JP2654147B2

JP2654147B2 - 薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2654147B2
Application number: JP32028788A
Authority: JP
Inventors: 博明與田; 有親石田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1997-09-17
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: JPH02165405A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は薄膜磁気ヘッドに関する。

（従来の技術）磁気記録再生装置の高速転送化および磁気記録媒体の
高密度記録化に伴い、磁気ヘッドの高密度化、小型化
（マルチトラック化）、量産性の要求が高まっている。
これにより、薄膜技術により形成した薄膜磁気ヘッドが
用いられている。

このような薄膜磁気ヘッドとしては次のようなものが
ある。

第５図は従来の磁気ヘッドを示す側面断面図である。

同図において、１はAl₂O₃TiCなどにより形成された基
板を示している。この基板１上には、パーマロイなどの
磁性体により下側磁気コアとなる第１の磁性体層２が形
成されている。第１の磁性体層２上には、ギャップ部を
形成するためのSiO₂等による絶縁中間層３が形成されて
いる。絶縁中間層３上には、Cuなどからなるコイル４が
介在されたポリイミド等による絶縁層５が形成されてい
る。絶縁層５上には、第１の磁性体層２および絶縁中間
層３に接触させて上側磁気コアとなる第２の磁性体層６
が形成されている。第２の磁性体層６上を含む基板１上
には、Al₂O₃などによる保護層７が形成されている。

ところで、上述した薄膜磁気ヘッドの上側磁気コアと
なる第２の磁性体層６は、コイル４、絶縁層５により基
板１上において10μｍ程度の段差を有する下地上に形成
しなければならない。

しかしながら、磁性体層はスパッタ法でデポジション
されるため段差被覆性が十分でないという問題がある。

そこでポリイミドによる絶縁層５の側壁のテーパー角
θ、ψをたとえば35゜〜45゜に制御し磁性体層６の段差
被覆性をカバーすることが行われている。このようなポ
リイミドのパターニングは、通常、湿式の化学エッチン
グにより行われる。

次に、ポジ型レジストを用いた場合の絶縁層を形成す
るポリイミドパターニングプロセスを第６図（ａ）〜
（ｆ）を用いて説明する。

まず、第６図（ａ）に示すように、たとえばAl₂O₃TiC
基板11上にポリイミド酸溶液を、たとえばスピンコート
によりコーティングし、150℃程度で数分プリペーク
し、イミド化率30〜50％程度のポリマー層12を形成す
る。

次に第６図（ｂ）に示すように、ポリマー層12上に、
レジスト13をコーティングする。

そして、第６図（ｃ）に示すように、レジスト13上に
フォトマスク14を配置して露光を行う。

この後、第６図（ｄ）に示すように、ポジ型レジスト
の現像液に浸してレジスト13を現像し、第６図（ｅ）に
示すように、ポリマー層12を連続的にエッチングする。

そして、第６図（ｆ）に示すように、レジスト13をリ
ムーブし、350℃の温度で数十分ベークすることにより
ポリイミド薄膜を形成する。

しかしながら、上述のプロセスにより形成した絶縁層
であるポリマー層12では、ポリマー層12のパターン側壁
のテーパー角θおよびψを小さい角度とし、しかもこれ
らの角度を制御することは難かしいという問題がある。

上述の問題を第７図および第８図を用いて説明する。

第７図において、21はアルカリ金属を含有しない基
板、22は150℃程度で数分プリベークしたイミド化率30
〜50％程度のポリマー、23はマスク材となるボジ型フォ
トレジストである。なお、第７図において「ｘ」はイミ
ド化の程度を示し、「ｘ」が密に存在するほどイミド化
率が大きいことを示す。ポリマー22のイミド化はプリベ
ーク温度が高い程、また、プリベーク時間が長い程進行
するが、同図に示すポリマー22は均一にイミド化した状
態となる。

第８図（ｇ）〜（ｋ）はポリマーのエッチングの進行
状態を示すものであり、第７図と共通する部分には同一
の符号を付す。

エッチングは、第８図の（ｇ）→（ｈ）→（ｉ）→
（ｊ）→（ｋ）の順に進行する。

この場合、ポリマー22は均一にイミド化されているた
め、エッチングは等方的に進行する。同図に示すような
微小なホール24のエッチングの場合、エッチングは、ほ
ぼ点Ｏを中心とした同心円状に進行する。

したがって、エッチングが進行するに従い、ポリマー
22のエッジ下層のテーパー角θはθ_１→θ_２→θ_３（θ
_１＜θ_２＜θ_３）と大きくなっていく。また、ポリマー
22の上層のテーパー角ψは、ほとんど変化せず80゜〜90
゜程度の角度となる。

ところで、上述のプロセスによりポリマーエッジ下層
のテーパー角θを小さくするためには、ポリマーのエッ
チングが終了した直後（第７図中、（ｉ）〜（ｊ））、
エッチング液（現像液）の供給を停止しなければならな
い。

しかしながら、実際ウェハー全面にわたって、エッチ
ングを同時に終了させることはきわめて困難なため、上
述の製造方法は量産性の乏しいものとなる。

また仮に高度の条件コントロールを行ない、ウェハー
全面にわたりエッチングを均一に進行させることが出来
ても、ポリマー上層のテーパー角ψは小さくならず、35
0℃くらいにおける熱処理により、少々小さくなる程度
で、パターニングポリイミド上に磁性体層を良好に被覆
することはできず、良好なヘッド特性を得ることができ
ないという課題がある。

（発明が解決しようとする課題）上述したように従来の薄膜磁気ヘッドでは、絶縁膜で
あるポリマーパターンのエッジ部分のテーパー角が大き
く、このため、絶縁層上に磁性体層が良好に被覆され
ず、このため、良好なヘッド特性を得ることが難しいと
いう課題がある。

本発明は上述した従来の課題を解決するためのもの
で、量産性を向上させることができ、良好なヘッド特性
を得ることのできる薄膜磁気ヘッドを提供することを目
的としている。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記課題を解決するように、本発明は、磁性を有する
基板と、この基板上に形成されたコイルと、このコイル
を絶縁するポリイミド層と、このポリイミド層を含む前
記基板上に形成された軟磁性層と、この軟磁性層を含む
前記基板上に形成された保護層とを有する薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、前記コイルを含む基板と前記ポリイミド層
との間に、前記ポリイミド層の下地膜としてイミド化促
進層を形成したものである。

また、本発明におけるイミド化促進層は、Ia族元素を
含むガラスにより形成したものであり、Ia族元素として
は、Na、Ｋなどのアルカリ金属が用いられる。

（作用）本発明では、ポリイミド層の下地として、たとえばN
a、Ｋなどのアルカリ金属を含有するガラスによりイミ
ド化促進層を形成している。

したがって、ポリイミド層をプリベークした際に、イ
ミド化促進層のアルカリ金属がポリイミド層中に拡散し
て、ポリイミド層における下層部分のイミド化を促進
し、下層ほどイミド化率の大きいポリイミド層を形成す
る。

これにより、ポリイミド層のエッチングを行った場
合、エッチング速度は、イミド化率の低い上層が速く、
イミド化率の高い下層が遅く進行される。

したがって、ポリイミド層の厚さ方向におけるエッチ
ング進行速度の相違によって、ポリイミド層のエッジ部
分を所定の角度の緩かなテーパー状とすることができ、
ポリイミド層上に形成する磁性層を良好に形成すること
ができ、したがって、薄膜磁気ヘッドの量産性を向上さ
せ、ヘッド特性を良好とすることができる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドを示す
側面断面図である。

同図において、31はAl₂O₃TiCなどにより形成された基
板を示している。この基板31上には、パーマロイなどの
磁性体により下側磁気コアとなる第１の磁性体層32が形
成されている。第１の磁性体層32上には、ギャップ部を
形成するためのアルカリ金属を含有するガラス薄膜によ
る絶縁中間層33が形成されている。絶縁中間層33上に
は、Cuなどからなるコイルパターン34が介在されたポリ
イミド絶縁層35が形成されている。

絶縁層35上には、第１の磁性体層32および絶縁中間層
33に接触させて上側磁気コアとなる第２の磁性体層36が
形成されている。第２の磁性体層36上を含む基板31上に
は、Al₂O₃などによる保護層37が形成されている。

そしてこの実施例の薄膜磁気ヘッドでは、ポリイミド
絶縁層35の下地として、アルカリ金属を含有するガラス
薄膜による絶縁中間層33を配置したので、ポリイミド絶
縁層35のエッジ下側のテーパー角θおよびエッジ上側の
テーパー角ψをともに、たとえば35゜〜45゜の範囲のテ
ーパー角に加工することができる。

以下、上述の作用を第２図および第３図を用いて説明
する。

第２図は、基板51上に、アルカリ金属を含有するガラ
ス薄膜52を形成し、この上にポリイミド層53を形成して
プリベークし、その上にフォトレジスト54をパターニン
グした状態を示す断面図である。なお、同図において、
「ｘ」はポリイミド層53のイミド化率を示し、「ｘ」が
密な程、イミド化率が高い。

同図に示すように、ポリイミド層53のプリベーク時
に、ガラス薄膜52中のアルカリ金属がポリイミド層53中
に拡散して触媒として作用するため、ポリイミド層53の
イミド化が下層ほど進行し、上層に比べて下層のほうが
イミド化率の高いポリイミド層53が形成される。

第３図（ａ）〜（ｅ）は上述のポリイミド層53のエッ
チングの進行状態を示す図である。なお、同図において
第２図と共通する部分には同一の符号を付す。

この場合、ポリイミド層53のエッチングは、第３図
（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）の順に進行す
る。ポリイミド層53はイミド化がその厚さ方向で均一で
ないため、エッチングは等方的には進行せず、同図に示
すように、ポリイミド層53の厚さ方向ｔのエッチング速
度よりポリイミド層53の面方向ｐのエッチング速度が速
いため、ポリイミド層53のエッジ部分のテーパー角θ、
ψはともに、エッチングが進行するに従いθｎ→θｎ−
１→θｎ−２（ψｎ→ψｎ−１→ψｎ−２）と小さくな
っていき、ポリイミド層53の側壁を35゜〜45゜程度の角
度のテーパー状に加工することができる。

第４図に、アルカリ金属を含有するガラス薄膜61がセ
ラミック基板62の半面に形成され、ガラス薄膜61および
セラミック基板62に渡ってポリイミドパターン63を十字
状に形成し光学顕微鏡で観察したときの拡大図を示す。

同図に示すように、ガラス薄膜61上に形成されたポリ
イミドパターン63の側壁（エッジ）のテーパ部分の傾斜
が、セラミック基板62上のポリイミドパターン63の側壁
（エッジ）のテーパ部分の傾斜に比べて緩やかな傾斜面
となり、長くすそをひいている。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、
ポリイミド層の下地として、アルカリ金属を含有するガ
ラスによりイミド化促進層を形成したので、ポリイミド
層のプリベーク時に、イミド化促進層のアルカリ金属が
ポリイミド層中に拡散して下層部分のイミド化を促進
し、下層ほどイミド化率の大きいポリイミド層を形成す
る。これにより、ポリイミド層のエッチングは、イミド
化率の低い上層が速く、イミド化率の高い下層が遅く進
行する。これにより、ポリイミド層のエッジ部分を所定
の角度のテーパー状とすることができ、ポリイミド層上
に形成する磁性層を良好に形成することができ、したが
って、薄膜磁気ヘッドの量産性を向上させ、ヘッド特性
を良好とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドを示す側面
断面図、第２図は第１図の薄膜磁気ヘッドの製造プロセ
スを説明するための断面図、第３図（ａ）〜（ｅ）は第
１図の薄膜磁気ヘッドの製造プロセスを説明するための
断面図、第４図は本発明におけるポリイミド層のエッジ
部分を説明するための拡大図、第５図は従来の薄膜磁気
ヘッドの一例を示す側面断面図、第６図（ａ）〜
（ｆ）、第７図および第８図（ｇ）〜（ｋ）はそれぞれ
第５図の薄膜磁気ヘッドの製造プロセスを説明するため
の断面図である。 31、51……基板、32……第１の磁性体層、33……絶縁中
間層、34……コイルパターン、35……ポリイミド絶縁
層、36……第２の磁性体層、37……保護層、52……ガラ
ス薄膜、53……ポリイミド層。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性を有する基板と、この基板上に形成さ
れたコイルと、このコイルを絶縁するポリイミド層と、
このポリイミド層を含む前記基板上に形成された軟磁性
層と、この軟磁性層を含む前記基板上に形成された保護
層とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、前記コイルを含む基板と前記ポリイミド層との間に、前
記ポリイミド層の下地膜としてイミド化促進層を形成し
たことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】イミド化促進層は、Ia族元素を含むガラス
により形成したことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁
気ヘッド。