JP2000339622A - 薄膜磁気ヘッドの磁極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下地上に磁性膜を形成し、この磁性層表面を
イオンミルにより選択的に堀り込み加工する際において
発生するバリの除去方法を提供すること 【解決手段】 基板２表面に下地層３，下部磁性層４及
び非磁性層（アルミナ）９をこの順番でスパッタし、こ
の非磁性層の上面にパターニングしたレジスト１０を形
成する。このレジスト１０をマスクとして磁性層の途中
までイオンミルで除去し（ａ図）、次いでレジストを除
去する（ｂ図）とともに非磁性層をマスクとしてイオン
ミルを行い、磁性層の露出部分を除去する（ｃ図）。す
ると、レジスト除去により生じたバリ１２は、２回目の
イオンミルにて除去され、残った磁性層は、矩形状の磁
極４となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドの
磁極形成方法に関するもので、より具体的には磁性層に
イオンミルを行ない磁極をパターニング形式する技術の
改良に関する。

【０００２】

【発明の背景】薄膜磁気ヘッドは、記録媒体への書き込
み及び記録されたデータの読み出しのための磁極を備え
ている。図１，図２は、従来の薄膜磁気ヘッド１におけ
る磁極の製造方法を示している。

【０００３】下部磁極層の例をとって説明すると、図１
（ａ）に示すように、平坦かつ滑らかな面が形成されて
いる基板１の上面に、アルミナ等の絶縁体をスパッタす
ることにより下地層３を形成し、さらにその上面にめっ
き成長させて磁性層４を積層する。

【０００４】次いで、下地層３の上面に、磁極の形状に
パターニングしたレジスト５を成膜し（同図（ｂ））、
その後、イオンミルを行い露出した磁性層４の表面を除
去する。これにより、図２（ａ）に示すように、磁性層
のうちレジスト５で覆われていた部分が残り、下部磁極
６となる。そして、このイオンミルによって除去されて
飛散した削り屑（主として磁性層４の形成材料：パーマ
ロイ）が、再付着物７として下部磁極６並びに残ったレ
ジスト５の側面に付着してしまう。

【０００５】その後、残ったレジスト５を除去すると、
図２（ｂ）に示すように、再付着物７の先端７ａがバリ
として下部磁極６の上に突出した状態で残ってしまう。
しかも、実際には再付着物７は薄いので、レジスト５が
なくなると図示するように内側に折れ曲がってしまう。
すると、この下部磁極６の製造工程の次はギャップ層
（仮に上部磁極とすると保護膜）をスパッタにより形成
する工程となるので、その突出した先端７ａと下部磁極
６の上面との間の空間Ｋにアルミナをスパッタすること
ができず、空間が形成されて（穴があいて）しまう。

【０００６】そこで、通常このレジスト除去工程の後
に、再付着物７の除去を行う。この除去は、磁性層４の
除去のときと角度を変えてより斜め方向からイオンミル
を行うことになるが、そのように斜めからイオンミルす
ること及び特に再付着物７の先端７ａのバリの部分を除
去することから、図２（ｃ）に示すように、下部磁極６
の上面角部６ａが斜めに除去されてしまい、磁極形状が
悪くなる。その結果、下部磁極６の周波数特性が変化し
て、書き込み及びまたは読み出しが正常に行えないとい
う問題が生じる。

【０００７】さらに、この再付着物７の除去工程の際に
は、下部磁極６の上面６ｂが露出した状態でイオンミル
を行うので、その上面６ｂも削れてしまい、厚さが薄く
なったり、表面が荒れるおそれもあり、係る点からも磁
気特性の劣化をきたす。また、上記した例では、下部磁
極を図示して説明したが、上部磁極においても同様の問
題が生じる。

【０００８】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、磁性層表面をイオンミルにより選択的に堀り込み加
工する際に磁極等の側面に付着する再付着物の悪影響を
受けず、その再付着物によるバリを除去することがで
き、さらに、磁極形状を所望の形状（通常は矩形）にす
ることができ、磁気特性（周波数特性の劣化）をきたす
ことのない薄膜磁気ヘッドの磁極形成方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの磁極形成方法で
は、下地層，磁性層及び非磁性層をこの順に下から積層
し、前記非磁性層の表面にレジストをパターン形成した
後、第１イオンミル行程により前記レジストで被覆され
ずに露出した非磁性層を除去するとともに、その非磁性
層が除去されることにより新たに露出した前記磁性層を
途中まで除去する。次いで、前記レジストを除去する。
その後、前記第１イオンミル行程にて除去せずに残って
露出した前記磁性層を、第２イオンミル行程により前記
絶縁性の下地層が露出するまで掘り込み加工して除去す
ることで前記下地層上に前記磁性層からなる磁極を形成
するようにした（請求項１）。

【００１０】そして、好ましくは前記第２イオンミル行
程終了後に、角度を変えて再度イオンミルを行い、前記
磁極の側面に付着した再付着物を除去する工程をさらに
有することである（請求項２）。

【００１１】さらにまた、前記非磁性層，前記磁性層並
びに前記レジストのイオンミルレートが、「レジスト＞
磁性層＞非磁性層」の関係になるように材料を選択する
とより好ましい（請求項３）。

【００１２】なお、前記レジストの初期膜厚とその材質
は、前記第１イオンミル行程終了時までに掘り込み尽く
されないようなものとし、逆に、前記絶縁層の初期膜厚
とその材質は、前記第１イオンミル行程を終了する前
に、前記レジストが掘り込み尽くされないようにする。

【００１３】そして、この前記絶縁層の初期膜厚とその
材質及びイオンミル行程を行う手段の設定は、前記第２
イオンミル行程を終了した時点で形成される前記磁性層
表面までイオンミル行程が及ばないようにし、その逆
に、前記第１イオンミル行程で露出する前記磁性層表面
は、前記第２イオンミル行程が終了した時点で前記絶縁
性の下地層が露出するまで掘り込み除去できるようにす
るとよい。

【００１４】本発明では、前記第１イオンミル行程では
レジストが非磁性層，磁性層表面に対してのマスクの役
割を果たし、磁極の形状にパターニングし、第２イオン
ミル行程では、レジストが除去されるものの非磁性層が
磁性層表面に対してのマスクの役割を果たしている。こ
れにより、磁性層が所定形状にパターニングされ磁極が
形成される。

【００１５】そして、第１イオンミル工程により発生す
る削り屑の一部が、レジスト，非磁性層，磁性層の側面
に付着し、レジスト除去とともにそのレジストの側面に
付着していた再付着物がバリとして残るが、係るバリ
は、第２イオンミル工程を行う際に除去される。

【００１６】そして、第２イオンミル工程では、非磁性
層をマスクとして使用しているため、イオンミル終了後
に係る非磁性層を除去する必要がない（通常、磁極の上
にギャップ層（下部磁極の場合），保護層（上部磁極層
の場合）が存在し、いずれも非磁性層（アルミナ）であ
るため）ので、再付着物によるバリは発生しない。よっ
て、その後に行う各層の形成も確実に行う（隙間なく成
膜する）ことができる（図２（ｂ）に示す空間Ｋがない
ため）。また、第２イオンミル工程によりバリを除去す
るときも、非磁性層が存在するため、磁性層の上面にイ
オンミルがあたり、削られたり、表面が荒れることもな
い。

【００１７】また、再付着物は非常に薄いため、磁気特
性にさほど影響を与えない（特に上部磁極層の場合）た
め、そのまま残してもよいが、例えば下部磁極の場合に
は、その上側にギャップ層をおいて上部磁極層が存在す
ることも相俟ってその再付着物を除去したいという要請
がある場合には、請求項２を実行し再付着物を除去す
る。その場合にも、バリがないのでその部分にイオンミ
ルが集中することもなく上端縁が大きく除去されて角部
がテーパー状になりにくい。

【００１８】また、仮に角部がテーパー状になったとし
ても、第２イオンミル工程で非磁性層が残るようにして
おけば、その削られる部分は非磁性であるので、磁極の
形状は矩形状のままとなる。また、そのように再付着物
の除去工程をする場合には、第２イオンミル工程で非磁
性層を残すようにすると、係る再付着物の除去工程の際
に磁性層の上面がイオンミルで削られたり、荒らされた
りすることがないのでより好ましい。

【００１９】さらに、請求項３のようにすると、非磁性
層やレジストの膜厚を薄くすることができるので、短時
間で効率よくパターニングすなわち磁極形成をすること
ができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る薄膜磁気ヘッ
ドの磁極形成方法の好適な一実施の形態を説明する。本
形態では下部磁極の形成プロセスについて示している
が、後述するごとく上部磁極についても同様に行える。

【００２１】まず、図３（ａ）に示すように、平坦で滑
らかな面が形成されている基板２の表面全面にスパッタ
法で絶縁体であるアルミナをスパッタすることにより下
地層３が形成されている。さらに、この下地層３の表面
にパーマロイをめっき成長させて下部磁性層４を成膜す
る。この下部磁性層４の膜厚は、２〜５μｍ程度とす
る。

【００２２】ここまでは、従来の製造プロセスと同様で
ある。そして、従来であればこの下部磁性層４の上面に
パターニングしたレジストを設ける行程に移行するが、
本形態ではその前に非磁性材であるアルミナをスパッタ
し、下部磁性層４の上面全面に非磁性層９を成膜する。

【００２３】次いで、この非磁性層９の上面全面にレジ
ストを塗布した後フォトリソグラフィ技術により、同図
（ｂ）に示すように、下部磁極の平面形状にパターンニ
ングしたレジスト１０を形成する。

【００２４】続いて、図５（ａ）に示すように、パター
ン形成したレジスト１０をマスクとして１回目のイオン
ミル加工を行い（アルゴンイオンを入射角ゼロで行
う）、レジスト１０で被覆されずに露出する非磁性層９
を全て取り除き、さらにイオンミル加工を続けることに
より、この非磁性層９を取り除くことで露出した下部磁
性層４の領域を所定の深さ分だけ掘り込む。これによ
り、非磁性層９はレジスト１０のパターンに沿って残
り、また、下部磁性層４は、その上面に上記パターンの
凸部４ａが形成される。

【００２５】このように１回目のイオンミル加工を行う
と、掘り込まれた非磁性層（アルミナ）び下部磁性層４
（パーマロイ）の削り屑が周囲に飛散し、その一部が付
着する。つまり、イオンミルで除去されずに残ったレジ
スト１０，非磁性層９並びに下部磁性層４の表面の凸部
４ａの側面に上記削り屑が再付着し再付着物１１が成膜
される。

【００２６】その後、０_２プラズマ，アセトン洗浄を所
定回数行い残ったレジスト１０を除去すると、同図
（ｂ）に示すように、レジスト１０の側面に付着してい
た再付着物１１が除去されずに残り、非磁性層９の上面
より突出したバリ１２となる。

【００２７】この状態で、再度イオンミル加工を行う。
この２度目のイオンミル加工の際には、レジストがすで
に除去されているものの、レジスト、つまり製造しよう
とする下部磁極のパターン形状となった非磁性層９が下
部磁性層４（凸部４ａ）の上面を覆っているので、その
非磁性層９がマスクとして機能し、被覆した凸部４ａが
イオンミルでエッチングされることを防ぐ。つまり、非
磁性層９で覆われずに露出する下部磁性層４の表面部分
を除去する。このとき、非磁性層９を構成するアルミナ
は、下部磁性層４のパーマロイに比べて硬い（エッチン
グレートが遅い）ので、マスクとして十分機能する。

【００２８】また、イオンミルは突起物のところでレー
トが大きくなるので、図示の場合、バリ１２の部分は、
確実に除去される。もちろん、非磁性層９もある程度の
厚さ分除去される。

【００２９】最終的には同図（ｃ）に示すように、下部
磁性層が全て掘り込み除去されて下地層３の表面に下部
磁極６がパターン形成される。また、この状態では、非
磁性層９も所定厚さ残っており、さらに、下部磁極６，
非磁性層９の側面に再付着物１１が残る。

【００３０】但し、再付着物１１の上部は、非磁性層９
の側面に付着しており、バリは発生していない。従っ
て、この後所定層（通常はアルミナ）をスパッタなどし
て成膜した場合、図２（ｂ）に示したバリによる空間Ｋ
が存在せず、その表面全面を綺麗に成膜することができ
る。よって、バリが倒れ込むことによる弊害は解消され
る。また、非磁性層９は、例えばギャップ層（上部磁極
の場合には保護膜）の一部として用いることができる。

【００３１】さらに、実際の再付着物１１の膜厚はごく
僅かであり、また、残った非磁性層９の側面に付着され
た再付着物１１の部分が磁気特性に影響を与えない場合
には、そのまま残しても良い。

【００３２】一方、再付着物１１を除去する場合には、
この二度目のイオンミル加工後にさらにイオンミルのビ
ーム入射角を変更して前記下部磁極６の側面にある再付
着層１１に当たるようにすることで除去される。この再
付着物１１の除去行程による下部磁極６への影響である
が、バリとして突出しているわけではないので、その上
端に集中することが無く、また、仮に図２（Ｃ）に示し
た従来の問題点のように上端角部が除去されたとしても
その部分は非磁性層９であるので、いずれにしても下部
磁極６は矩形状を保つことができる。

【００３３】また、上部磁極を製造する場合には、下部
磁性層４が上部磁性層となり、下地層３はギャップ層な
どとなり、基板２は下部磁極などというように、各層を
構成する部材が変わるものの、磁性層の上面にアルミナ
などの非磁性層を積層した後、２回に分けてイオンミル
をし、しかも、１回目のイオンミルの後、レジスト除去
し、残った非磁性層が新たなマスクとなることは同じで
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る加工方法で
は、磁性層の上に非磁性層を積層し、その上にパターニ
ングしたレジストを形成し、その状態でそのレジストを
マスクとして使用して第１イオンミルを行い磁性層の途
中まで除去後、レジストを除去し、次に非磁性層をマス
クとして第２イオンミルを行い磁性層を最後まで除去す
ることにより磁極を形成するようにしたため、レジスト
の除去で生成される再付着物に伴うバリは第２イオンミ
ル時に除去できる。よって、バリがなくその後の各層も
隙間なく形成することができる。

【００３５】また、第２イオンミル終了後に残った再付
着物を除去したとしても（請求項２）磁極は所望の形状
を保持できるので、磁気特性に悪影響を与えない。

【００３６】さらに、請求項３に記載するようなイオン
ミルレートの材質を使用すると、マスクとして使用する
レジストや非磁性層の膜厚を薄くできるので、効率よく
短時間で不要部分を除去して磁極を形成できるのでより
好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の薄膜磁気ヘッドの磁極コアとなる磁性層
の表面加工手順を示す断面図（その１）である。

【図２】従来の薄膜磁気ヘッドの磁極コアとなる磁性層
の表面加工手順を示す断面図（その２）である。

【図３】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの磁極コアとなる
磁性層の表面加工手順を示す断面図（その１）である。

【図４】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの磁極コアとなる
磁性層の表面加工手順を示す断面図である（その２）。

【符号の説明】

２ 基板 ３ 下地層 ４ 下部磁性層（磁性層） ４ａ 凸部 ６ 下部磁極（磁極） ９ 非磁性層 １０ レジスト １１ 再付着層 １２ バリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下地層，磁性層及び非磁性層をこの順に
   下から積層し、前記非磁性層の表面にレジストをパター
   ン形成した後、第１イオンミル行程により前記レジスト
   で被覆されずに露出した非磁性層を除去するとともに、
   その非磁性層が除去されることにより新たに露出した前
   記磁性層を途中まで除去し、 次いで、前記レジストを除去し、 その後、前記第１イオンミル行程にて除去せずに残って
   露出した前記磁性層を、第２イオンミル行程により前記
   絶縁性の下地層が露出するまで掘り込み加工して除去す
   ることで前記下地層上に前記磁性層からなる磁極を形成
   する薄膜磁気ヘッドの磁極形成方法。
2. 【請求項２】 前記第２イオンミル行程終了後に、角度
   を変えて再度イオンミルを行い、前記磁極の側面に付着
   した再付着物を除去するようにしたことを特徴とする薄
   膜磁気ヘッドの磁極形成方法。
3. 【請求項３】 前記非磁性層，前記磁性層並びに前記レ
   ジストのイオンミルレートは、 レジスト＞磁性層＞非磁性層 となるようにしたことを特徴とする請求項１または２に
   記載の薄膜磁気ヘッドの磁極形成方法。