に形成された段差部分と、前記段
   差部分の上部及び斜面部及び下部にまたがって形成され
   た磁性膜と、前記磁性膜の表面のうちで前記段差部分の
   上部及び前記段差部分の斜面部の一部にのみ存在する薄
   膜マスク材とを含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、請求項１において、 前記磁性膜が誘導型磁気ヘッドの磁気コアの一部分であ
   ることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ３、請求項１または２において、 前記薄膜マスク材が二酸化けい素、アルミナ、酸化チタ
   ン、炭素、ポリイミド樹脂のいずれかであることを特徴
   とする薄膜磁気ヘッド。 ４、請求項２または３において、 前記薄膜マスク材が、その表面に形成される保護膜と同
   じ物質であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ５、請求項１、２、３または４において、 前記磁性膜が、一層以上の磁性材料膜と、一層以上の非
   磁性材料膜との積層構造であることを特徴とする薄膜磁
   気ヘッド。 ６、基板上に形成された段差部分に磁性膜を形成する第
   一の工程、前記磁性膜の表面のうちで段差上部及び段差
   斜面部の一部に薄膜マスク材を形成する第二の工程、前
   記磁性膜の表面のうちで前記段差下部及び前記段差斜面
   部の一部に感光性樹脂パターンを形成する第三の工程、
   前記薄膜マスク材及び前記感光性樹脂パターンをマスク
   にして前記磁性膜をエッチングする第四の工程とを含む
   ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ７、請求項６において、前記磁性膜が誘導型磁気ヘッド
   の磁気コアの一部分であることを特徴とする薄膜磁気ヘ
   ッドの製造方法。 ８、請求項６または７において、前記薄膜マスク材が、
   二酸化けい素、アルミナ、酸化チタン、炭素、ポリイミ
   ド樹脂のいずれかであることを特徴とする薄膜磁気ヘッ
   ドの製造方法。 ９、請求項６、７または８において、前記薄膜マスク材
   の表面に、前記薄膜マスク材と同じ物質から成る保護膜
   を形成する第五の工程を含むことを特徴とする薄膜磁気
   ヘッドの製造方法。 １０、請求項６、７、８または９において、前記磁性膜
   が一層以上の前記磁性材料膜と、一層以上の前記非磁性
   材料膜との積層構造であることを特徴とする薄膜磁気ヘ
   ッドの製造方法。 １１、請求項６、７、８、９または１０において、前記
   第三の工程で形成する前記感光性樹脂パターンの厚さが
   、その幅よりも小さいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド
   の製造方法。