JPH02141912A - 薄膜磁気ヘッド - 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」 この発明は、高記録密度の磁気記録再生電磁変換素子と
して優れた特性を持つ薄膜磁気ヘッドに関する。

「従来の技術」 従来、薄膜磁気ヘッドの製造は、半導体製造プロセスで
用いられるのと同様の薄膜堆積法やフォトリゾグラフィ
技術によって行われる。以下に従来の薄膜磁気ヘッドの
構造および製造方法について説明する。

第３図に薄膜磁気ヘッドの断面図を示す。この図におい
て、ｌはウェハ基板であり、このウェハ基板ｌの上に下
部保１層２を介して下層コア３が形成されている。この
下層コア３の上にギャップ層４がＡｌｔｏｓ、５ｉｆｔ
などの非磁性無機酸化物により形成されている。次に、
上記ギャップ層４の上に絶縁層５を介してコイル６が４
層形成されており、さらに最上部に上層コア７が形成さ
れている。この場合、絶縁層５には、ＳｉＯ，、Ａ１．
０．などの非無機絶縁体あるいはレジスト、ポリイミド
樹脂などの有機絶縁体が用いられる。また、コイル６は
、スパッタ、蒸着等により、Ｃｕ。

Ａｇ、ＡＩ、Ａｕ等の金属膜を堆積させ、この金属膜を
コイルパターンに加工する方法、あるいは、レジストで
コイルパターンの反転像をっ（す、コイルパターンのみ
に選択的に金属膜を析出させる等の方法によって作成さ
れる。

次に、上述した薄膜磁気ヘッドの製造方法にっいて説明
する。ここで、第４図（ａ）〜（ｍ）は薄膜磁気ヘッド
の製造手順を示す製造工程図である。

この図において、まず、下部保護層２、下層コア３およ
びギャップ層４を介して、金属下地膜９が付けられたウ
ェハ基板ｌの上にレジスト８を４〜５μｍの厚さに塗布
する（第４図（ａ）参照）。

このレジスト８にコイルパターンが形成され（第４図（
ｂ）参照）、このコイルパターンにＣｕなどのメツキに
より１層目のコイル６ａが形成される（第４図（Ｃ）参
照）。次に、レジスト８を除去しく第４図（ｄ）参照）
、この後、Ａ「イオンによるミーリング等により金属下
地膜９が除去される（第４図（ｅ）参照）。そして、上
記コイル６ａの上に再びレジスト８を６〜７μｍの厚さ
にスピナー塗布し、絶縁層５ａが形成される（第４図（
ｆ）参照）。この絶縁層５ａの上に再びスパッタ等によ
り金属下地膜９が形成され、さらに、この金属下地膜９
の上にレジスト８を塗布する（第４図（ｇ）参照）。こ
の場合、レジスト８の膜厚はコイル形成部の上部で３〜
４μｍ、その他の場所は４〜５μｍである。そして、上
記１層目と同様にして２層目のコイル６ｂが形成され、
このコイル６ｂの上に絶縁層５ｂが形成される（第４図
（ｈ）参照）。以下、１．２層目と同様に第４図（ｉ）
〜（ｋ）に示すようにコイル６ｃ、６ｄおよび絶縁層５
ｃが形成される。そして、４層目のコイル６ｄの上に絶
縁層５ｄが形成され、この絶縁層５ｄの上に上層コア７
のためのＮｉ−Ｆｅｄ’の金属下地膜９を付ける（第４
図（＋）参照）。

さらに、上記金属下地膜９の上にレジスト８を塗布し、
このレジスト８を上層コア７のパターンにカットした後
、メツキにより上層コア７が形成される（第４図（ｍ）
参照）。

このように、コイル形成部が上層にいくに従いコイル６
と絶縁層５の積み重ねにより、このコイル形成部と周囲
のウェハ基板１との段差が大きくなるため、スピナー塗
布時の均一作用によりコイル形成部のレジスト８の膜厚
は薄くなる。゛このレジスト８が薄くなることにより、
金属下地膜９の上に形成されたレジスト８のコイルパタ
ーンにメツキする場合、第５図（ａ）に示すようにメツ
キがレジスト８を越えて横方向に成長するため、コイル
６の隣接間隔の減少あるいは接触などが生じ、ミーリン
グによる金属下地膜９の除去がうまくいかず、コイル６
の隣接する導体が接触する確率が非常に高くなる（第５
図（ｂ）参照）。

そこで、レジスト８の膜厚を１〜４層まで同一にするた
めに、レジスト８０粘度を上層にいくに従って大きくす
るとともに、スピナー塗布におけるスピナー回転数を下
げる必要がある。しかし、スピナー回転数を下げるとレ
ジスト８の膜厚の不均一性が増大する。このレジスト８
の膜厚が不均一になると、コイルパターンを形成する際
に露光したコイルパターンの焦点の均一性が上層にいく
に従って悪化し、レジストカットの精度が低くなる。以
下に、この点についての説明をする。

第６図に、ウェハ基板ｌの上面に露光されるコイルパタ
ーンの焦点１１が各部で一致している場合の様子を示す
。この場合、露光はマスクからの平面光１０に対して、
全面均一に焦点１１を合わせることができる。一方、第
７図に３層のコイル６を形成後、この３層目のコイル６
ｃの上にスピナー回転数を下げて塗布したレジスト８に
露光する場合を示す。この場合、上記理由により塗布さ
れたレジスト８は、コイル形成部】５の中心がやや厚く
、端部ではやや薄くなっている。このため、中心部で焦
点１１を合わせた場合、端部ではいわゆるピントずれと
呼ばれる現象により、レジストカットの精度が落ちる。

また、上記同様にスピナー回転数が低い場合、第８図に
示すようにレジスト８の膜厚がウェハ基板１内で異なる
ために、ウェハ基板１のある場所のコイル形成部１５に
焦点１１を合わせても、他に焦点１１が異なる場所が生
七、コイルパターンをウェハ基板１の全面に均一に形成
することが困難になる。

このように、コイルパターンが焦点精度の悪い露光によ
って形成された場合、第９図（ａ）に示すようにレジス
ト８のエツジがなだらかな形状になる。そして、このレ
ジスト８のコイルパターンに沿ってメツキが行われ（第
９図（ｂ）参照）、レジスト８を除去することにより第
９図（Ｃ）に示すような断面形状のコイル６が形成され
る。次に、第９図（ｄ）に示すようにＡｒイオン１３な
どの物理的な衝撃によりコイル６の間の金属下地膜９を
ミーリングする。しかし、焦点精度の悪い場合には、コ
イル６の隣接間隔が狭いため、Ａ「イオン１３がコイル
６の間を通りに＜＜、かつ、コイル６のエツジにおいて
ミーリングされた金属イオンが再び金属下地膜９に付着
するために容易にコイル６の間の金属下地膜９が除去で
きない。

したがって、最終的に第９図（ｅ）に示すように、除去
できる金属下地膜９の幅は僅かであり、隣接間でコイル
６が接触する確率が高くなる。特に、コイル６の間隔が
狭い場合、この間隔を精密に決定することが難しくなる
。

また、上層にいくに従って粘度の高いレジスト８を使用
した場合、上層にいくに従い各層の段差部のレジストフ
ローが悪くなり、このために上層にいくに従い段差部の
角度が大きくなる。このように段差部の角度が大きくな
る構造は、上部磁性層７が形成されるためのスパッタに
よる金属下地膜９の被膜が悪く、メツキが載らないなど
の欠陥を生じ易い。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の薄膜磁気ヘッドの構造では、
多段積み上げにともなうレジスト塗布厚の減少および不
均一により露光精度が低下するためコイルを形成する導
体の隣接間接触を生じる確率が高く、また、段差部の角
度異常が生じ易いことからコイル作成の歩留まりを下げ
るという問題を生じる。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、露
光精度の低下から生じるコイルを形成する導体の隣接間
接触を無くし、さらに、段差部の角度を滑らかにするこ
とによりコイル作成の歩留まりを向上できる薄膜磁気ヘ
ッドを提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 このような問題点を解決するために、この発明ではスパ
イラル状に巻回されたコイルが複数層設けられる薄膜磁
気ヘッドにおいて、前記コイルを形成する導体を上層に
いくに従って幅広にし、かつ、各層における前記コイル
の電気抵抗が等しくなるように前記導体の断面積を設定
したことを特徴とする。

「作用」 下層では、露光精度を保てることからコイルを形成する
導体の間隔１幅を小さくし、しかも前記導体の厚さを厚
くすることによりコイル巻き数を多くしている。これに
対し、上層では、露光精度が低下することから上層にい
くに従って前記導体の間隔１幅を大きくし、しかも各層
におけるコイルの電気抵抗が等しくなるようにコイルの
厚さを薄くすることにより、コイルを形成する際のメツ
キがレジストを越えて接触するのを防ぐ。

「実施例」 次に図面を参照してこの発明の実施例について説明する
。

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す断面図である
。また、第３図に示す薄膜磁気ヘッドの各部に対応する
部分については同一の符号を付して説明を省略する。

この図において、１層目のコイル６の巻数は、１６ター
ン、２層目は１２ターン、３層目は９ターン、４層目は
５ターンであり、コイル６の間隔は１層目、２層目が３
μｍ、３層目が４．５μｍ。

４層目が６μｍである。また、コイル６の導体の幅は上
層にいくに従い広くなるとともに、コイル６の導体の厚
さは各層におけるコイルの電気抵抗が等しくなるように
１層目が４μｍ、２層目が２゜５μｍ、３層目が２μｍ
、４層目が１．４μｍに設定されている。

次に、薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。第
２図＜ａ＞〜（ｍ）は薄膜磁気ヘッドの製造手順を示す
製造工程図である。

まず、下部保護層２、下層コア３およびギャップ層４を
介して、金属下地膜９が付けられたウェハ基板１の上に
レジスト８を４〜５μｍの厚さに塗布する（第２図（ａ
）参照）。この場合、レジスト８は平面のため露光焦点
の精度は保ちやすい。

そして、このレジスト８に１６ターンのコイルパターン
を形成しく第２図（ｂ）参照）、Ｃｕなどのメツキによ
り、第２図（Ｃ）に示すように厚さが４μｍの１層目の
コイル６ａが形成される。次に、上記レジスト８を第２
図（ｄ）に示すように除去した後、Ａ「イオン１３など
の物理的な衝撃によりコイル６ａの間の金属下地膜９を
ミーリングする（第２図（ｅ）参照）。さらに、この１
層目のコイル６ａの上にレジスト８をスピナー塗布し、
第２図（ｆ）に示すように絶縁層５ａが形成される。

次に、上記絶縁層５ａの上部に、１層目と同一条件でレ
ジスト８を３〜４μｍの厚さにスピナー塗布する（第２
図（ｇ）参照）。そして、このレジスト８に１２ターン
のコイルパターンが形成され、さらにメツキにより２．
５μｍの厚さの２層目のコイル６ｂが形成される（第２
図（ｈ）参照）この場合、レジストカットの精度は、第
３図に示す従来例の２層目とほぼ同等である。

次に、２層目の絶縁層５ｂの上部に、１層目と同一条件
でレジスト８を２．５〜３，５μｍの厚さに塗布する（
第２図（ｉ）参照）。そして、このレジスト８にコイル
パターンが形成された後、巻数が９ターン、導体の幅が
７〜８μｍ、導体の間隔が３〜４．５μｍのコイル６Ｃ
がメツキにより形成される。この場合、上記レジスト８
が１層目に比べ薄いためレジストカットの精度はやや落
ちているが、２層目と同じ断面積を確保するには、コイ
ル６Ｃの厚さは２μｍで済むこと、さらに、コイル６ｃ
の導体の間隔が従来に比べ１．５倍に広がったことによ
り隣接間の接触等の危険性が大幅に低下している（第２
図（ｊ）参照）。

次に、３層目の絶縁層５Ｃの上部に、レジスト８を１層
目と同一条件で２〜３μｍの厚さに塗布する（第２図（
ｋ）参照）。この場合、１層目に比べるとレジストカッ
トの精度は２倍以上悪化している。しかし、４層目のコ
イル６ｄの巻数は５ターン、導体の幅は１２μｍ、導体
の間隔は６μｍであるため、３層目と同じ断面積を確保
するには、コイル６ｄの厚さは１，４μｍで済む。この
ため、メツキがオーバーフローして上記レジスト８を越
えてコイル６ｄの隣接間を接触させることはない。

そして、４層目のコイル６ｄが形成された後、このコイ
ル６ｄを絶縁層５ｄにより覆ってから、上層コア７のた
めのＮｉ−Ｆｅ等の金属下地膜９を上記絶縁層５ｄの上
に付け、さらに、この金属下地膜９の上にレジスト８を
塗布する（第２図（１）参照）。そして、このレジスト
８を上層コア７のパターンにカットした後、メツキによ
り上層コア７が形成される（第２図（ｍ）参照）。

このように、レジスト８は、１層目から４層目まで同一
のスピナー回転数および同一の粘度で塗布しているため
上層にいくに従い薄くなり、レジスト８へのコイルパタ
ーンの露光精度は悪化する。

しかし、コイル６の間隔を上層にいくに従い３〜６μｍ
と広げ、また、コイル６の厚さを４〜１゜４μｍと薄（
なるような構造にすることにより、露光精度の悪い上層
においてもコイル６がレジスト８を越えて接触すること
はない。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば上層にいくに従
いコイルを形成する導体を幅広にし、かつ、各層におけ
るコイルの電気抵抗が等しくなるようにコイルの厚さを
設定したことにより、多段積み上げにともなうレジスト
塗布厚の減少および不均一による露光精度の低下から生
じるコイルの隣接間接触が無くなり、さらに、段差部の
角度が滑らかになることによりコイル作成の歩留まりを
向上できる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第２図
（ａ）〜（ｍ）は本発明の薄膜磁気ヘッドの製造手順を
示す製造工程図、第３図は従来の薄膜磁気ヘッドの構成
を示す断面図、第４図（ａ）〜（ｍ）は従来の薄膜磁気
ヘッドの製造手順を示す製造工程図、第５図（ａ）、（
ｂ）はレジスト厚が薄い場合のメツキトラブルを示す断
面図、第６図〜第８図はレジスト塗布厚不均一によるバ
タ−ン精度の低下を説明する断面図、第９図（ａ）〜（
ｅ）は焦点精度の悪いレジストカット断面におけるコイ
ル隣接間の接触を説明する断面図である。 ｌ・・・・・・クエへ基板、２・・・・・・下部保護層
、３・・・１．。 下層コア、４・・・・・・ギャブ層、５・・・・・・絶
縁層、６・・・・・・コイル、７・・・・・・上層コア
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スパイラル状に巻回されたコイルが複数層設けられる薄
   膜磁気ヘッドにおいて、前記コイルを形成する導体を上
   層にいくに従って幅広にし、かつ、各層における前記コ
   イルの電気抵抗が等しくなるように前記導体の断面積を
   設定したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。