JPH06215323A

JPH06215323A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH06215323A
Application number: JP403493A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Noguchi; 仁志野口; Naoto Matono; 直人的野; Tomoki Yamamoto; 知己山本; Isao Yasuda; 伊佐雄安田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】インダクティブ型ヘッドにおける下部磁性コ
アと上部磁性コアの間や、複合型ヘッドにおけるヘッド
素子間に介在する絶縁層６の表面を平坦化することが可
能な薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。【構成】基板１上の下部ヘッド半体８或いは下層ヘッ
ド素子81を覆って絶縁膜61を形成する工程と、該絶縁膜
を覆ってレジスト層９、91を形成する工程と、該レジス
ト層に反応性イオンエッチングを施して、絶縁膜61の凸
部62を露出せしめると共に、該凸部を包囲して残存する
レジスト層９を所定厚さＸに調整する工程と、絶縁膜61
をイオンビームエッチングによって平坦化する工程と有
しており、前記レジスト層の所定厚さＸは、イオンビー
ムエッチングによって絶縁膜61の凸部62とレジスト層９
とが同時に消失することとなる値に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスク装置や
ビデオテープレコーダ等の各種磁気記録再生装置に使用
する磁気ヘッド、特に薄膜磁気ヘッドの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ等の電子機器におけ
るダウンサイジングの進展に伴って、その端末装置で使
用されるハードディスク装置においては、より一層の小
型大容量化が望まれている。そこで、信号記録再生用の
磁気ヘッドとして、従来の磁気コアと巻線からなるバル
クタイプのヘッドよりも高密度な記録が可能な薄膜磁気
ヘッドが注目されている。

【０００３】斯種薄膜磁気ヘッドは、図４に示す如く基
板(１)上に、薄膜堆積法やフォトリソグラフィー技術を
応用して、磁気回路を構成すべき下部磁性コア(２)、ギ
ャップスペーサ(３)、導体コイル層(４)及び上部磁性コ
ア(５)を積層したもので、導体コイル層(４)は絶縁層
(６)中に埋設され、磁気回路は保護層(７)によって覆わ
れている。

【０００４】又、上述の如きインダクティブ型のヘッド
素子と、再生出力特性に優れた磁気抵抗効果型のヘッド
素子とを一体に具えた積層構造の複合型薄膜磁気ヘッド
の開発が進んでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如きインダクテ
ィブ型或いは複合型の薄膜磁気ヘッドは、何れも薄膜の
積層構造を有しており、その製造工程にて積層が進むに
つれ、薄膜を形成すべき下地の凹凸が拡大して、その表
面に形成される磁性コアや上層ヘッド素子の形成に支障
を来すことになる。

【０００６】例えば図５に示す如く、下部磁性コア(２)
上のコイル導体層(４)を覆って絶縁層(６)を形成した
後、上部磁性コア(５)を形成する際、絶縁層(６)の表面
には、コイル導体層(４)の介在に起因して、図示の如き
凹凸が生じる。この結果、上部磁性コア(５)の形状精度
が低下し、特に段差部では磁性コアの不均一性や剥離が
生じやすくなる。また、凹凸によって所期の特性が得ら
れない問題がある。

【０００７】このような凹凸を解消するべく、絶縁層
(６)の資材としてポリイミド系樹脂やレジストを採用
し、該資材を塗布することによって表面が平坦な絶縁層
(６)を形成する方法が知られているが、この場合、絶縁
層(６)の耐熱性が低くなるため、スパッタリングやイオ
ンビームエッチングを主体とするドライプロセスは、上
部磁性コア(５)の形成に採用することが出来ない。又、
Fe-Al-Si合金の如き優れた軟磁性材料は、高温熱処理を
必要とするため、磁性コアの資材として採用することが
出来ない。

【０００８】本発明の目的は、インダクティブ型の薄膜
磁気ヘッドにおける下部磁性コア(２)と上部磁性コア
(５)の間や、複合型の薄膜磁気ヘッドにおけるヘッド素
子間に介在する絶縁層(６)を形成する際に、該絶縁層の
表面を平坦化することが可能な薄膜磁気ヘッドの製造方
法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法は、基板(１)上の下部ヘッド半体(８)或い
は下層ヘッド素子(81)を覆って絶縁膜(61)を形成する工
程と、該絶縁膜(61)を覆って表面が平坦なレジスト層
(９)(91)を形成する工程と、該レジスト層(９)(91)に反
応性イオンエッチングを施して、絶縁膜(61)の表面に形
成されている凸部(62)を露出せしめると共に、該凸部を
包囲して残存するレジスト層(９)を所定厚さＸに調整す
る工程と、レジスト層(９)をマスクとして絶縁膜(61)の
凸部（６２）にイオンビームエッチングを施して絶縁膜
（６１）の表面を平坦化する工程と有し、前記レジスト
層(９)の所定厚さＸは、前記イオンビームエッチングに
よって絶縁膜(61)の凸部(62)とレジスト層(９)とが同時
に消失することとなる値に設定されている。

【００１０】

【作用】基板(１)上の下部ヘッド半体(８)或いは下層ヘ
ッド素子(81)を覆って絶縁膜(61)を形成すると、該絶縁
膜(61)の表面は、下部ヘッド半体(８)或いは下層ヘッド
素子(81)の凸形状に応じて隆起し、凸部(62)を形成する
こととなる。該絶縁膜(61)を覆って表面が平坦なレジス
ト層(９)(91)を形成する工程は、例えばレジストをスピ
ンコートする等の方法によって実現される。

【００１１】該レジスト層(９)(91)に反応性イオンエッ
チングを施すと、レジスト層がエッチバックされて、絶
縁膜(61)の凸部(62)が露出する。そして、該凸部(62)を
包囲して残存するレジスト層(９)が更にエッチバックさ
れて、その厚さが減少することになる。一方、絶縁膜(6
1)は反応性イオンエッチングの影響を受けないから、凸
部(62)はそのままの厚さで残存する。

【００１２】従って、反応性イオンエッチングによるエ
ッチング時間を制御することによって、レジスト層(９)
の厚さを調整し、後工程であるイオンビームエッチング
によって絶縁膜(61)の凸部(62)とレジスト層(９)とが同
時に消失することとなる所定厚さＸを得ることが出来
る。

【００１３】厚さの調整されたレジスト層(９)をマスク
として絶縁膜(61)の凸部(62)にイオンビームエッチング
を施すと、レジスト層(９)及び絶縁膜(61)の凸部(62)が
夫々のエッチングレートに応じた速度で同時にエッチバ
ックされる。この際、レジスト層(９)は前述の所定厚さ
Ｘに調整されているから、レジスト層(９)が消失した時
点で同時に絶縁膜(61)の凸部(62)も消失し、表面が平坦
な絶縁層(６)が形成されることになる。

【００１４】

【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、絶縁膜の資材として従来の如き耐熱性の乏し
い有機樹脂を用いることなく、酸化膜等の通常の接縁資
材を用いた上、反応性イオンエッチングとイオンビーム
エッチングを組み合わせることによって、凹凸の生じて
いる絶縁膜の表面を容易に平坦化することが出来る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図１乃至図
３に沿って詳述する。尚、本発明を実施すべき薄膜磁気
ヘッドとしては、インダクティブ型の薄膜磁気ヘッドの
みならず、インダクティブ型のヘッド素子と磁気抵抗効
果型のヘッド素子を一体化してなる複合型の薄膜磁気ヘ
ッドや、複数のインダクティブ型のヘッド素子を積層し
てなる複合型の薄膜磁気ヘッド等、薄膜の積層構造を有
する凡ゆるタイプの磁気ヘッドが対象となる。

【００１６】図１及び図２は図４のＡ−Ａ線に沿う断面
での工程を示しており、基板(１)上には、インダクティ
ブ型の薄膜磁気ヘッドにおいては下部磁性コア(２)、ギ
ャップスペーサ(３)及びコイル導体層(４)からなる下部
ヘッド半体(８)が、複合型の薄膜磁気ヘッドにおいては
下層ヘッド素子(81)が予め形成されているものとする。

【００１７】図１(ａ)に示す如く基板(１)上に、下部ヘ
ッド半体(８)或いは下層ヘッド素子(81)を覆ってＳiＯ₂
をスパッタリングすることにより、略均一厚さの絶縁膜
(61)が形成される。ここで絶縁膜(61)は、下部ヘッド半
体(８)或いは下層ヘッド素子(81)の凸形状に応じて隆起
し、高さＨの凸部(62)を有している。尚、絶縁層として
は、ＳiＯ₂に限らず、ＳiＮ、Ａl₂Ｏ₃等の種々の絶縁資
材が採用出来る。

【００１８】次に図１(ｂ)の如く、ネガ型レジスト、例
えばＯＭＲ−８５等をスピンコートすることにより、第
１レジスト層(９)を形成する。ここで、レジストは、絶
縁膜(61)の表面形状に沿った形に塗布され、凸部(62)に
応じて盛り上がることになる。

【００１９】続いて第１レジスト層(９)の凸部を露光・
現像工程によって除去し、図１(ｃ)の如く凸部(62)の表
面を露出せしめた後、図１(ｄ)の如く第２レジスト層(9
1)をスピンコート法によって略均一厚さに形成する。こ
れによって、レジスト層表面の凹凸が充分に緩和される
ことになる。

【００２０】例えば、図１(ｂ)の工程にて第１レジスト
層(９)を形成する際のスピナーの回転数が１０００ｒｐ
ｍ、同図(ｄ)の工程にて第２レジスト層(91)を形成する
際のスピナーの回転数が２５００ｒｐｍ、第２レジスト
層(91)の厚さが５.７μmの場合、レジスト層表面の凹凸
は、初期の２.４μmから０.２μmまで緩和されることに
なる。

【００２１】又、下部ヘッド半体(８)或いは下層ヘッド
素子(81)の形成においては一般にポジ型のレジストが使
用されるのに対し、第１レジスト層(９)としてネガ型の
レジストを採用しているので、下部ヘッド半体(８)或い
は下層ヘッド素子(81)の形成工程にてレジストを露光す
るために用いるマスクと、図１(ｃ)の如く第１レジスト
層(９)の凸部を除去するための露光に用いるマスクとが
同一パターンとなって、両者を兼用することが可能であ
る。

【００２２】その後、図２(ａ)に示す如くレジスト層(9
1)(９)に対し、反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ）
を用いた酸素ラジカルによるアッシングを施すことによ
り、レジスト厚を減少させ、最終的に同図(ｂ)に示す様
に、絶縁膜(61)の凸部(62)の表面を露出させると共に、
該凸部(62)を包囲する第１レジスト層(９)の厚さを、下
記数１にて算出される所定値Ｘに調整する。

【００２３】

【数１】Ｘ=Ｈ（Ｅ_re／Ｅ_SiO2）

【００２４】ここで、Ｈは凸部(62)の高さ、Ｅ_reは第１
レジスト層(９)のエッチングレート、Ｅ_SiO2は絶縁膜(6
1)のエッチングレートである。

【００２５】尚、ＲＩＥによるアッシング工程におい
て、アッシング条件として、投入電力１００Ｗ、酸素ガ
ス圧０.１Ｔorrを設定した場合、平坦化後の表面粗度Ｒ
aが350オングストロームであったのに対し、投入電力５
０Ｗ、酸素ガス圧０.２Ｔorrを設定した場合、平坦化後
の表面粗度Ｒaは100オングストロームに改善された。こ
れは、後者の条件下では、プラズマ雰囲気中にイオン成
分が少なくラジカル成分が増加しているため、イオン衝
撃による表面荒れが抑制されるからであると考えられ
る。

【００２６】従って、本発明の実施に際しては、ＲＩＥ
のアッシング条件として投入電力５０Ｗ、酸素ガス圧
０.２Torrを設定することが望ましい。

【００２７】次に、図２(ｃ)に示す如く第１レジスト層
(９)及び絶縁膜(61)に対してイオンビームエッチング装
置（ＩＢＥ）によるエッチバックを施す。これによっ
て、図２(ｄ)の如く第１レジスト層(９)が消失した時点
で、絶縁膜(61)の凸部(62)も同時に消失し、表面が平坦
な絶縁層(６)が形成されることになる。

【００２８】ここで、ＩＢＥのエッチング条件を最適化
するために、イオンビーム入射角とエッチングレートと
の関係を調べたところ、図３に示す如くレジスト及び絶
縁膜であるＳiＯ₂のエッチングレートは何れも入射角が
略６０度で最大となり、又、上記数１における比Ｅ_re／
Ｅ_SiO2も入射角が略６０度で最大となることが確認され
た。

【００２９】そこで、本実施例では、高スループット化
を図るべく、図２(ｃ)のエッチング工程でのイオンビー
ム入射角は６０度に設定した。この場合、レジストのエ
ッチングレートＥ_reは３９３オングストローム/分、Ｓ
ｉＯ₂のエッチングレートＥ_SiO2は４４８オングストロ
ーム／分、両エッチングレートの比Ｅ_re／Ｅ_SiO2は０.
８７７となる。

【００３０】又、この場合、図２(ｂ)の第１レジスト層
(９)の所定厚さＸは、凸部(62)の初期高さＨを２μmと
したとき、数１からＸ＝１.７５μmとなる。

【００３１】上記の如く平坦な絶縁層(６)が形成された
後、該絶縁層(６)上に上部磁性コア(５)や保護層(７)、
或いは上層ヘッド素子を形成する工程は従来と同一であ
って、最終的に図４に示す如きインダクティブ型の薄膜
磁気ヘッド、或いは上述の複合型の薄膜磁気ヘッドが完
成する。

【００３２】上記製造方法によれば、ＲＩＥによるレジ
ストのアッシング工程を導入することにより、エッチバ
ック前のレジスト厚を調整出来るので、ＩＢＥによるレ
ジストのエッチング速度と絶縁層のエッチング速度が夫
々如何なる値であったとしても、絶縁層をエッチバック
によって平坦化することが可能である。

【００３３】又、ＩＢＥによるレジストのエッチング速
度が約４００オングスロトーム／分であるのに対して、
ＲＩＥによるエッチング速度が約１０００オングストロ
ーム／分と速いため、ＩＢＥのみによるレジストエッチ
ングに比べて、工程の時間短縮が図られ、高スループッ
トが実現される。

【００３４】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法の前半
を示す工程図である。

【図２】同上製造方法の後半を示す工程図である。

【図３】イオンビームエッチングにおけるイオンビーム
入射角とエッチングレートの関係を示すグラフである。

【図４】薄膜磁気ヘッドの要部を示す断面図である。

【図５】従来の製造方法の欠点を説明する断面図であ
る。

【符号の説明】

(１) 基板 (６) 絶縁層 (61) 絶縁膜 (８) 下部ヘッド半体 (９) 第１レジスト層 (91) 第２レジスト層

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１２月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例え
ば、上記実施例では、ネガ型レジストを用いた平坦化の
手法を示したが、下部ヘッド半体(８)或いは下層ヘッド
素子(81)の形成工程にて、レジストを露光するために用
いるマスクと白黒が反転したマスクを、第１レジスト層
(９)の凸部を除去するための露光に用いれば、ポジ型レ
ジスト、例えばＯＦＰＲ等を用いた平坦化も可能である
ことは、言うまでもない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安田伊佐雄大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板(１)上に、磁気回路を構成すべき下
部磁性コア(２)、導体コイル層(４)及び上部磁性コア
(５)が絶縁層を介して積層された薄膜磁気ヘッドの製造
方法において、下部磁性コア(２)を含む下部ヘッド半体(８)を覆って絶
縁膜(61)を下部ヘッド半体(８)よりも厚く形成する工程
と、該絶縁膜(61)を覆って表面が平坦なレジスト層(９)(91)
を形成する工程と、該レジスト層(９)(91)に反応性イオンエッチングを施し
て、絶縁膜(61)の表面に形成されている凸部(62)を露出
せしめると共に、該凸部を包囲して残存するレジスト層
(９)を所定厚さＸに調整する工程と、レジスト層(９)をマスクとして絶縁膜(61)の凸部(62)に
イオンビームエッチングを施して絶縁膜(61)の表面を平
坦化する工程と有し、前記レジスト層(９)の所定厚さＸ
は、前記イオンビームエッチングによって絶縁膜(61)の
凸部(62)とレジスト層(９)とが同時に消失することとな
る値に設定されてい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】基板(１)上に、複数のヘッド素子が絶縁
層を介して積層された薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、下層のヘッド素子(81)を覆って絶縁膜(61)を下層ヘッド
素子(81)よりも厚く形成する工程と、該絶縁膜(61)を覆って表面が平坦なレジスト層(９)(91)
を形成する工程と、該レジスト層(９)(91)に反応性イオンエッチングを施し
て、絶縁膜(61)の表面に形成されている凸部(62)を露出
せしめると共に、該凸部を包囲して残存するレジスト層
(９)を所定厚さＸに調整する工程と、レジスト層(９)をマスクとして絶縁膜(61)の凸部にイオ
ンビームエッチングを施して絶縁膜(61)の表面を平坦化
する工程と有し、前記レジスト層(９)の所定厚さＸは、
前記イオンビームエッチングによって絶縁膜(61)の凸部
(62)とレジスト層(９)とが同時に消失することとなる値
に設定されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製
造方法。