JPH01182909A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
窓幅でハーフエツチングした後、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
窓幅でエツチングすることにより、トラック幅の精度を
向上させて信幀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、狭トラツク化や狭ギャップ化等の微細寸法化が容
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、通常は以下のような手法
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６ｎ性膜上に第
１の絶縁膜を形成する。

次いで、上記第１の絶縁膜上に導体薄膜を被着しフォト
エツ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
ツ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ツ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ツチングする
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、−度にエツチングを施そう
とすると、窓部の幅すなわちトラック幅の寸法精度を確
保することは難しい。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、エツチングさ
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、エツチング時間
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ツチングされて凹凸
面になる虞れがある。このため、ギャンプ長が実質上大
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、エツ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、エツ
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
ようにエツチングを施す。

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
縁膜をエツチングして窓部を形成し所定幅のトランク幅
とする。

その際、最初のエツチングでの窓幅と２回目のエツチン
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ツチングした場合、２回
目のエツ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、実際のエツ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ツ
チングの終了時が異なる。

すなわち、膜厚の厚い部分のエツチング終了時には、膜
厚の薄い部分は既にエツ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ツチングが終了する
までの間はオーバーエツ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、ロフ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ツチングする工程と、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
エツチングする工程と、上部磁性膜を成膜し所定の形状
にエツ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
最初にハーフエツチングし、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ツ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、最初のエツ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回目のエツチングの際にフ
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、ロフト内、ロフ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１
１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−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ＳｉＯ□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−３ｔ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てフォトエツチングあるいはイ
オンエツ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５ｉｎ２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）をエツ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）をハーフエツチングする。

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
ツチングし第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
エツ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Ｗｌは、後述の第２の窓部をエツチングする際
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ツチングすることで、下部磁性膜（
２）上のギャップ面がエツ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図および第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）をエツチングする。

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）をエツチングし第２の窓部（１
０）　（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ツチングの影響等を
考慮して上記第２の窓部（１０）の窓幅Ｗ。

がトラック幅以下になるような値（本例では５８μｍ、
）でエツチングした。

勿論、窓幅Ｗ２の値はこれに限らず、予めオーバーエツ
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
うにすることが好ましい。

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ＷＩ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、先のエンチングにより膜厚の薄くなった絶縁膜（
３）、（９）をエツチングするので、高精度に窓開けす
ることが可能となり、エツ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ン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Ｔ、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
厚と路間−の膜厚に膜付けされることになる。よって上
記傾斜面部（１２）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図および第１２図に示すように、上記基板
（１）全体にＴｉ／Ｓｉｎｇ／Ｔｉの順に積層されたギ
ツプ膜（１３）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）をエツチング等を施し
て除去する。

なお、上記ギツプ膜（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
当該ギツプ膜（１３）を形成してもよい。

あるいは、上記ギツプ膜（１３）はギャップ面、すなわ
ち第２の窓部（１０）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、磁気ギヤツブ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
＜Ｆｅ−Ａｆｆｉ−３ｉ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、エツ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
初にトラック幅よりも大なる窓幅でハーフエツチングを
施し、しかる後にトラック幅以下の窓幅でエツチングを
施しているので、２回目のエツ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
るようにエツ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、先のハーフエツチングにより膜厚の薄くなった絶
縁膜をエツチングするので、高精度に窓開けすることが
可能となり、エツ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ント内、ロフト間でのば
らつきも減少する。よって、再生出力のばらつきも低減
され信顛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拡大断面図である。 第５図は接続用窓部のエツチングおよび第１の窓部ハー
フエツ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の窓部エツチング工程
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 特許出願人　　　　ソニー株式会社 代理人　　弁理士　小　池　　　見 回　　田村榮− 同　　　−佐　藷　　　　勝 第１図 第２図 第３図 第４図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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。