JP2630380B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッドの製造方法

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は薄膜磁気ヘツドの製造方法に係り、特に段差
が形成された絶縁層上にこの段差に応じて好適な厚膜の
上部磁性層を形成するためのエツチング法に関するもの
である。
(従来技術) 従来の薄膜磁気ヘツドの製造方法を第1図及び第2図
を用いて詳細に説明する。まず磁性あるいは非磁性から
成る基板1上にパーマロイ、センダストあるいは非磁性
から成る基板1上にパーマロイ、センダストあるいはCo
あるいはFeを主成分とするアモルフアス等から成る下部
磁性層2、さらにSiOあるいはSiO2、Al2O3などの無機材
料から成る第1絶縁層3、さらにCuあるいはAlなどから
成るコイル導体層4、さらにその上に第一絶縁層と同様
な無機材料から成る第2絶縁層5を蒸着あるいはスパツ
タリングなどで形成する。その後前記第2絶縁層5上に
フオトレジスト(図示せず)を厚く塗布しフオトレジス
ト上からイオンミリングでフオトレジストと絶縁層5の
エッチング速度が同一となるイオンビーム入射角度でエ
ツチング(以下これをエッチバック法と呼ぶ)し、平坦
な第2絶縁層5を形成する。さらに前記第2絶縁層5上
にCuあるいはAlなどから成るコイル導体層6、さらにそ
の上にSiOあるいはSiO2、Al2O3などから成る第3絶縁層
7を蒸着あるいはスパツタリングなどで形成する。その
後第2絶縁層5を平坦化した方法と同様な方法で第3絶
縁層7をエツチバツクする。このようにして形成された
第3絶縁層7上にコイル導体層4,6を全て覆うようにフ
ォトレストをパターニングし(図示せず)、その後この
フオトレジストを130℃で3分程度熱処理しい例えばAr
イオンを用いたイオンミリングで絶縁層3,5,7をテーパ
エツチングする。この時テーパ部の角度θ1は前記
フオトレジストの厚さと大きさを適当に選ぶ事により任
意角度に設定できる。
しかしながら、このテーパ角度があまり急俊すぎる
と、後述する絶縁層3,5,7上に形成される上部磁性層9
はこの部分で膜厚減少を生じて磁気抵抗が増加し、記録
再生効率が低下する。また逆に、あまりなだらかすぎる
と、前記上部磁性層9と下部磁性層2との間で漏洩磁束
が増加し、同様に記録再生効率が低下する。従つて、磁
気抵抗を高くせずかつ漏洩磁束を増加させない最適テー
パ角度は通常30゜〜60゜付近にあることが知られてい
る。
前記絶縁層3,5,7をこの最適テーパ角度になるように
テーパエツチングした後、SiO2或いはAl2O3等から成る
ギヤツプ層8を蒸着またはスパツタリング等で形成す
る。次いで、このギヤツプ層8に下部磁性層2と上部磁
性層9を結合させるための窓(図示せず)をエツチング
した後、Co或いはFeを主成分とするアモルフアス、セン
ダストまたはパーマロイから成る上部磁性層9を蒸着あ
るいはスパツタリング等で形成する。この後、上部磁性
層9上にフオトレジスト(図示せず)を塗布し、このレ
ジスト層を所定形状にパターニングし、これをマスクと
して上部磁性層9を例えばArイオン用を用いたイオンミ
リングでエツチングして薄膜磁気ヘツドを形成する。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この上部磁性層9のエツチングの際に
以下に示す様な問題点があつた。これを第1図、第3図
及び第4図を用いて詳細に説明する。
すなわちCoあるいはFeを主成分とするアモルフアス、
センダスト、パーマロイなどから成る上部磁性層9を蒸
着あるいはスパツタリングなどで形成した場合には、下
方の絶縁層のテーパ部が30゜〜60゜で形成されているた
め、このテーパ部分での膜厚は前述したとおり平面での
膜厚よりも実際には薄くなつている。したがつてこの様
にして形成された上部磁性層9を例えば、イオンビーム
入射角φ(イオンビーム入射角とは、イオンビームと試
料の法線方向とがなす角度をいう)を0゜でイオンミリ
ングした場合には、第4図に示すように平面(θ=0
゜)の所定膜厚を完全にエツチングしたとすると、例え
ばテーパ角50゜に形成された部分では、平面の約1/3の
エツチング時間ですでに上部磁性層9が完全に除去され
ているため、更に残り2/3のエツチング時間でテーパ部
分をオーバーエツチングしてしまう(第3図(A))。
特に記録時の磁気的飽和を押えるために上部磁性層9を
10μm程度と厚くした場合はテーパ部と平面でのエツチ
ング時間が大巾にずれ、コイル導体をエツチングしてし
まいヘツドが断線してしまうという欠点を生じた。また
逆にイオンビーム入射角φを40゜で上部磁性層9をイオ
ンミリングした場合にはテーパ部分(θ=50゜)よりも
平面部分(θ=0゜)のエツチング時間が明らかに早い
ため平面部分での磁性膜のエツチングが終了したもテー
パ部分の磁性膜が残つてしまい、多トラツクヘッドなど
の場合に磁気的に隣り同志が短縮し、クロストークが悪
化するという欠点があつた。
本発明は、上記欠点を解消せんとするものでありテー
パ部を有して段差が形成された絶縁層上に被着される上
部磁性層を不活性ガスでイオンミリングする場合、上部
磁性層にオーバエツチング及び残膜を形成することな
く、製品歩溜りの良い薄膜磁気ヘッドが生産出来る製造
方法を提供せんとするものである。
(問題点を解決するための手段及び作用) すなわち、本発明においては、下部磁性層、絶縁層、
コイル導体層、ギャップ層及び上部磁性層とを含む積層
構造からなり、テーパ角度30゜〜60゜の範囲に設けられ
た前記絶縁層上に前記上部磁性層を被着後、前記上部磁
性層をイオンビームエッチングして上部磁性層を形成す
る薄膜磁気ヘッドの製造方法において、上部磁性層をエ
ッチングする際のイオンビーム入射角度を、上部磁性層
の構成材料の平面部のエッチングレートにより斜面部の
エッチングレートがわずかに早いイオンビーム入射角度
25゜以上30゜以下に設定することにより、平面部分及び
テーパ部の相対エッチング時間を等しくして上部磁性層
のエッチングの際に下地絶縁層のオーバーエッチングや
絶縁層の段差部に上部磁性層の残膜のない理想的なエッ
チングができる。
(実施例) 本発明における薄膜磁気ヘッドは、上部磁性層をイオ
ンミリングするまでは先きに述べた従来方法と同一の製
造プロセスによつて形成される。
即ち、フエライトなどの磁性材或いはAl2O3,Al2O3−T
iCなどの非磁性材の基板1上にCo或いはFeを主成分とす
るアモルフアス、センダスト、パーマロイなどからなる
下部磁性層2、更に、第1絶縁層3、第1コイル導体層
4、更に平坦化処理された第2絶縁層5、第2コイル導
体層6、平坦化処理された第3絶縁層7、ギヤツプ層8
から構成され、絶縁層3,5,7におけるテーパ角度θはフ
オトレジストの厚さ及びパターニングされるべきフオト
レジストの大きさにより30゜〜60゜の範囲にテーパエツ
チングにより任意に形成される。その後、ギヤツプ層8
に下部磁性層2及び上部磁性層9を結合するための窓
(図示せず)をエツチングにより形成後、最終的に、上
部磁性層9としてCo或いはFeを主成分とするアモルフア
ス、Fe−Al−Si合金(センダスト)、Fe−Ni合金(パー
マロイ)を蒸着或いはスパツタリングなどで形成する。
その後、上部磁性層9上に塗布されるフオトレジストを
所定形状にパターニングした後、絶縁層3,5,7のテーパ
角度(θ1)が30゜〜50゜の範囲にある時はイオン
ビーム入射角を25゜以上30゜以下でフオトレジスト及び
上部磁性層9をArイオンによりドライエツチングする。
このようなイオンビーム入射角(25゜〜30゜)でエツチ
ングすることにより、上部磁性層9はテーパ部における
オーバエツチング或いはエツチング残りのない理想的な
エツチングが出来る。この理由を第4図及び第5図を用
いて詳細に説明する。まず第4図は種々のイオンビーム
入射角φにおけるテーパ角θでの相対的なエッチング時
間を示している。ここで相対的なエッチング時間につい
て以下に説明する。
平面部の膜厚をt0、斜面部の膜厚をt、斜面角度をθ
とおくと、 t=t0×cosθ ・・・(1) 斜面部のエッチング時間Eは、 E=t/斜面方向のエッチングレート ・・・(2) で表される。
相対エッチング時間とは、斜面部と平面部とのエッチ
ング時間の比を示しており、平面部のエッチング時間が
最も小さくなるイオンビーム入射角度(=図5に示され
ている各種の上部磁性層材料では40゜付近)で平面部を
エッチングした時の相対エッチング時間を「1」として
いる。
この図からもわかるように、上部磁性層のエッチング
において、最も望ましいイオンビーム入射角は、テーパ
角0゜(即ち平面)とある一定のテーパ角を有するエッ
チング時間が同一になるようにイオンビーム入射角を設
定すれば、上部磁性増の下層の絶縁層をオーバーエッチ
ングすることもなく、またテーパ部上の上部磁性層のエ
ッチング残りもなく、上部磁性層をエッチングすること
ができる。
また、エッチングレートには多少のばらつきがあるた
め、望ましい上部磁性層のイオンビーム入射角度は、テ
ーパ角0゜(即ち平面)のエッチング時間よりも、わず
かに、ある一定のテーパ角を有するエッチング時間の方
が短くなるイオンビーム入射角度を選択すれば、テーパ
部の上部磁性層のエッチング残りをなくすことができ
る。
即ち、テーパ角θが30゜〜60゜の範囲にある時、イオ
ンビーム入射角を25゜以上30゜以下に設定すれば、ほぼ
理想的な上部磁性層のエッチングができる。
また上部磁性層材料であるCoあるいはFeを主成分とす
るアモルフアス、Fe−Al−Si合金(センダスト)、Ni−
Fe合金(パーマロイ)を加速電圧700V、イオン電流密度
0.60mA/cm2でArイオンによりドライエツチングした場合
はイオンビーム入射角度に対してほぼ同一のエツチング
レートをとる事が第5図からわかる。したがつてこれら
3つの磁性材料すべてに適用する事が出来る。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、絶縁層のテーパ角度を
30゜〜60゜に形成した上に形成された上部磁性層を不活
性ガスでイオンミリングする場合に絶縁層のテーパ角度
が30゜〜50゜の範囲にある場合には、イオンビーム入射
角度を25゜以上30゜以下に設定し、またテーパ角度が50
゜〜60゜の範囲にある場合にはイオンビーム入射角度を
25゜以上35゜以下に設定してエツチングする事により、
断線及びクロストークの悪化がないため薄膜磁気ヘツド
を歩留り良く生産出来るという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は2層コイル構造の薄膜磁気ヘツドの平面図、第
2図は第1図のA−A′断面図、第3図は第1図のB−
B′断面図、第4図は種々のイオンビーム入射角にお
けるテーパ角θのちがいによるテーパ部の膜厚減少を考
慮した相対的なエツチング時間を示す図、第5図はCo系
あるいはFe系アモルフアス、Fe−Al−Si合金(センダス
ト)、Ni−Fe合金(パーマロイ)のイオン入射角度に対
する相対的なエツチングレートを示す図。 1……基板、2……下部磁性層、3,5,7……絶縁層、4,6
……コイル導体層、8……ギヤツプ層、9……上部磁性
層、to……平面でエツチングされる膜厚、t……斜面で
エツチングされる膜厚

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下部磁性層、絶縁層、コイル導体層、ギャ
    ップ層及び上部磁性層とを含む積層構造からなり、テー
    パ角度30゜〜60゜の範囲に設けられた前記絶縁層上に前
    記上部磁性層を被着後、前記上部磁性層をイオンビーム
    エッチングして上部磁性層を形成する薄膜磁気ヘッドの
    製造方法において、上部磁性層をエッチングする際のイ
    オンビーム入射角度を、上部磁性層の構成材料の平面部
    のエッチングレートにより斜面部のエッチングレートが
    わずかに早いイオンビーム入射角度25゜以上30゜以下に
    設定したことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】上部磁性層がCo或いはFeを主成分とするア
    モルファス、またはFe−Al−Si合金およびFe−Ni合金を
    蒸着して形成される事を特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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