JPH07105507A - 薄膜磁気ヘッドの製造プロセス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データトラック幅を決める薄膜ヘッドのＰ２
ポールピースを精密に形作りできるプロセスを提供す
る。 【構成】 Ｐ２ポールピース層のパターンを定めるのに
２階層のホトレジストを使って形成する。コイル部の絶
縁層の上から、上表面部には薄く、アペックス部には傾
斜して埋めるように比較的厚く、まず第一階層のホトレ
ジストをデポジットし、一度目のパターン付けをし硬化
させる。次いで、その上に、第二階層のホトレジストを
厚くデポジットし、Ｐ２ポールピース層のパターンを最
良のフォーカスでもって精密に二度目のプリントをし
て、フレーム作りする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、薄膜磁気ヘッドの製
造に関するもので、特に薄膜誘導ヘッドの生産過程にお
いて磁気ポールピース層を定めるプロセスに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気変換器またはヘッドは、磁気デ
ィスクなどの磁気媒体上にデータ信号を記録したり読み
出したりするために、ディスクドライブ装置などのデー
タプロセシングシステムにおいて広範に用いられてい
る。図１は、従来の薄膜磁気ヘッドの構造を示す一部断
面斜視図である。薄膜磁気ヘッドは、典型的には、Ｐ１
およびＰ２と称する下部および上部の磁気ポール層また
はポールピースと、それら磁気層またはポールピースの
間に配置された電気的伝導コイル構造体２０とを有して
成っている。Ｐ１およびＰ２のポールピースの先端は、
近接して回転する磁気ディスクと共同するための変換ギ
ャップ１４となっている。ポールピースＰ１およびＰ２
は、後端結合部１６で互いにつながっている。磨かれた
セラミック基体１０は、その上にラッピングされ磨かれ
た薄い絶縁層１２を有し、磁気変換器を形成するために
デポジットされた異なる複数の層を支持している。電気
的な短絡を防ぐためにコイルやポールピースの間に絶縁
層が設けられている。

【０００３】Ｐ２ポールピース層を生産するために、パ
ターンマスクを用いたホトリソグラフ技術が採用され
る。所望のプリントされたパターンを持ったマスクが変
換器構造体の上に置かれる。フォーカス素子を持った光
学投影装置が導電コイル２０およびＰ１層を覆う絶縁物
の上にデポジットされたホトレジスト上にプリントし現
像すべきパターンを明確に映し出すように調節される。
絶縁物上にスピンコートされた単一コートのホトレジス
トの厚さを精密にコントロールすることは、困難である
と分かっている。特に、Ｐ１およびＰ２の層が狭まりポ
ール先端が変換ギャップ１４を形成している薄膜変換器
のスロート部分においてそうである。絶縁物が厚い場合
は、ホトレジストは薄くなりがちである。投影装置のス
テッパのフォーカス範囲は限られているので、スロート
部分における薄いホトレジスト領域を焦点合わせしてフ
レーム作りするのは問題である。したがって、ホトレジ
ストと絶縁パターンとの間に歪が発生し、Ｐ２ポールピ
ースの幅、ひいては記録されるデータトラックの幅（Ｐ
２ポールピースの先端の幅により規定される）の均一性
のコントロールに影響する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、薄膜ヘッ
ドのＰ２ポールピースの形作りをコントロールできる製
造プロセスを提供することを目的とする。さらに、この
発明は、Ｐ２ポールピースにより定まるデータトラック
幅をコントロールできる製造プロセスを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、それ
ぞれ第一および第二のパーマロイポール層Ｐ１およびＰ
２を備えた薄膜ヘッドの生産過程において、第二のポー
ル層Ｐ２は、Ｐ２のパターンを定めるのに２階層のホト
レジストを使って形成される。第一のホトレジスト層
は、ヘッドのアペックス部においてＰ１層の一部分の上
に薄い膜としてデポジットされる。アペックス部は、コ
イル構造対の最上部の一番外側の巻線から始まりヘッド
のゼロスロートハイトで終わる絶縁物の曲がっている領
域として定義される。ここに、ゼロスロートハイトと
は、絶縁物が終わりＰ１およびＰ２ポール層の間で変換
ギャップが始まるところの領域である。ホトレジスト上
にマスクを投影する光学システムを焦点合わせするため
に、第一階層のホトレジストが使われる。第一のホトレ
ジストをパターン付けし硬化させた後、第二の厚いホト
レジスト層が、デポジットされて、第一および第二の階
層のホトレジストが徐々に接合して行くように、流れ
る。Ｐ２ポールを精密に定めるためにＰ２ポールパター
ンが最良のフォーカスでもって二度目のプリントをされ
る。

【０００６】

【実施例】現在知られているように、薄膜磁気ヘッドの
製造過程において、例えば図１で図解したのと同様に、
好ましくは酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）とチタンカー
バイド（ＴｉＣ）の混合物で形成された材料で作られた
セラミック基体１０を磨いて滑らかな表面とし、その上
に絶縁アルミナ（酸化アルミニウム）１２が高周波スパ
ッタリングによってデポジットされる。絶縁酸化層１２
は、ラッピングされ、磨かれて、表面の欠陥が除かれ
る。それぞれＰ１およびＰ２と称される第一および第二
のポールピース層がデポジットされて、磁気ヨークおよ
び変換ギャップを持った磁気回路を形成する。両ポール
ピースは、好ましくは、パーマロイ材料でできている。
Ｐ１ポールピースと、Ｐ１と実質上整列してＰ１の上方
に離れて存在する第二のポールピースＰ２とで、ポール
ピース間に磁気フィールドを提供する。

【０００７】薄膜磁気変換器の製造過程において、第一
のポールピースＰ１が絶縁層１２の上に高周波スパッタ
リングによってデポジットされる。Ｐ１ポールピースの
パターンは、標準のホトリソグラフプロセスを使用する
マスクを用いて形成される。Ｐ１ポールピースのデポジ
ットの後に、Ｐ１層の全表面の上にスパッタによる酸化
アルミニウムの薄い膜がデポジットされる。変換器の後
端結合部１６の箇所における酸化膜の部分が、標準のマ
スキングおよびエッチングにより除去される。残った薄
い酸化膜は、Ｐ１およびＰ２のポールピースの先端まで
延びており、薄膜ヘッドの変換表面に変換ギャップを提
供する。ポールピースＰ１を形成し変換ギャップを定め
るための酸化膜をデポジットした後、絶縁層１８の一部
が敷かれる。好ましくは銅材料でできた幾巻きかの電気
コイル構造体２０がその後デポジットされる。電気コイ
ル構造体２０は，ポールピースＰ１およびＰ２間に位置
し、Ｐ１およびＰ２ポールピースにより発生する磁気フ
ィールドの中で電流を通す。電気的短絡を防ぐためにコ
イル２０の上に追加の絶縁体１８がデポジットされる。
この絶縁層１８は、Ｐ１およびＰ２ポールピースの間に
挟まれて、コイル２０を取り囲んでおり、焼いて硬化さ
れた有機ホトレジストでできている。例えば、湿気のよ
うな有害な環境影響にさらされないように保護するため
に、薄膜ヘッド構造体の全体の上に絶縁酸化アルミニウ
ムのオーバコート層（図示せず）が高周波スパッタされ
る。

【０００８】この発明によれば、Ｐ２ポールピースの生
産は、第一および第二階層のホトレジスト層を用いて行
われる。第一のホトレジスト層は、形成されるＰ２ポー
ルピース層の一部分のみを定め、第二のホトレジスト層
が最終的なＰ２ポールピース層を精密に定める。製造過
程において、第一のホトレジスト層２２は、コイル構造
体２０を取り囲む絶縁体１８の上およびヘッドのアペッ
クス部近傍のＰ１ポールピースの部分の上にスピンコー
トされる。ホトレジスト２２に用いる材料としては、例
として挙げるならば、半導体グレードのＡＺ４０００シ
リーズで３０センチポアズのような低粘度のものがよ
い。ホトレジスト２２は、例えば８００ｒｐｍ（回転毎
分）のような低速回転で約１０秒間掛けられる。スピン
コーティングの間に、ホトレジスト２２は、流れて、変
換器構造体のアペックス領域２４に向かって絶縁体１８
を越えて移動するにつれて薄くなる。ホトレジスト２２
は、低粘度としてあるので、薄膜変換器のスロート領域
においてホトレジスト２２が無用に厚くなるかも知れな
いような材料の望まないドリフトを回避できる。ホトレ
ジスト２２は、マスクと光学投影装置を用いてパターニ
ングされ、公知のホトリソグラフ技術を使用してエッチ
ングされる。この薄いホトレジスト層２２は、電子ビー
ムを当てて硬化され、一般に用いられる熱硬化にはよら
ない。この結果形成されるホトレジスト２２は、図２に
示すように、絶縁物１８の上の非常に薄い層の部分と、
薄膜ヘッド構造体のアペックス部領域２４におけるＰ１
区域を含むアペックス領域２４をカバーする比較的厚い
部分と、を含んでいる。

【０００９】次いで、図３に示すように、第二階層のホ
トレジスト２６が、硬化された第一のホトレジスト層２
２の上に，スピンコートされる。第二のホトレジスト層
２６の材料は、高い粘度を有し、第一階層のレジスト層
２２の上に厚い層を形成するようにデポジットされる。
第二のホトレジスト材料２６は、絶縁物１８の上にスピ
ンコートされる。Ｐ２窓フレームエリアをＰ１フレーム
エリアのと合わせるようにＰ２パターンのフレームを定
めるために、光学投影装置の調節可能なフォーカスを使
ってＰ２ポールピースのパターンが再度プリンとされ形
成される。Ｐ２窓フレームエリアを定め、薄膜変換器の
ポール先端エリアにおいてレジストを露光するために、
修正されたマスクが使用される。その後、Ｐ２層のパタ
ーンを定める２層のホトレジスト２２および２６の上
に、Ｐ２ポールピース層がデポジットされる。次いで、
Ｐ２層および薄膜構造体の上に、保護用オーバコート層
がデポジットされる。図示してないが、当技術において
よく知られているように、外部回路への接続のために、
この電気コイル２０へのワイヤリングが施される。

【００１０】以上、薄膜変換器を生産するための、特に
Ｐ２と称する第二のポールピース層を形成するための新
規なプロセスについて述べた。Ｐ２パターンの全体を定
めるのに２階層のホトレジストが使用される。２つのホ
トレジストパターンは、第一のレジスト層２２が薄膜ヘ
ッドのアペックス部をコートする際に薄くなる結果とし
て、徐々に接合される。Ｐ２のポール層を定めるための
ホトレジストパターンをこのようにして形成することに
より、２つのホトレジスト層が別々にパターニングされ
た後突き合わされると生じるであろう２階層のホトレジ
スト層間のシャープな断層を防ぐことができきる。この
ようにして、Ｐ２パターンを付けるために光学的フォー
カス技術を用いて得られるフレーム定めが著しく改善さ
れる。

【００１１】この発明は、上に述べた材料や数値に限定
されるものではない旨理解されたい。例えば、所望の粘
度を持った他のホトレジスト材料を使用してもよい。ホ
トレジストを硬化させるために他の技術を使用してもよ
い。スピンコーティングプロセスも、回転速さまたはス
ピン時間について変更してもよいし、デポジットされる
ホトレジストの厚さを変更してもよい。コイル構造体
は、一層で作っても複数層で作ってもよい。この発明の
範囲内で他の変更を行ってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術として知られている薄膜ヘッドアセ
ンブリの断面斜視図である。

【図２】 Ｐ２ポール層を現像するためのホトレジスト
の第一階層パターンの形成を図解する一部切除断面図で
ある。

【図３】 Ｐ２ポール層を作るためのホトレジストの第
二階層パターンの形成を図解する一部切除断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｐ１…第一のポールピース、Ｐ２…第二のポールピー
ス、１０…セラミック基体、１２…絶縁層、１４…変換
ギャップ、１６…後端結合部、１８…絶縁層、２０…電
気コイル、２２…第一階層ホトレジスト、２４…アペッ
クス部、２６…第二階層ホトレジスト

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔を開けた第一および第二の磁気ポー
   ルピース層と、ポールピース層間に電気コイル構造体と
   を有し、該磁気ポールピース層が磁気ヨークを形成する
   とともに変換ギャップを定める薄膜変換器の製造プロセ
   スであって、 基体上に第一のポールピース層をデポジットするステッ
   プと、 該第一のポールピース層の上に第一の絶縁材層をデポジ
   ットするステップと、 該第一の絶縁材層の上に電気コイル構造体をデポジット
   するステップと、 該電気コイル構造体の上方に第二の絶縁材層をデポジッ
   トするステップと、 該第二の絶縁材層の上および該第一のポールピースの一
   部分の上に第一の薄いホトレジスト層をデポジットする
   ステップと、 該第二のポールピース層の少なくとも一部分を定めるパ
   ターンを形成するステップと、 該第二のポールピース層のパターンを精密に定めるため
   に該第一の薄いホトレジスト層の上に第二の厚いホトレ
   ジスト層をデポジットするステップと、 該第二の厚いホトレジスト層の上に該第二のポールピー
   ス層をデポジットするステップとを含んでなることを特
   徴とするプロセス。
2. 【請求項２】 前記請求項１のプロセスにおいて、 該第一および第二のホトレジスト層をデポジットするス
   テップは、該ホトレジスト層をスピンコートするステッ
   プを含むことを特徴とするプロセス。
3. 【請求項３】 前記請求項２のプロセスにおいて、 該第一のホトレジスト層をスピンコートするステップは
   約８００回転毎分のスピン速さで行われることを特徴と
   するプロセス。
4. 【請求項４】 前記請求項３のプロセスにおいて、 該第一のホトレジスト層をスピンコートするステップは
   約１０秒間行われることを特徴とするプロセス。
5. 【請求項５】 該第一のホトレジスト層をマスクするこ
   とにより該第二のポールピース層のパターンをフレーム
   作りするステップと、 その後に該第二のホトレジスト層をマスクすることによ
   り再度該第二のポールピース層のパターンをフレーム作
   りするステップとを含む請求項１のプロセス。
6. 【請求項６】 前記請求項５のプロセスにおいて、 該フレーム作りのステップは光学的投影によりかつ焦点
   調節をしてマスクパターンをフォーカスすることを特徴
   とするプロセス。
7. 【請求項７】 電子ビームを当てることにより該ホトレ
   ジスト層を硬化するステップを含む請求項１のプロセ
   ス。