JP2000123321A

JP2000123321A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JP2000123321A
Application number: JP10297247A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Kobayashi; 常雄小林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】エッチング時のシャドウ効果を抑制して、薄
膜磁気ヘッドの製造過程におけるエッチング残り等の不
安定原因を除去し、薄膜磁気ヘッドの信頼性及び品質の
向上を図る。【解決手段】塗布されたフォトレジストに対してハー
ドキュアを行うことにより導体膜間を絶縁する絶縁膜を
形成する硬化工程の直前に上記フォトレジストに対して
紫外光を照射する紫外光照射工程を行うことによって薄
膜磁気ヘッド１を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高記録密度のハー
ドディスク装置等に用いて好適な薄膜磁気ヘッドの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、薄膜磁気ヘッドは、磁性膜、絶
縁膜等の薄膜層が多層に積層され、さらに導体コイルや
リード線が形成されて構成されている。薄膜磁気ヘッド
は、上述した薄膜層が真空薄膜形成技術により形成され
るため、狭トラック化や狭ギャップ化等の微細寸法化が
非常に容易で高分解能記録が可能であるという特徴を有
している。このため、薄膜磁気ヘッドは、高密度記録化
に対応する技術として注目されている。

【０００３】薄膜磁気ヘッドとしては、電磁誘導を利用
した磁気ヘッド（以下、インダクティブヘッドと称す
る。）と、磁気抵抗効果を利用した磁気ヘッド（以下、
ＭＲヘッドと称する。）とが知られている。

【０００４】インダクティブヘッドは、フェライト等の
酸化物磁性材料からなる基板上に真空薄膜形成技術によ
って導体コイル及び磁性体膜が形成されて構成されたも
のが知られている。具体的には、例えば、フェライト等
の酸化物磁性材料からなる基板上に軟磁性体層よりなる
下層シールドが形成され、この上に下層シールドと導体
コイルとの絶縁を図るための絶縁層、または平坦化層が
成膜される。さらに、その上に導体コイルがスパイラル
状に形成されている。そして、導体コイルが形成された
表面上の平坦化を図るために、レジスト等の高分子材料
からなる平坦化層が形成され、平坦化された表面に軟磁
性体層よりなる上層シールドが形成されて構成されてい
る。

【０００５】また、ＭＲヘッドは、磁気記録媒体に記録
された情報信号の再生にのみ用いられるタイプの磁気ヘ
ッドであり、基板上に軟磁性薄膜よりなる下層シールド
と上層シールドとが形成され、この下層シールドと上層
シールドとの間に磁気抵抗効果を有する磁性薄膜よりな
る磁気抵抗効果型素子（以下、ＭＲ素子と称する。）
と、このＭＲ素子に対してセンス電流を供給するリード
線とが構成されている。また、ＭＲヘッドは、上層シー
ルド、下層シールド及びＭＲ素子間の絶縁を図るため絶
縁膜が形成されて構成されている。

【０００６】さらに、薄膜磁気ヘッドとしては、上述し
たようなインダクティブヘッドを記録用ヘッドとし、Ｍ
Ｒヘッドを再生用ヘッドとして組み合わせた複合型の薄
膜磁気ヘッドとして構成されたものが知られており、い
わゆるＱＩＣ（ＱｕａｒｔｅｒＩｎｃｈＣａｓｓｅ
ｔｔｅ）等の磁気記録再生装置に用いられている。

【０００７】薄膜磁気ヘッドにおいては、その製造過程
におけるリード線等の導体膜を形成するに際して、リー
ド線等が他の導体膜とショートしないように注意が払わ
れている。リード線等と他の導体膜とのショートの防止
策として、絶縁性が懸念される部分にレジスト等の高分
子材料をキュアした硬化膜（以下、キュア膜と称す
る。）を絶縁膜として形成する方法が取られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようにキュア膜によって薄膜磁気ヘッドの絶縁性を向
上させる方法を採用した場合に、キュア膜等の厚さが他
の薄膜導体や絶縁体よりも格段に厚くなってしまう場合
がある。キュア膜等が厚くなると、エッチング時にシャ
ドウ効果を引き起こして、エッチング残りが生じたり、
あるいはこのエッチング残りを解消するためのオーバー
エッチング等の問題を引き起こす原因となる。

【０００９】そこで、本発明は、エッチング時のシャド
ウ効果を抑制して、薄膜磁気ヘッドの製造過程における
エッチング残りやエッチング残りを解消するために行わ
れるオーバーエッチングという不安定原因を除去し、信
頼性及び品質の向上を図ることを可能とする薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、塗布された
フォトレジストに対してハードキュアを行うことにより
導電膜間を絶縁する絶縁膜を形成する硬化工程を備え、
この硬化工程の直前にフォトレジストに対して紫外光を
照射する紫外光照射工程が行われることを特徴とする。

【００１１】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法に
よれば、導電膜間を絶縁する絶縁膜が、塗布されたフォ
トレジストに対してハードキュアする直前に紫外光が照
射されて形成されることにより、絶縁膜を薄化すること
ができるため、エッチング時において生ずるシャドウ効
果によるエッチング残りや、このエッチング残りを解消
するために行われるオーバーエッチングによって生じる
弊害が防止され、薄膜磁気ヘッドの信頼性及び品質が向
上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法の具体的な実施の形態について、図面を参
照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態におい
ては、薄膜磁気ヘッド１を磁気記録媒体からの磁気信号
を検出して情報信号の再生を行うＭＲヘッドであって、
センス電流がトラック幅方向に流れるいわゆる横型のＭ
Ｒヘッドを例にして説明する。

【００１３】薄膜磁気ヘッド１は、図１に示すように、
非磁性の基板２上に絶縁層３を介して軟磁性層である下
層シールド４が積層される。また、薄膜磁気ヘッド１
は、下層シールド４上に再生下層ギャップ５、磁気抵抗
効果素子（以下、ＭＲ素子６と称する。）、上層ギャッ
プ７及び上層シールド８が順次積層されて構成されてい
る。

【００１４】基板２は、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ等に
より形成されている。また、絶縁層３は、例えば、アル
ミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等により形成されている。これら非磁
性基板２と絶縁層３とは、薄膜磁気ヘッド１の基体を構
成している。

【００１５】下層シールド４は、例えば、センダスト
（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）等の軟磁性材料からなり、スパッ
タリング等の成膜方法によって形成されている。下層シ
ールド４は、図２に示すように、薄膜磁気ヘッド１が磁
気記録媒体と対向する側（以下、磁気記録媒体対向面と
称する。）の端部（以下、前端部４ａと称する。）及び
その反対側の端部（以下、後端部４ｂと称する。）が絶
縁層３に向かって約４５°の角度で傾斜して形成されて
いる。

【００１６】再生下層ギャップ５は、下層シールド４上
に、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等により形成されてい
る。再生下層ギャップ５は、非磁性の絶縁膜であり、図
２に示すように、下層シールド４の平坦な上面にのみ形
成され、前端部４ａ及び後端部４ｂの傾斜した側面には
形成されていない。

【００１７】ＭＲ素子６は、磁気記録媒体からの磁気信
号を検出し、情報信号の再生を行うものであり、図２に
示すように、再生下層ギャップ５上の磁気記録媒体対向
面側に形成されている。ＭＲ素子６は、その長手方向が
磁気記録媒体対向面と平行になるように配置される、い
わゆる横型のＭＲヘッドである。

【００１８】また、ＭＲ素子６は、薄膜磁気ヘッド１が
所定形状に切り出されて形成された際に一方の端面が磁
気記録媒体対向面おいて露出するように配置されてい
る。

【００１９】ＭＲ素子６は、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−
Ｃｏ等の磁性材料、或いは磁性材料と非磁性金属材料と
が積層されて形成される導体膜である。ＭＲ素子６にお
いては、入力される磁気記録媒体の磁束密度（磁束量）
に応じて電気抵抗が変化して磁気抵抗効果を生じる。

【００２０】薄膜磁気ヘッド１には、ＭＲ素子６の長手
方向の両端部に強磁性体膜であるハード膜９が形成され
ている。ハード膜９は、ＭＲ素子６の磁化方向を安定化
させる。

【００２１】また、薄膜磁気ヘッド１には、ＭＲ素子６
に対してセンス電流を供給するリード線１０が形成され
ている。リード線１０は、ＭＲ素子６の長手方向の両端
部にそれぞれハード膜９を介して接続されている。リー
ド線１０は、導体膜でありＭＲ素子６のトラック幅と平
行に、すなわち長手方向に沿ってセンス電流を供給する
とともに、自身にも磁気記録媒体対向面と垂直方向にセ
ンス電流が流れる。

【００２２】リード線１０は、図２に示すように、ＭＲ
素子６が形成された再生下層ギャップ５上から絶縁膜３
上にわたって形成されている。すなわち、リード線１０
は、絶縁膜である再生下層ギャップ５が形成されていな
い下層シールド４の後端側の傾斜した側面上にも形成さ
れることになる。このため、下層シールド４とリード線
１０とショート防止のため絶縁するキュア膜１１が絶縁
膜として形成されている。

【００２３】キュア膜１１は、紫外光が照射されたレジ
スト等の高分子材料に対してハードキュアを行って形成
された絶縁膜であり、再生下層ギャップ５上から下層シ
ールド４の後端部４ｂ近傍の傾斜した側面上を経て絶縁
膜３の上面上に形成されている。

【００２４】キュア膜１１の厚み、傾斜は、ハードキュ
ア後に行われるイオンリミングの角度によって決定され
る。例えば、３０°の角度でイオンリミングを行う場合
には、図３（ａ）に示す場合（ｂ₁が６μｍ、ｃ₁が３．
８μｍに形成されてキュア膜１１）においては頂点ａの
部分が影になるため３０°ではイオンミリング不可能で
あるが、図３（ｂ）に示す場合（ｂ₂が６μｍ、ｃ₂が
３．２μｍに形成されてキュア膜１１）においては３０
°でイオンミリングが可能である。このため、イオンミ
リングを行う角度よりも小さな角度でキュア膜１１を形
成できるようにレジスト等が選定される。

【００２５】上層ギャップ７は、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂等
の非磁性材料からなる絶縁層であり、ＭＲ素子６と上層
シールド８とを絶縁する。

【００２６】上層シールド８は、下層シールド４と同様
に、例えば、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ等の良好な軟磁気特性を
示す金属磁性材料からなり、スパッタリング等の成膜方
法によって形成されている。

【００２７】上述したような薄膜磁気ヘッド１におい
て、下層シールド４と上層シールド８とは、磁気記録媒
体からの信号磁界のうち、再生対象外の磁界がＭＲ素子
６に引き込まれないように機能する。すなわち、薄膜磁
気ヘッド１においては、下層シールド４と上層シールド
８とがＭＲ素子６の上下に再生下層ギャップ５と上層ギ
ャップ８とを介して配されているために、磁気記録媒体
からの信号磁界のうち、再生対象外の磁界が下層シール
ド４と上層シールド８とに導かれ、再生対象の信号磁界
だけがＭＲ素子６に引き込まれる。

【００２８】上述した構成を有する薄膜磁気ヘッド１の
製造方法について説明する。

【００２９】薄膜磁気ヘッド１を作製するには、まず非
磁性の基板２上に絶縁層３が形成され、その上に下層シ
ールド４が積層され、所定形状に形成される。

【００３０】つぎに、下層シールド４上に非磁性の絶縁
膜である再生下層ギャップ５がスパッタリングによって
積層される。また、再生下層ギャップ５上にスパッタリ
ング装置、蒸着装置、イオンビームスパッタリング装
置、或いは分子ビームスパッタリング装置等を用いて導
体膜であるＭＲ素子６が成膜される。

【００３１】そして、下層シールド４の後端部４ｂの傾
斜した側面にフォトレジストを塗布して、紫外光を照射
する。フォトレジストに対する紫外光の照射条件は、下
層シールド４の後端部４ｂに塗布されるフォトレジスト
の適正露光量以上が必要である。例えば、東京応化株式
会社製のフォトレジストＯＦＰＲ８６００を塗布した場
合には、ニコン製ＮＳＲ１５０５Ｇ３（ステッパー）を
用いて２５０ｍｓｅｃ以上の露光量が必要である。

【００３２】その後、紫外光が照射されたフォトレジス
トに対してハードキュアを行うことによりキュア膜１１
が形成される。

【００３３】キュア膜１１は、図４に示す領域Ａにおい
て、その膜厚が厚くかつ傾斜が急に形成されると、リー
ド線１０のみが形成された部分と下層シールド４及びキ
ュア膜１１が積層された部分とで囲まれた部位における
エッチング処理が困難となり、シャドウ効果を引き起こ
しエッチング残りが生ずる原因となっている。

【００３４】エッチング残りは、直接リード線１０のシ
ョートの原因となる。リード線１０は、ＭＲヘッドにお
いてＭＲ素子６にセンス電流を供給するものであるた
め、ショートが発生するとＭＲ素子６にセンス電流が到
達する前に、ショートした部分でバイパスされてしま
い、その役目を果たせないという問題が生じる。

【００３５】また、上述したエッチング残りを解消する
ために、オーバーエッチングとなってしまうと、リード
線１０のエッチングの際にＭＲ素子６のパターンが形成
される場合においては、図５に示すＭＲ素子６と再生下
層ギャップ５の上面との段差Ｂが非常に大きくなってし
まう。ＭＲ素子６と再生下層ギャップ５の上面との段差
が大きくなった場合には、後の工程において形成される
ことになる上層シールド８との絶縁性が不足し、ＭＲ素
子６と上層シールド８との間でショートが起きてしま
う。具体的には、ＭＲ素子６上に成膜されて上層シール
ド８との絶縁を図る上層ギャップ７は、その厚さが薄膜
磁気ヘッド１の設計上１５０ｎｍと決まっている。これ
に対し、ＭＲ素子６と上層シールド８とを絶縁するのに
必要な上層ギャップ７の厚さは、ＭＲ素子６と再生下層
ギャップ５の上面との段差の１．５倍必要である。した
がって、ＭＲ素子６と再生下層ギャップ５の上面との段
差は１００ｎｍ程度に抑える必要があるが、オーバーエ
ッチングによってＭＲ素子６と再生下層ギャップ５の上
面との段差Ｂが大きくなってしまった場合のマージンが
皆無に等しくなるという問題があった。

【００３６】そこで、キュア膜１１は、塗布されたフォ
トレジスト等の高分子材料に対して紫外光を照射するこ
とにより、膜厚が薄くなり、また傾斜も緩やかになる。
このため、紫外光が照射されたキュア膜１１は、エッチ
ング時に発生するシャドウ効果を抑制することができ
る。この結果、シャドウ効果により生ずるエッチング残
りを抑制し、さらには過剰なエッチング処理を施すいわ
ゆるオーバーエッチングも防止し得る。

【００３７】図６（ａ）は、図４中矢印Ｘ方向に向かっ
て測定した高さにより求められるハードキュアのみが行
われて形成されたキュア膜の厚みと傾斜を示す特性図で
あり、図６（ｂ）は、紫外光の照射が行われた後ハード
キュアが行われて形成されたキュア膜１１の厚みと傾斜
を示す特性図であるが、図６（ａ）に示す紫外光が照射
されないキュア膜と比べて、図６（ｂ）に示す紫外光が
照射されたキュア膜１１の方が膜厚が薄くなっているの
に加えて、形状も緩やかな傾斜に変化している。これに
よって、エッチング時のシャドウ効果を抑制することが
でき、シャドウ効果によって生ずるエッチング残りやオ
ーバーエッチング等の弊害が防止される。

【００３８】その後、ハード膜９及びリード線１０を再
生下層ギャップ５上に形成し、その上に上層ギャップ７
をスパッタリングにより形成し、さらに上層ギャップ７
上に上層シールド８を形成する。

【００３９】上述した各薄膜層が形成、積層された後
に、所定形状に切り出されることにより薄膜磁気ヘッド
１が完成する。

【００４０】なお、本実施の形態においては、薄膜磁気
ヘッド１をＭＲヘッドに適用した具体例について説明し
たが、これに限るものではなく例えばインダクティブヘ
ッドに形成されれ導体コイルと上層シールドとの絶縁を
図る平坦化膜についても摘要可能であることは勿論であ
る。この場合、平坦化膜は、ハードキュア直前に紫外光
が照射されることにより薄化されるが、絶縁膜としての
機能は失わず、オーバーエッチングの心配もないことか
ら薄膜磁気ヘッドに対する信頼性や品質が向上する。

【００４１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明に係
る薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、フォトレジスト
等の高分子材料をハードキュアして絶縁膜を形成する直
前に紫外光を高分子材料に対して照射することにより、
絶縁層の膜厚が薄く形成されるため、エッチング時の際
のシャドウ効果により生じるエッチング残りや、このエ
ッチング残りを解消するために行われるオーバーエッチ
ングが無くなり、導体膜間の絶縁性が改善され、薄膜磁
気ヘッドに対する信頼性や品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】薄膜磁気ヘッドを磁気記録媒体の対向面側から
見た正面図である。

【図２】薄膜磁気ヘッドの縦断面図である。

【図３】薄膜磁気ヘッドのキュア膜の傾斜を説明するた
めの説明図である。

【図４】薄膜磁気ヘッドの平面図である。

【図５】薄膜磁気ヘッドの要部拡大縦断面図である。

【図６】（ａ）は、紫外光が照射されないで形成された
キュア膜の特性図であり、（ｂ）は、紫外光が照射され
て形成されたキュア膜の特性図である。

【符号の説明】

１薄膜磁気ヘッド，２基板，３絶縁膜，４下層
シールド，５再生下層ギャップ，６ＭＲ素子（磁気
抵抗効果型素子），７上層ギャップ，８上層シール
ド，９ハード膜，１０リード線，１１キュア膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布されたフォトレジストに対してハー
ドキュアを行うことにより導体膜間を絶縁する絶縁膜を
形成する硬化工程を備える薄磁気ヘッドの製造方法にお
いて、上記硬化工程の直前に上記フォトレジストに対して紫外
光を照射する紫外光照射工程が行われることを特徴とす
ると薄膜磁気ヘッドの製造方法。