JPH0814886B2

JPH0814886B2 - 薄膜磁気ヘツドの製造方法

Info

Publication number: JPH0814886B2
Application number: JP61016099A
Authority: JP
Inventors: 和郎柏; 幸広相沢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1986-01-28
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPS62173611A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、下部磁性膜，コイル導体，上部磁性膜及び
絶縁膜等により構成される磁気回路部をフォトリソグラ
フィ技術等の半導体製造プロセスにより形成する薄膜磁
気ヘッドの製造方法に関し、特に上記下部磁性膜の形成
方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、薄膜磁気ヘッドを製造するに際し、予め基板の全面に絶縁膜を形成し、この絶縁膜に対し
てトラック幅と略等しい幅を有する溝を形成し、この溝
内に下部磁性膜を形成することによりトラック近傍部に
段差をもたせ、この上にコイル導体及び上部磁性膜を形
成する、あるいは、予め基板の全面に下部磁性膜を形成
し、この下部磁性膜に対してハーフエッチングを施しト
ラック幅と略等しい幅を有する凸部を形成してトラック
近傍部に段差をもたせ、この上にコイル導体及び上部磁
性膜を形成することにより、隣接トラックからのクロストークが低減でき、コイル
導体のパターニング精度に優れ、電磁変換特性が良好な
ものを製造しようとしたものである。

〔従来の技術〕

磁気記録の分野においては、高密度記録化に伴い磁気
記録媒体は高抗磁力化の方向にあり、記録再生波長も短
波長化の一途をたどっている。したがって、磁気ヘッド
においても高飽和磁束密度を有するコア材を用い、また
狭ギャップ化を進める等、上述の高密度記録化への対応
を図っている。

かかる状況から、薄膜形成技術により形成される薄膜
磁気ヘッドが開発され実用化されていることは周知であ
る。

一般に薄膜磁気ヘッドは、磁気回路部を構成する磁性
薄膜やコイル導体等がスパッタリングに代表される真空
薄膜形成技術により形成されるために、量産性に優れる
とともに、狭トラック化や狭ギャップ化等の微小寸法化
が容易で高分解能記録が可能である、等多くの利点を有
しており、高密度記録化に対応した磁気ヘッドとして注
目されている。

従来、上述の薄膜磁気ヘッドは、例えばMn-Znフェラ
イト等よりなる平坦な基板上に下部磁性膜を形成し、さ
らにこの下部磁性膜上に絶縁膜を介してコイル導体及び
上部磁性膜をフォトリソグラフィ技術を用いて順次積層
することにより作製され、上記下部磁性膜と上部磁性膜
との共働により閉磁路を形成し、記録・再生が行われる
ように構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記薄膜磁気ヘッドにおいては、トラック
幅の規制を上部磁性膜あるいは下部磁性膜のパターニン
グにより行っているが、種々の改良点が残されている。

すなわち、上述のトラック幅規制を上部磁性膜で行っ
た場合には、上記上部磁性膜はトラック幅と一致するよ
うに分断されているのに対して、下部磁性膜は共通な一
連の膜付けで形成されており、マルチチャンネルの薄膜
磁気ヘッドにおいては、下部磁性膜が各チャンネルに共
通であることに起因し、オフトラック時のクロストーク
が問題となっている。これは、トラック形成部以外の下
部磁性膜からの信号の再生（いわゆる擬似信号）による
ものであり、記録再生特性の劣化の原因となっている。

また、エラー補正回路を通して信号補正をする場合、
確保するC/N値は41〜44dB以上必要としているが、上述
の如く下部磁性膜が共通なヘッドでは、上記クロストー
クに起因し充分なC/N値が得られずデジタル反応ヘッド
として用いることができない。

一方、上記トラック幅規制を下部磁性膜で行う方法も
あるが、この場合には、下部磁性膜をパターニング後の
各トラック間の段差が大きなものとなってしまうという
欠点がある。すなわち、コイル導体や上部磁性膜をパタ
ーニングする際に、レジストの塗布厚にバラツキを生
じ、精度良くパターニングできない。場合によっては、
上記コイル導体が短絡したり、トラック間に入り込んだ
レジストが残存してしまうことがある。このため、良好
な電磁変換特性が得られないという問題がある。

そこで、本発明は上述の実情に鑑みて提案されたもの
であり、隣接トラックからのクロストークが低減でき、
コイル導体のパターニング精度に優れ、電磁変換特性が
良好な薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明は、基板上に下部
磁性膜，コイル導体及び上部磁性膜を絶縁膜を介して順
次積層形成してなる薄膜磁気ヘッドを複数チャンネル形
成する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、先ず、上記
基板の全面に絶縁膜を形成し、上記絶縁膜に対してトラ
ック幅と略等しい幅を有する溝とこれらの溝と連なりト
ラック幅方向で連続する溝とを形成した後、全面に下部
磁性膜を膜付けし、上記溝内以外の部分の下部磁性膜を
除去して各チャンネル毎にトラック近傍部にトラック幅
方向で段差を持たせるとともに、それ以外の部分は連続
膜とし、この上にコイル導体及び上部磁性膜をフォトリ
ソグラフィ技術により形成することを特徴とするもので
あり、あるいはまた、先ず、上記基板の全面に下部磁性
膜を形成し、上記下部磁性膜に対してハーフエッチング
を施しトラック幅と略等しい幅を有する凸部を形成して
各チャンネル毎にトラック近傍部にトラック幅方向で段
差を持たせるとともに、それ以外の部分は連続した平坦
膜とし、この上にコイル導体及び上部磁性膜をフォトリ
ソグラフィ技術により形成することを特徴とするもので
ある。

〔作用〕

基板上の絶縁膜に対して溝を形成し、更に下部磁性膜
を形成して、上記下部磁性膜のトラック近傍部の段差を
上記下部磁性膜の膜厚分よりも小さくし、この上にコイ
ル導体や上部磁性膜を形成しているので、上記コイル導
体等をパターニングする際に、レジストが略均一の厚み
で塗布される。このため、レジストパターンに忠実なパ
ターニングができる。

一方、基板上の下部磁性膜に対してハーフエッチング
を施して上記下部磁性膜のトラック近傍部の段差を上記
下部磁性膜の膜厚分よりも小さくし、この上にコイル導
体や上部磁性膜を形成しているので、上記コイル導体等
をパターニングする際に、レジストが略均一の厚みで塗
布される。このため、レジストパターンに忠実なパター
ニングができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。なお、本実施例では２チャンネルの薄膜磁気ヘ
ッドを例に挙げて説明するが、本発明がこの実施例に限
定されるものでないことはいうまでもない。

最初に、第１の発明について、第１図（Ａ）及び第１
図（Ｂ）ないし第６図（Ａ）及び第６図（Ｂ）を参照し
ながら説明する。

本発明の第１の発明に従って薄膜磁気ヘッドを製造す
るには、先ず、第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）に示すよ
うに、基板（11）の一平面を覆うように第１絶縁膜（1
2）を被着形成する。

上記基板（11）としては、Mn-Zn系フェライトやNi-Zn
系フェライト等の強磁性酸化物材料や、チタン酸バリウ
ム，チタン酸カルシウム,MnO-NiO系セラミック等の非磁
性材料が使用される。

また、上記第１絶縁膜（12）の膜厚ａは、後述の下部
磁性膜の膜厚を考慮し適宜選択すれば良く、本実施例で
は３μｍ形成した。この膜厚ａが下部磁性膜の膜厚に比
べ極端に小さ過ぎたり、逆に極端に大き過ぎると、トラ
ック間の段差が緩和できず、初期の目的が達成できなく
なる。また、この絶縁膜（12）の材料としては、SiO₂,A
l₂O₃,Ta₂O₅等の非磁性材料が使用され、この膜付け方法
としては、スパッタリング等に代表される真空薄膜形成
技術が採用される。

次に、第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）に示すように、
上記第１絶縁膜（12）に対してプラズマエッチングを施
し、所定トラック幅と略等しい幅を有する溝（13）を形
成する。

上記溝（13）は、フロントギャップ側の溝（13a）と
バックギャップ側の溝（13b）とで構成されている。そ
して、上記フロントギャップ側の溝（13a）は、磁気記
録媒体対接面の幅方向Ｘの幅Twが所定のトラック幅と略
等しく（同等あるいは若干大きく）、また磁気記録媒体
対接面方向Ｙの幅Dpが少なくとも所定のデプス長よりも
大きくなるように形成する。さらに、バックギャップ側
の溝（13b）は、各チャンネルで連続的に形成する。

次いで、第３図（Ａ）及び第３図（Ｂ）に示すよう
に、上記溝（13）を含む第１絶縁膜（12）の全面に、強
磁性非晶質合金いわゆるアモルファス合金,Fe-Al-Si系
合金,Fe-Ni系合金，等の強磁性金属材料を上記真空薄膜
形成技術を用いて被着形成後、上記溝（13）部以外の上
記強磁性金属材料をイオンエッチング等の手法で除去
し、下部磁性膜（14）を形成する。

したがって、上記溝（13）内には上記下部磁性膜（1
4）が充填される。そして、トラック近傍部では、上記
下部磁性膜（14）が各トラック毎に分断されるととも
に、これらトラック間に上記第１絶縁膜（12）が残存す
る構造となる。このため、フロントギャップ近傍部で
は、上記下部磁性膜（14）による段差が上記第１絶縁膜
（12）により緩和された構造となる。なお、上記第１絶
縁膜（12）の膜厚ａと上記下部磁性膜（14）の膜厚ｂと
が等しくなるように形成すれば、上記上面（11a）は略
平坦となりより好ましい。

ここで、上記下部磁性膜（14）の膜厚ｂは、余り小さ
過ぎるとこの下部磁性膜（14）が磁気的に飽和し易くな
り、逆に大き過ぎるとこの下部磁性膜（14）の膜付けや
パターニングに多大な時間を要し、生産性の点で問題が
ある。かかる状況より、上記下部磁性膜（14）の膜厚ｂ
は５〜10μｍ程度が好ましい。

続いて、第４図（Ａ）及び第４図（Ｂ）に示すよう
に、コイル導体（15）及びギャップスペーサ（16）をフ
ォトリソグラフィ技術等の半導体製造プロセスを用いて
形成する。

すなわち、上記コイル導体（15）は、CuやAl等の導電
金属材料を絶縁膜（図示せず）を介して基板（11）の上
面（11a）の全面にスパッタリング等で被着した後、所
定形状にパターニング（本実施例ではスパイラル２ター
ン巻線構造）して形成する。ここで、上記コイル導体
（15）の巻線構造は上述のスパイラルかた巻線構造に限
られず、例えばスパイラル多層型、多層ヘリカル型、ジ
グザグ型、等如何なる巻線構造であっても良い。

このように、上記コイル導体（15）は、下部磁性膜
（14）による段差が第１絶縁膜（12）により緩和された
上面（11a）上に形成されるので、コイル導体（15）の
パターンエッチングの際に、レジストの塗布厚が均一と
なり、マスクパターンに忠実にパターニングできる。し
たがって、露光条件や現像条件等を緩く設定しても上記
コイル導体（15）間の短絡やレジストの残存がなくな
り、パターニング精度が大幅に向上する。

また、上記ギャップスペーサ（16）としては、SiO₂,A
l₂O₃,Ta₂O₅等の非磁性材料、あるいは上記非磁性材料と
CrやTi等の非磁性金属とを交互に積層した複合材料等が
使用でき、上記真空薄膜形成技術で膜付けする。

続いて、第５図（Ａ）及び第５図（Ｂ）に示すよう
に、上記コイル導体（15）を含む上面（11a）に絶縁膜
（図示せず）を形成後、耐熱性樹脂や耐熱性レジストよ
りなる樹脂層（18）を形成し、この樹脂層（18）に対し
て所定のトラック幅となるようにエッチングして上部磁
性膜の形成部（19）を形成する。なお、上記耐熱性樹脂
としては、例えば日立化成工業社製PIQ（商品名）、デ
ュポン社製ピラリン（Pyralin）（商品名）、東レ社製S
Pシリーズ、等の耐熱製に優れたポリイミド系樹脂が使
用でき、また、上記耐熱性レジストとしては、東京応化
社製OMR−83系統、日本合成ゴム社製JSR系統、等の耐熱
性に優れたゴム系のネガ型レジストが使用できる。

次に、第６図（Ａ）及び第６図（Ｂ）に示すように、
上部磁性膜の形成部（19）を含む樹脂層（18）上に上記
強磁性金属材料をスパッタリング等の真空薄膜形成技術
で５〜10μｍ被着形成後、上記樹脂層（28）上の強磁性
金属材料を除去し上部磁性膜（17）を形成する。この結
果、上記上部磁性膜（17）によりトラック幅規制された
薄膜磁気ヘッドが完成する。なお、上記樹脂層（28）上
の強磁性金属材料を除去した後、必要に応じてこの樹脂
層（18）を除去する。

この場合にも、各トラック間の段差が第１絶縁膜（1
2）により緩和されるために、上部磁性膜（17）の内部
応力が緩和され、磁気特性に優れた薄膜磁気ヘッドとな
る。

さらに、図示してないが、通常は上記基板（11）を所
定位置で切断した後、上述の下部磁性膜（14），コイル
導体（15），上部磁性膜（17）等により構成される磁気
回路部を保護し、磁気記録媒体との対接を確保するため
に、上記上部磁性膜（17）上に保護膜を形成し、この保
護膜上にガラス等の接着材を用いてセラミック等の保護
板を融着接合する。そして、磁気記録媒体との摺接を確
保し、所定のデプス長を得るために、磁気記録媒体対接
面に円筒研磨を施す。

以上により作製された薄膜磁気ヘッドは、各トラック
毎に下部磁性膜（14）及び上部磁性膜（17）が分断され
て形成されているので、隣接トラックからのクロストー
クによる擬似信号が大幅に減少し、電磁変換特性に優れ
たものとなる。

次に、本発明の第２の発明について、第７図（Ａ）及
び第７図（Ｂ）ないし第10図（Ａ）及び第10図（Ｂ）を
参照しながら説明する。なお、以下の説明では、先の第
１の発明と同一の部材には同一の材料が使用可能なので
その説明は省略する。

先ず、第７図（Ａ）及び第７図（Ｂ）に示すように、
基板（21）の一平面上を覆うように、下部磁性膜（22）
を真空薄膜形成技術で形成する。この下部磁性膜（22）
の膜厚ｃは第１の発明と同様に５〜10μｍ程度が好まし
い。

次に、第８図（Ａ）及び第８図（Ｂ）に示すように、
上記下部磁性膜（22）にハーフエッチングを施し、トラ
ック幅と略等しい幅を有する凸部（23）と凹部（24）と
を形成する。上記ハーフエッチングは下部磁性膜（22）
の膜厚ｂが略1/2となるまで行う。但し、後述のコイル
導体の電極形成部に相当する部分（21a）の下部磁性膜
（22）はイオンエッチングにて完全に除去する。

ここで、上記凸部（23）はフロントギャップ側の凸部
（23a）のバックギャップ側と凸部（23b）とで構成さ
れ、上記フロントギャップ側の凸部（23a）は、磁気記
録媒体対接面の幅方向Ｘの幅Twが所定のトラック幅と略
等しく、磁気記録媒体対接面方向Ｙの幅Dpが少なくとも
所定のデプス長よりも大きくなるように形成する。ま
た、、バックギャップ側の凸部（23b）は、各チャンネ
ルで連続的に形成し、平坦面とする。

このように、上記下部磁性膜（22）は、凸部（23）と
凹部（24）で構成され、この凸部（23）がトラック形成
部に相当し、凹部（24）がガードバンド部に相当する。
したがって、フロントギャップ近傍部においては、トラ
ックを形成する凸部（23）の段差が上記凹部（24）によ
り緩和されている。

次いで、第９図（Ａ）及び第９図（Ｂ）に示すよう
に、絶縁膜（図示せず）を介してコイル導体（25）及び
ギャップスペーサ（26）を先の第１の発明と同様の手法
で形成する。

このように、上記コイル導体（25）は、各トラック間
の段差が凹部（24）により緩和された略平坦な基板（2
1）上に形成されるので、このパターニングの際に、レ
ジストを略均一な厚みに塗布できるので、レジストパタ
ーンに忠実なパターニングが可能となる。したがって、
コイル導体（25）の短絡やレジストの残存がなくなる
等、このパターニング精度が大幅に向上する。

続いて、第10図（Ａ）及び第10図（Ｂ）に示すよう
に、上記凹部（24）の下部磁性膜をイオンエッチングで
除去し、フロントギャップ近傍部で上記下部磁性膜（2
2）が各トラック毎に独立するよう形成する。

以下、先の第１の発明と同様にして、上部磁性膜を形
成して薄膜磁気ヘッドを完成する。

このように、下部磁性膜（22）にハーフエッチングを
施し、トラック幅と略等しい幅を有する凸部（23）を形
成することにより、コイル導体（25）のエッチング精度
が向上する。また、トラック間の下部磁性膜（22）を２
回に分けてエッチングしているので、レジストの耐エッ
チング性が向上し、下部磁性膜（22）のパターニング精
度も向上すると言う利点もある。

さらに、以上により作製された薄膜磁気ヘッドは、磁
気記録媒体対接面で各トラック毎に下部磁性膜（22）及
び上部磁性膜（29）が分断されて形成されるので、隣接
トラックからのクロストークが改善され、電磁変換特性
に優れたものとなる。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、下部磁性膜を各ト
ラック分断したことによるトラック近傍部の段差を、第
１の発明では絶縁膜で、第２の発明では下部磁性膜にハ
ーフエッチングを施すことにより緩和し、この上にコイ
ル導体や上部磁性膜を形成しているので、上記コイル導
体や上部磁性膜のパターニング精度が大幅に向上する。
したがって、電磁変換特性や信頼性に優れた薄膜磁気ヘ
ッドが得られる。

また、本発明により作製された薄膜磁気ヘッドは、磁
気記録媒体対接面で下部磁性膜及び上部磁性膜がトラッ
ク毎に独立形成されるので隣接トラックからのクロスト
ークが低減でき、記録再生特性に優れたものとなる。こ
のため、C/N値に厳しい規制のあるデジタル記録再生用
の薄膜磁気ヘッドを製造するに本発明は好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は第１の発明をその工程に従って示
すもので、第１図（Ａ）は第１絶縁膜の形成工程を示す
斜視図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）A-A線における断
面図、第２図（Ａ）は第１絶縁膜のパターニング工程を
示す斜視図、第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）B-B線におけ
る断面図、第３図（Ａ）は下部磁性膜形成工程を示す斜
視図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）C-C線における断面
図、第４図（Ａ）はコイル導体及びギャップスペーサ形
成工程を示す斜視図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）D-D
線における断面図、第５図（Ａ）は樹脂層形成工程を示
す斜視図、第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）E-E線における
断面図、第６図（Ａ）は上部磁性膜形成工程を示す斜視
図、第６図（Ｂ）は第６図（Ａ）F-F線における断面図
をそれぞれ示す。第７図ないし第10図は第２の発明をその工程に従って示
すもので、第７図（Ａ）は下部磁性膜形成工程を示す斜
視図、第７図（Ｂ）は第７図（Ａ）G-G線における断面
図、第８図（Ａ）はハーフエッチング工程を示す斜視
図、第８図（Ｂ）は第８図（Ａ）H-H線における断面
図、第９図（Ａ）はコイル導体及びギャップスペーサ形
成工程を示す斜視図、第９図（Ｂ）は第９図（Ａ）I-I
線における断面図、第10図（Ａ）はトラック間の下部磁
性膜の除去工程を示す斜視図、第10図（Ｂ）は第10図
（Ａ）J-J線における断面図をぞれ示す。 11,21……基板 12……第１絶縁膜 13……溝 14,22……下部磁性膜 15,25……コイル導体 17,29……上部磁性膜 23……凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に下部磁性膜，コイル導体及び上部
磁性膜を絶縁膜を介して順次積層形成してなる薄膜磁気
ヘッドを複数チャンネル形成する薄膜磁気ヘッドの製造
方法において、先ず、上記基板の全面に絶縁膜を形成し、上記絶縁膜に
対してトラック幅と略等しい幅を有する溝とこれらの溝
と連なりトラック幅方向で連続する溝とを形成した後、
全面に下部磁性膜を膜付けし、上記溝内以外の部分の下
部磁性膜を除去して各チャンネル毎にトラック近傍部に
トラック幅方向で段差を持たせるとともに、それ以外の
部分は連続膜とし、この上にコイル導体及び上部磁性膜
をフォトリソグラフィ技術により形成することを特徴と
する薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】基板上に下部磁性膜，コイル導体及び上部
磁性膜を絶縁膜を介して順次積層形成してなる薄膜磁気
ヘッドを複数チャンネル形成する薄膜磁気ヘッドの製造
方法において、先ず、上記基板の全面に下部磁性膜を形成し、上記下部
磁性膜に対してハーフエッチングを施しトラック幅と略
等しい幅を有する凸部を形成して各チャンネル毎にトラ
ック近傍部にトラック幅方向で段差を持たせるととも
に、それ以外の部分は連続した平坦膜とし、この上にコ
イル導体及び上部磁性膜をフォトリソグラフィ技術によ
り形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方
法。