JP2595600B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、PCM方式の磁気記録再生装置等に用いられ
る薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、基板上に絶縁膜を介して導体コイルおよび
上部磁性膜を積層し磁気回路部を形成してなる薄膜磁気
ヘッドの製造方法において、磁気ギャップに相当する位
置の絶縁膜を当該磁気ギャップのトラック幅よりも大な
る窓幅でハーフエッチングした後、再度磁気ギャップに
相当する位置の絶縁膜を磁気ギャップのトラック幅以下
の窓幅でエッチングすることにより、トラック幅の精度
を向上させて信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを製造しよう
とするものである。

〔従来の技術〕

一般に薄膜磁気ヘッドは、磁気回路部を構成する磁性
薄膜や導体薄膜等が真空薄膜形成技術により形成される
ために、狭トラック化や狭ギャップ化等の微細寸法が容
易で高分解能記録が可能であるという特徴を有してお
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。

このような薄膜磁気ヘッドは、通常の以下のような手
法に従って作製される。

例えば、フェライト等からなる基板上に強磁性材料等
の磁性薄膜を被着した後、所定のパターンとなるように
下部磁性膜を形成する。そして、その下部磁性膜上に第
１の絶縁膜を形成する。

次いで、上記の絶縁膜上に導体薄膜を被着しフォトエ
ッチング等を施してスパイラル状の第１の導体コイルを
形成する。そして、上記の第１の導体コイル上に第２の
絶縁膜を形成する。

次に、上記第１の導体コイルと後工程で形成する第２
の導体コイルとの接続を図るために上記第２の絶縁膜の
所定位置に窓部を形成する。

次いで、上記第２の絶縁膜上に前記第１の導体コイル
と同様の手法で第２の導体コイルを形成した後、その上
に第３の絶縁膜を形成する。

次に、磁気ギャップに相当する位置の絶縁膜に対して
エッチングを施してトラック幅と対応する窓部（ギャッ
プ面）を形成する。

そして上記窓部を含めて基板全体にギャップ膜を成膜
した後、バックギャップに相当する部分のギャップ膜を
除去し、その後磁性薄膜を被着しエッチングを施して所
定形状の上部磁性膜を形成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般的にトラック幅を形成するには、磁気ギャップに
相当する位置に積層された絶縁膜を一度にエッチングす
ることで行われている。

ところが、上記磁気ギャップに相当する位置に積層さ
れた絶縁膜の膜厚が厚いため、一度にエッチングを施そ
うとすると、窓部の幅すなわちトラック幅寸法精度を確
保することが難しい。特に、トラック幅となる部分の両
端部の絶縁膜はいわゆる影の部分に入り、エッチングさ
れずに残存してしまう傾向にあり予想よりもトラック幅
が狭くなってしまうことが多い。また、エッチング時間
が長くなることからその終点を判断することも難しく、
下部磁性膜のギャップ面までもがエッチングされて凹凸
面になる虞れがある。このため、ギャップ長が実質上大
きくなって電磁変換特性が低下することがある。さらに
は、エッチングに要する時間が相当かかる等の問題もあ
り、トラック幅を正確に制御をすることは非常に難しい
ものとなっている。

そこで、トラック幅の制御をより容易にするため、エ
ッチング処理を２回に分けて前記窓部を形成することが
考えられる。

すなわち、前記した第１の導体コイルと第２の導体コ
イルの接続を図るための窓部形成工程と同時に、磁気ギ
ャップに相当する位置の絶縁膜を下部磁性層が露出しな
いようにエッチングを施す。そして前記工程と同様、第
２の導体コイル，第３の絶縁膜を形成した後、再度磁気
ギャップに相当する位置の絶縁膜をエッチングして窓部
を形成し所定幅のトラック幅とする。

その際、最初のエッチングでの窓幅と２回目のエッチ
ングでの窓幅とを同じ幅、すなわちトラック幅とした窓
を有するフォトマスクを用いてエッチングした場合、２
回目のエッチングでフォトマスクがずれた場合には所定
のトラック幅よりも小さくなってしまう。

仮に、フォトマスクを最初の窓部に合わせることがで
きても、実際のエッチングでは基板上に成膜されている
絶縁膜の膜厚が異なることがあり、膜厚の違いによりエ
ッチングの終了時が異なる。すなわち、膜厚の厚い部分
のエッチング終了時には、膜厚の薄い部分は既にエッチ
ングが終了しており、上記膜厚の薄い部分は膜厚が厚い
部分のエッチングが終了するまでの間はオーバーエッチ
ングされる虞れがある。このため、得られる窓幅は最初
に設定したフォトマスクの幅よりも広く形成され、所定
のトラック幅より大となってしまうことがある。したが
って、得られるトラック幅はロット内，ロット間におい
てもばらつきを生ずるため、再生出力にばらつきが生じ
てしまう。

したがって、精度の高いトラック幅を有する薄膜磁気
ヘッドを歩留りよく製造するには至っていないのが現状
である。

一般に薄膜磁気ヘッドのトラック幅精度には、厳しい
要求が出され、各装置毎に規格が決められている。特
に、トラック幅の上限に関しては、クロストーク等の問
題から所定のトラック幅を越えることはできない。一
方、下限については、若干制約が緩やかであるが、再生
出力を考慮するとなるべく上限に近い方が好ましいと言
える。かかる観点からも薄膜磁気ヘッドを高性能化する
上でトラック幅を高精度で制御することは重要な課題で
ある。

そこで、本発明は、上記の課題を解消すべく提案され
たものであって、精度の高いトラック幅を歩留り良く作
製し、且つ信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを製造すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するために、基板上に絶
縁膜を介して導体コイルを形成すると工程と、磁気ギャ
ップに相当する位置の絶縁膜を当該磁気ギャップのトラ
ック幅よりも大なる窓幅でハーフエッチングする工程
と、前記磁気ギャップに相当する位置を含めて基板全面
に絶縁膜を被着形成する工程と、再度磁気ギャップに相
当する位置の絶縁膜を磁気ギャップのトラック幅以下の
窓幅でエッチングする工程と、上部磁性膜を成膜し所定
の形状にエッチングする工程とを有することを特徴とす
るものである。

〔作用〕 本発明では、磁気ギャップに相当する部分の絶縁膜を
最初にハーフエッチングし、その後膜厚の薄くなった絶
縁膜をトラック幅となるようにエッチングしているの
で、高精度に窓開けすることが可能となる。

また、最初のエッチングでの窓幅をトラック幅よりも
大なる窓幅としているため、２回目のエッチングの際に
フォトマスクが多少ずれてもトラック幅が小さくなるこ
とはない。

また、２回目の窓幅をトラック幅以下の窓幅としてい
るので、多少の膜厚分布があったとしても当該２回目の
窓幅はトラック幅を越えるようなことはない。

よって、ロット内，ロット間でのトラック幅のばらつ
きが少なくなり再生出力のばらつきも減少する。したが
って、歩留りおよび信頼性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した薄膜磁気ヘッドの製造方法の
一例について図面を参照しながら説明する。

なお、第１図，第３図，第５図，第７図，第９図，第
11図は薄膜磁気ヘッドの製造工程をそれぞれ示す要部拡
大断面図であり、第２図，第４図，第６図，第８図，第
10図，第12図は上記薄膜磁気ヘッドの各製造工程に対応
したもので磁気ギャップ部におけるトラック幅方向の要
部拡大断面図である。

薄膜磁気ヘッドを製造するには、先ず、第１図および
第２図に示すように、基板（１）の一主面上に磁性薄膜
を蒸着あるいはスパッタリング法等の真空薄膜形成技術
により被着した後、所定のパターンとなるように下部磁
性膜（２）を形成する。そして、上記下部磁性膜（２）
上にSiO₂等の絶縁材料からなる第１の絶縁膜（３）を積
層する。

上記基板（１）の材料としては、例えばNi−Zn系フェ
ライトやMn−Zn系フェライト等の強磁性酸化物材料ある
いはセラミックス等の非磁性材料等が挙げられる。ま
た、上記下部磁性膜（２）の材料としては、Fe−Al−Si
系合金（センダスト）やNi−Fe系合金（パーマロイ）等
の強磁性金属材料、あるいは強磁性非晶質金属合金、い
わゆるアモルファス合金等も使用される。

なお、上記基板（１）に強磁性酸化物材料を使用した
場合には、必ずしも上記下部磁性膜（２）を形成する必
要はない。

次に、第３図および第４図に示すように、上記第１の
絶縁膜（３）上に銅やアルミニウム等を材料とする導体
薄膜をスパッタリング等の手法により被着形成する。そ
して、この導体薄膜に対しフォトエッチングあるいはイ
オンエッチング等を施してスパイラル状の第１の導体コ
イル（４）を形成する。そして、上記第１の導体コイル
（４）上に前記第１の絶縁膜（３）と同様SiO₂等からな
る第２の絶縁膜（５）を被着形成する。

次に、第５図および第６図に示すように、上記第２の
絶縁膜（５）の所定位置に後工程で形成する第２の導体
コイルと前記第１の導体コイル（４）とを電気的に接続
させるための接続用窓部（６）をエッチング処理等にて
形成する。

そして上記接続用窓部（６）形成と同時に、磁気ギャ
ップｇに相当する位置に積層された第１の絶縁膜（３）
と第２の絶縁膜（５）をハーフエッチングする。

すなわち、上記第２の絶縁膜（５）上にレジスト（図
示は省略する。）を塗布した後、後述の窓部の形状に対
応したフォトマスクを用いて上記レジストを露光する。
その後、上記下部磁性層（２）が露出しないように上記
第１の絶縁膜（３）および第２の絶縁膜（５）をハーフ
エッチングし第１の窓部（７）を形成する。

ここで、本例ではトラック幅の規格値を上限で60μm,
下限で60−６μｍ（54μｍ）と想定し、２回目のエッチ
ングの際のフォトマスクのずれを考慮して上記第１の窓
部（７）のトラック幅方向の窓幅W₁が上記トラック幅よ
りも大（本例では62μｍ。）となるようにした。

この窓幅W₁は、後述の第２の窓部をエッチングする際
のレジストのずれ等を考慮して決められるもので、予想
されるずれ量を吸収し得る必要最小限の大きさに設定す
ることが好ましい。

このようにハーフエッチングすることで、下部磁性膜
（２）上のギャップ面がエッチングされる虞れはなくな
り平坦なギャップ面が形成される。

続いて、第７図及び第８図に示すように、上記第２の
絶縁膜（５）上に前記第１の導体コイル（４）を形成し
た手法でスパイラル状の第２の導体コイル（８）を形成
する。

その結果、上記第１の導体コイル（４）と第２の導体
コイル（８）とは前記工程で形成された接続用窓部
（６）を介して電気的に導通する。

そして、前記磁気ギャップｇに相当する位置を含めて
基板（１）全面に第３の絶縁膜（９）を被着形成する。

次に、第９図および第10図に示すように、再度磁気ギ
ャップｇに相当する位置の第１の絶縁膜（３）の残存部
および第３の絶縁膜（９）をエッチングする。

すなわち、上記第３の絶縁膜（９）上にレジスト（図
示は省略する。）を塗布した後、フォトマスクを用いて
上記レジストを露光する。そして、上記第１の絶縁膜
（３）と第３の絶縁膜（９）をエッチングし第２の窓部
（10）〔この窓部により露出する下部磁性膜（２）の幅
がトラック幅となる。〕を形成する。

このとき、上記第１の絶縁膜（３）および第３の絶縁
膜（９）の膜厚分布によるオーバーエッチングの影響等
を考慮して上記第２の窓部（10）の窓幅W₂がトラック幅
以下になるような値（本例では58μｍ。）でエッチング
した。

勿論、窓幅W₂の値はこれに限らず、予めオーバーエッ
チング等の影響を実験的に調べておき、最終的にこの窓
部（10）の幅が所定のトラック幅になるべく近づくよう
にすること好ましい。

その結果、上記フォトマスクの幅は前記工程で形成し
た窓幅W₁よりも小さくなるので、当該フォトマスクが多
少ずれてもトラック幅が小さくなることはない。また、
上記フォトマスクを前記第１の窓部（７）に合わせる作
業が容易に行うことが可能となり作業性が向上する。

また、先のエッチングにより膜厚の薄くなった絶縁膜
（３），（９）をエッチングするので、高精度に窓開け
することが可能となり、エッチングに要する時間も短縮
される。

さらには、この第２の窓部（10）の窓幅W₂がトラック
幅以下となるようにされているので、多少の膜厚分布が
あったとしてもトラック幅を越えるようなことはない。

したがって、精度の高いトラック幅が得られ、当該ト
ラック幅のばらつきも減少し歩留りが向上する。そし
て、ロット内およびロット間でのトラック幅のばらつき
もなくなるので再生出力のばらつきも低減できる。

なお、本実施例では、トラック幅のばらつきを従来の
製造方法に比べて30％程度減少することが可能となっ
た。

また、上記第２の窓部（10）を形成する際には、特に
第９図に示すように前記第１の窓部（７）のデプス方向
の窓幅T₁よりも記録媒体摺動面（11）側に小なる窓幅T₂
で形成する。その結果、積層された各絶縁膜（３），
（５），（９）の記録媒体摺動面（11）側の終端縁部
は、階段状となるためその傾斜が緩やかになる。このた
め、後工程で上記階段状の傾斜面部（12）に成膜される
上部磁性膜は、平坦な面に成膜される膜厚と略同一の膜
厚に膜付けされることになる。よって上記傾斜面部（1
2）に成膜される上部磁性膜の磁気抵抗は減少し磁気特
性が向上する。

次に、第11図及び第12図に示すように、上記基板
（１）全体にTi/SiO₂/Tiの順に積層されたギップ膜（1
3）を成膜した後、バックギャップに相当する部分ｇ′
のギャップ膜（13）をエッチング等を施して除去する。

なお、上記ギップ膜（13）を成膜するのに、予めバッ
クギャップに相当する部分ｇ′をマスクしておいてから
当該ギップ膜（13）を形成してもよい。あるいは、上記
ギップ膜（13）はギャップ面、すなわち第２の窓部（1
0）のみに形成すれば足りるものであるからその他の部
分には必ずしも形成する必要ない。

そして、磁気ギャップｇ側からバックギャップに相当
する部分ｇ′側に亘って前記ギャップ膜（13）を覆う如
くFe−Al−Si系合金（センダスト）やNi−Fe系合金（パ
ーマロイ）等の強磁性金属材料、あるいはアモルファス
合金等の強磁性金属材料の磁性薄膜を被着した後、エッ
チングを施して所定形状の上部磁性膜（14）を形成す
る。

最後に、基板（１），下部磁性膜（２），導体コイル
（４），（８）および上部磁性膜（14）等により構成さ
れた磁気回路部を保護するために保護膜（15）を被着し
た後、二点鎖線で示す位置まで研磨加工を施して所定の
デプス出しを行って薄膜磁気ヘッドを形成する。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、
トラック幅を決める絶縁膜の窓部を形成するに際して、
最初のトラック幅よりも大なる窓幅でハーフエッチング
を施し、しかる後にトラック幅以下の窓幅でエッチング
を施しているので、２回目のエッチングの際のフォトマ
スクが多少ずれてもトラック幅が小さくなることはな
い。さらには、この第２の窓部の窓幅がトラック幅以下
となるようにエッチングしているので、多少の膜厚分布
があったとしても当該窓部の幅が最終的にトラック幅を
越えるようなことはない。

また、先のハーフエッチングにより膜厚の薄くなった
絶縁膜をエッチングするので、高精度に窓開けをするこ
とが可能となり、エッチングに要する時間も短縮でき
る。

したがって、トラック幅を高精度に制御することがで
きる。

また、高精度にトラック幅が制御されることで、当該
トラック幅のばらつきが減少しロット内，ロット間での
ばらつきも減少する。よって、再生出力のばらつきも低
減され信頼性の高い薄膜磁気ヘッドが歩留りよく製造で
きる。

また、最終的にトラック幅を決定する工程でのマスク
合わせの作業が容易に行えるようになり作業性の観点か
らも良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第12図は本発明を適用した薄膜磁気ヘッド
の製造方法の一例をその工程順に示すもので、第１図は
下部磁性膜および第１の絶縁膜形成工程を示す要部拡大
断面図、第２図は磁気ギャップ部をトラック幅方向から
見た要部拡大断面図である。 第３図は第１の導体コイルおよび第２の絶縁膜形成工程
を示す要部拡大断面図、第４図は磁気ギャップ部をトラ
ック幅方向から見た要部課拡大面図である。 第５図は接続用窓部のエッチングおよび第１の窓部ハー
フエッチング工程を示す要部拡大断面図、第６図は磁気
ギャップ部をトラック幅方向から見た要部拡大断面図で
ある。 第７図は第２の導体コイルおよび第３の絶縁膜形成工程
を示す要部拡大断面図、第８図は磁気ギャップ部をトラ
ック幅方向から見た要部拡大断面図である。 第９図はトラック幅を決める第２の窓部エッチング工程
を示す要部拡大断面図、第10図は磁気ギャップ部をトラ
ック幅方向から見た要部拡大断面図である。 第11図は上部磁性膜形成工程を示す要部拡大断面図、第
12図は磁気ギャップ部をトラック幅方向から見た要部拡
大断面図である。 １……基板 ３……第１の絶縁膜 ５……第２の絶縁膜 ７……第１の窓部 ９……第３の絶縁膜 10……第２の窓部 14……上部磁性膜

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に絶縁膜を介して導体コイルを形成
   する工程と、 磁気ギャップに相当する位置の絶縁膜を当該磁気ギャッ
   プのトラック幅よりも大なる窓幅でハーフエッチングす
   る工程と、 前記磁気ギャップに相当する位置を含めて基板全面に絶
   縁膜を被着形成する工程と、 再度磁気ギャップに相当する位置の絶縁膜を磁気ギャッ
   プのトラック幅以下の窓幅でエッチングする工程と、 上部磁性膜を成膜し所定の形状にエッチングする工程と
   を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。