JPH0410208A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
薄膜磁気ヘッド及びその製造方法Info
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-
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- G11—INFORMATION STORAGE
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- C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00422—Magnetic properties
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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。
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、薄膜磁気ヘッドに係り、特に高精度な磁性膜
パターンを有する薄膜磁気ヘッドとその製造方法に関す
る。
パターンを有する薄膜磁気ヘッドとその製造方法に関す
る。
磁気ディスク装置やＶＴＲ等の磁気記録装置の記録密度
は、記録トラックの幅と記録ビットの長さの積で決定さ
れる。このうち、記録トラックの幅は、用いられる薄膜
磁気ヘッドの磁性膜の先端部の幅（以下トラック幅と呼
ぶ）で決定される。したがって、高記録密度化を達成す
るためには、トラック幅を小さく、かつ高精度に作製す
る技術の開発が必須である。
は、記録トラックの幅と記録ビットの長さの積で決定さ
れる。このうち、記録トラックの幅は、用いられる薄膜
磁気ヘッドの磁性膜の先端部の幅（以下トラック幅と呼
ぶ）で決定される。したがって、高記録密度化を達成す
るためには、トラック幅を小さく、かつ高精度に作製す
る技術の開発が必須である。
この薄膜磁気ヘッドのトラック幅形成技術の代表例とし
て、特開昭６０−３７１３０号公報に示された方法があ
げられる。
て、特開昭６０−３７１３０号公報に示された方法があ
げられる。
以下、第２図を用いてこの従来技術を説明する。第２図
は、薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図である。
は、薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図である。
まず、第２図（ａ）に示したように、基板２１の上部に
下地膜２８、下部磁性！！！２２、ギャップ２３、導体
コイル２９及び絶縁膜２４を形成し、その上に上部磁性
膜２５及び酸化アルミニウム（以下アルミナと略す）膜
２６を成膜する。次いで、第２図（ｂ）に示したように
ホトレジスト２７を塗布しパターン形成する。続いて、
第２図（ｃ）に示したように、ＣＦ、 、 Ｃ２Ｆ、
、 Ｃ）ＩＦ３などのぶつ化炭素ガスを用いた反応性イ
オンビームエツチング法により、ホトレジスト２７をマ
スク材としてアルミナ膜２６をエツチングする。
下地膜２８、下部磁性！！！２２、ギャップ２３、導体
コイル２９及び絶縁膜２４を形成し、その上に上部磁性
膜２５及び酸化アルミニウム（以下アルミナと略す）膜
２６を成膜する。次いで、第２図（ｂ）に示したように
ホトレジスト２７を塗布しパターン形成する。続いて、
第２図（ｃ）に示したように、ＣＦ、 、 Ｃ２Ｆ、
、 Ｃ）ＩＦ３などのぶつ化炭素ガスを用いた反応性イ
オンビームエツチング法により、ホトレジスト２７をマ
スク材としてアルミナ膜２６をエツチングする。
その後、第２図（ｄ）に示したように、アルミナ膜２６
をマスク材として、Ａｒガスを用いたイオンビームエツ
チング法により上部磁性膜パターン２５を形成する。
をマスク材として、Ａｒガスを用いたイオンビームエツ
チング法により上部磁性膜パターン２５を形成する。
こうして得られる上部磁性膜２５の、絶縁膜２４段差下
部における幅（正確には、磁気ヘッド素子として記録媒
体に対向している面の上部磁性膜の幅）がトラック幅で
ある。このトラック幅を、微細かつ高精度に形成するた
めには、第２図（ｂ）に示した工程におけるホトレジス
ト幅の精度、第２図（ｃ）に示した工程におけるアルミ
ナ膜のエツチング精度、及び第２図（ｄ）に示した工程
における上部磁性膜のエツチング精度の各々を高める必
要がある。とりわけ、ホトレジスト幅精度とアルミナの
エツチング精度は、トラック幅の決定に際しては重要で
ある。
部における幅（正確には、磁気ヘッド素子として記録媒
体に対向している面の上部磁性膜の幅）がトラック幅で
ある。このトラック幅を、微細かつ高精度に形成するた
めには、第２図（ｂ）に示した工程におけるホトレジス
ト幅の精度、第２図（ｃ）に示した工程におけるアルミ
ナ膜のエツチング精度、及び第２図（ｄ）に示した工程
における上部磁性膜のエツチング精度の各々を高める必
要がある。とりわけ、ホトレジスト幅精度とアルミナの
エツチング精度は、トラック幅の決定に際しては重要で
ある。
まず、ホトレジスト幅の精度を向上させるた約には、ホ
トレジストを薄く形成する必要がある。また、アルミナ
のエツチング精度を向上させるためには、マスク材であ
るホトレジストのエツチング速度に対するアルミナのエ
ツチング速度の比（エツチング選択比）を大きくする必
要がある。
トレジストを薄く形成する必要がある。また、アルミナ
のエツチング精度を向上させるためには、マスク材であ
るホトレジストのエツチング速度に対するアルミナのエ
ツチング速度の比（エツチング選択比）を大きくする必
要がある。
しかしながら、特開昭６０−３７１３０号公報に示され
た従来技術を適用した場合、Ｃｆ’、 。
た従来技術を適用した場合、Ｃｆ’、 。
Ｃ２Ｆ、及びＣ）Ｉｈのいずれのエツチングガスを用い
た場合でも、エツチング選択比は最大２〜３程度であり
、高精度化の目的が充分に達せられないことがわかった
。
た場合でも、エツチング選択比は最大２〜３程度であり
、高精度化の目的が充分に達せられないことがわかった
。
第３図この従来技術で作製した薄膜ヘッドを、記録媒体
対向面から見た正面図を示す。磁性膜３５工ツチング時
のマスク材であるアルミナ膜３６の下端部の側面テーバ
角度θは、プロセス条件を最適化しても、最大７０度で
あることがわかった。この様にθがゆるやかになるにつ
れて、磁性膜３５のパターンを形成する時に、アルミナ
膜３６の側面がエツチングされやすくなり、トラック幅
の高精度化は困難となる。具体的には第３図に示した様
なθが７０度以下の磁気ヘッドにおいては、トラック幅
の変動は±１．０μｍ程度となり、高記録密度化に対す
るあい路となっていた。なお、第３図中で３１は基板、
３８は下地膜、３２は下部磁性膜、３３はギャップ膜、
３９は保護膜をそれぞれ表わしている。
対向面から見た正面図を示す。磁性膜３５工ツチング時
のマスク材であるアルミナ膜３６の下端部の側面テーバ
角度θは、プロセス条件を最適化しても、最大７０度で
あることがわかった。この様にθがゆるやかになるにつ
れて、磁性膜３５のパターンを形成する時に、アルミナ
膜３６の側面がエツチングされやすくなり、トラック幅
の高精度化は困難となる。具体的には第３図に示した様
なθが７０度以下の磁気ヘッドにおいては、トラック幅
の変動は±１．０μｍ程度となり、高記録密度化に対す
るあい路となっていた。なお、第３図中で３１は基板、
３８は下地膜、３２は下部磁性膜、３３はギャップ膜、
３９は保護膜をそれぞれ表わしている。
また、製造プロセスの観点から考慮すると、前記の様に
、従来水されていた反応性ガスではエツチング選択比が
小さいため、マスク材のホトレジストを厚くしなければ
ならず、ホトレジスト幅の精度向上に限界があった。さ
らに、アルミナ側面のテーバ角度θを大きくできないと
いう問題点もあった。
、従来水されていた反応性ガスではエツチング選択比が
小さいため、マスク材のホトレジストを厚くしなければ
ならず、ホトレジスト幅の精度向上に限界があった。さ
らに、アルミナ側面のテーバ角度θを大きくできないと
いう問題点もあった。
方、従来技術を用いて磁性膜上のアルミナ膜をエツチン
グした場合、アルミナのエツチングが終了すると露出し
た磁性膜のエツチングが始まる。これは、ＣＦ、 、
Ｃ，Ｆ６及びＣＨＦ、ガスを用いてエツチングした場合
は、磁性膜もアルミナの約１０分の１の速度でエツチン
グされるためである。したがって、アルミナの厚さが変
動するとオーバーエツチング量も変動し、これに伴って
磁性膜のエツチング量も変動することにより、トラック
幅精度が悪化する。これを防止するためには、アルミナ
をエツチングするが、磁性膜をほとんどエツチングしな
いようなエツチングガスやエツチング方法を開発する必
要があった。
グした場合、アルミナのエツチングが終了すると露出し
た磁性膜のエツチングが始まる。これは、ＣＦ、 、
Ｃ，Ｆ６及びＣＨＦ、ガスを用いてエツチングした場合
は、磁性膜もアルミナの約１０分の１の速度でエツチン
グされるためである。したがって、アルミナの厚さが変
動するとオーバーエツチング量も変動し、これに伴って
磁性膜のエツチング量も変動することにより、トラック
幅精度が悪化する。これを防止するためには、アルミナ
をエツチングするが、磁性膜をほとんどエツチングしな
いようなエツチングガスやエツチング方法を開発する必
要があった。
本発明の目的は、前記の問題点を克服し、トラック幅を
高精度に形成できる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を
提供することにある。
高精度に形成できる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を
提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、基板上に下地
膜と下部磁性膜とギャップ膜と絶縁膜と導体コイルと上
部磁性膜と保護膜を具備する薄膜磁気ヘッドにおいて、
該上部磁性膜の上に該上部磁性膜に接して、該上゛部磁
性膜をエツチングするためのマスク材が形成され、該マ
スク材の該上部磁性膜と接している部分の側面テーバ角
度が７５度以上９０度以下であることを特徴とする薄膜
磁気ヘッド、としたものであり、また、本発明では、上
記薄膜磁気ヘッドの製造方法として、 （ａ） 基板上に下地膜と下部磁性膜とギャップ膜と
絶縁膜と導体コイルの各パターンを形成する工程と、 い） 上部磁性膜をＩｆｆＬ！する工程と、（ｃ）
該上部磁性膜の上にマスク材を成膜する工程と、 （６） 該マスク材の上にマスク材パターンを形成する
工程と、 （ｅ） 該マスク材をエツチングする工程と、げ）
次いて、該マスク材でマスクした前記上部磁性膜をエツ
チングする工程、 とを含むこととしたものである。
膜と下部磁性膜とギャップ膜と絶縁膜と導体コイルと上
部磁性膜と保護膜を具備する薄膜磁気ヘッドにおいて、
該上部磁性膜の上に該上部磁性膜に接して、該上゛部磁
性膜をエツチングするためのマスク材が形成され、該マ
スク材の該上部磁性膜と接している部分の側面テーバ角
度が７５度以上９０度以下であることを特徴とする薄膜
磁気ヘッド、としたものであり、また、本発明では、上
記薄膜磁気ヘッドの製造方法として、 （ａ） 基板上に下地膜と下部磁性膜とギャップ膜と
絶縁膜と導体コイルの各パターンを形成する工程と、 い） 上部磁性膜をＩｆｆＬ！する工程と、（ｃ）
該上部磁性膜の上にマスク材を成膜する工程と、 （６） 該マスク材の上にマスク材パターンを形成する
工程と、 （ｅ） 該マスク材をエツチングする工程と、げ）
次いて、該マスク材でマスクした前記上部磁性膜をエツ
チングする工程、 とを含むこととしたものである。
次に、本発明の詳細な説明する。
発明者らはまず、上部磁性膜パターンをエツチングする
ためのマスク材となるアルミナ膜パターンの形状とトラ
ック幅精度との関係について検討した。第４図に、アル
ミナ膜側面のテーパ角度θとトラック幅変動値ΔＴＷの
関係を示す。θが小さくなると、磁性膜エツチング時に
アルミナ膜の側面がエツチングされやすくなり、アルミ
ナ膜のパターン幅が変動しやすくなる。
ためのマスク材となるアルミナ膜パターンの形状とトラ
ック幅精度との関係について検討した。第４図に、アル
ミナ膜側面のテーパ角度θとトラック幅変動値ΔＴＷの
関係を示す。θが小さくなると、磁性膜エツチング時に
アルミナ膜の側面がエツチングされやすくなり、アルミ
ナ膜のパターン幅が変動しやすくなる。
そして、結果としてΔＴＷは大きくなることがわかった
。
。
一方、θを大きくしてゆくとΔＴＷは減少し、θが７５
度を越えるとΔＴＷはほとんど一定の値を取ることが確
認された。しかし、θが９０度より大きくなると、磁性
膜エツチング時に、基板からスパッタされた粒子がアル
ミナ膜の側面に付着しやすくなり、再付着効果が大きく
なってパターン形状が正しく保たれないことから、望ま
しい上部磁性膜パターンを形成できないことがわかった
。
度を越えるとΔＴＷはほとんど一定の値を取ることが確
認された。しかし、θが９０度より大きくなると、磁性
膜エツチング時に、基板からスパッタされた粒子がアル
ミナ膜の側面に付着しやすくなり、再付着効果が大きく
なってパターン形状が正しく保たれないことから、望ま
しい上部磁性膜パターンを形成できないことがわかった
。
以上の結果から、高精度な磁性膜パターンを得るた約に
は、アルミナ膜の側面テーパ角度は、７５度以上９０度
以下に形成する必要があることを見出した。
は、アルミナ膜の側面テーパ角度は、７５度以上９０度
以下に形成する必要があることを見出した。
次に、トラック幅が△ＴＷの値に与える影響について検
討したところ、トラック幅が小さくなるほど、ΔＴＷの
値はθに対して変化しやすくなり、トラック幅が１０μ
ｍ以下になると、θを７５度以上に形成した時の効果が
大きいことを見出した。ここで注意しておかねばならな
いが、第４図に示したΔＴＷの値は、アルミナ膜パター
ンの幅が一定の場合を示しており、実際の磁気ヘッドの
トラック幅変動を表わしたものではない。具体的なトラ
ック幅変動値を示すと、トラック幅が１０μｍの場合、
従来技術では±１．０μｍが限界であったが、本発明に
示した構造の磁気ヘッドとすることにより±０．８μｍ
以下が達成できた。
討したところ、トラック幅が小さくなるほど、ΔＴＷの
値はθに対して変化しやすくなり、トラック幅が１０μ
ｍ以下になると、θを７５度以上に形成した時の効果が
大きいことを見出した。ここで注意しておかねばならな
いが、第４図に示したΔＴＷの値は、アルミナ膜パター
ンの幅が一定の場合を示しており、実際の磁気ヘッドの
トラック幅変動を表わしたものではない。具体的なトラ
ック幅変動値を示すと、トラック幅が１０μｍの場合、
従来技術では±１．０μｍが限界であったが、本発明に
示した構造の磁気ヘッドとすることにより±０．８μｍ
以下が達成できた。
なお、前記においては、上部磁性膜パターンエツチング
用のマスク材として、従来技術と同様のアルミナ膜を用
いた場合について述べてきたが、本発明の効果を達成す
るためには、マスク材の材質を必ずしも特定する必要は
なく、例えば二酸化けい素、カーボン、酸化チタン等の
膜を用いても良い。
用のマスク材として、従来技術と同様のアルミナ膜を用
いた場合について述べてきたが、本発明の効果を達成す
るためには、マスク材の材質を必ずしも特定する必要は
なく、例えば二酸化けい素、カーボン、酸化チタン等の
膜を用いても良い。
また、本発明を適用することにより、従来技術では高精
度加工が困難であった多層磁性膜を用いた場合でも、ト
ラック幅精度のすぐれた薄膜磁気ヘッドが得られる。
度加工が困難であった多層磁性膜を用いた場合でも、ト
ラック幅精度のすぐれた薄膜磁気ヘッドが得られる。
さらに、本発明により磁気記録装置の記録密度を向上す
ることができ、トラック密度２０００ トラック／イン
チの磁気ディスク装置が実現できるようになった。
ることができ、トラック密度２０００ トラック／イン
チの磁気ディスク装置が実現できるようになった。
一方、前記の様な側面テーパ角度の大きいアルミナ膜パ
ターンを形成するためには、エツチングガスとして、従
来技術に示されたＣＦ、 。
ターンを形成するためには、エツチングガスとして、従
来技術に示されたＣＦ、 。
Ｃ２Ｆ５ 、 ＣＨｌｓに変わって、ＣＨ２Ｆ、 、
ＣＨ，Ｆ 。
ＣＨ，Ｆ 。
Ｃ２Ｈ，Ｆ３． Ｃ２ＬＦ、等のガスを用いるのが望ま
しい。これらのガスの組成式は、一般に、式 Ｃ，Ｈ，
Ｆｙ（式中、ｎ≧１、ｘ＋ｙ＝２ｎ十２、Ｘ及びｙ＞Ｏ
１Ｘ≧ｙ） と表わされる。
しい。これらのガスの組成式は、一般に、式 Ｃ，Ｈ，
Ｆｙ（式中、ｎ≧１、ｘ＋ｙ＝２ｎ十２、Ｘ及びｙ＞Ｏ
１Ｘ≧ｙ） と表わされる。
これらのガスを用いることによって、アルミナ膜のエツ
チング時に、マスク材となるホトレジストとアルミナの
エツチング選択比を飛躍的に大きくすることができる。
チング時に、マスク材となるホトレジストとアルミナの
エツチング選択比を飛躍的に大きくすることができる。
例として、第５図に、ＣＨ，Ｆｙ （ｘ＝０〜３゜ｙ＝
１〜４）で表わされるガスを用いた時のホトレジストと
アルミナのエツチング速度を示す。
１〜４）で表わされるガスを用いた時のホトレジストと
アルミナのエツチング速度を示す。
従来技術に示されている例えば［：ＨＦ３では、選択比
は約２倍であるのに対して、ＣＨ，Ｆ、やＣＨ３Ｆを用
いると、ホトレジストがエツチングされなくなり、選択
比は無限大となる。
は約２倍であるのに対して、ＣＨ，Ｆ、やＣＨ３Ｆを用
いると、ホトレジストがエツチングされなくなり、選択
比は無限大となる。
また、第５図中には示さないが、−船釣な磁性膜として
パーマロイ （ＮｉＦｅ） Ｗのエツチング速度を測定
したところ、ＣＨＦ３では５ｎｍ／ｍｉｎであったのに
対し、ＣＨ２Ｆ２やＣＨ３Ｆではまったくエツチングさ
れなかった。
パーマロイ （ＮｉＦｅ） Ｗのエツチング速度を測定
したところ、ＣＨＦ３では５ｎｍ／ｍｉｎであったのに
対し、ＣＨ２Ｆ２やＣＨ３Ｆではまったくエツチングさ
れなかった。
このように、一般式 Ｃ，、Ｈ，Ｆ、 （式中、ｎ≧
■、ｘ＋ｙ＝２ｎ＋２、Ｘ及びｙ＞Ｑ、ｘ≧ｙ）である
ガスをエツチングに用いることにより、アルミナ膜はエ
ツチングされるが、ホトレジストやパーマロイ膜はエツ
チングされない。したがって、ホトレジストやパーマロ
イ膜をマスク材としてアルミナ膜をエツチングすること
により、アルミナ側面のテーバ角度を大きくでき、高精
度なアルミナ膜パターンが得られる。このマスク材は、
必ずしもホトレジストやパーマロイ膜でなくても良く、
有機樹脂膜や金属膜であれば良い。
■、ｘ＋ｙ＝２ｎ＋２、Ｘ及びｙ＞Ｑ、ｘ≧ｙ）である
ガスをエツチングに用いることにより、アルミナ膜はエ
ツチングされるが、ホトレジストやパーマロイ膜はエツ
チングされない。したがって、ホトレジストやパーマロ
イ膜をマスク材としてアルミナ膜をエツチングすること
により、アルミナ側面のテーバ角度を大きくでき、高精
度なアルミナ膜パターンが得られる。このマスク材は、
必ずしもホトレジストやパーマロイ膜でなくても良く、
有機樹脂膜や金属膜であれば良い。
また、このガスを前記の薄膜磁気ヘッドの作製に適用し
た場合は、アルミナ膜のエツチングが終了して磁性膜が
露出しても、磁性膜がエツチングされることがないため
、トラック幅の高精度化が実現できる。
た場合は、アルミナ膜のエツチングが終了して磁性膜が
露出しても、磁性膜がエツチングされることがないため
、トラック幅の高精度化が実現できる。
また、一般式 Ｃ，、Ｉ（、、Ｆｙ（式中、ｎ≧１、Ｘ
＋ｙ＝２ｎ＋２、Ｘ及びｙ＞Ｏ１Ｘ≧ｙ）で表わされる
ガスを用いた場合、例えばＣＦ、やＣ）ＩＦ３を用いた
場合と比較して、アルミナ膜のエツチング速度が低下す
るため、スルーブツトが悪くなることが考えられる。し
たがって、アルミナを高速でエツチングできるガス（［
。）１．Ｆｙ（式中、ｎ≧１、Ｘ＋ｙ＝２ｎ＋２、ｘ、
ｙ≧０、ｘ＜ｙ））と前記のＣＩ、ＨＸＦＹ （ｘ
≧ｙ）とを適当な割合で混合して用いれば、高速かつ高
選択比エツチングが達成される。この場合、混合割合は
、マスク材であるホトレジストや金属膜が実質的にエツ
チングされない（実際にはエツチング速度が３ｎｍ１０
＋ｉｎ以下が望ましい）ように設定すれば良い。
＋ｙ＝２ｎ＋２、Ｘ及びｙ＞Ｏ１Ｘ≧ｙ）で表わされる
ガスを用いた場合、例えばＣＦ、やＣ）ＩＦ３を用いた
場合と比較して、アルミナ膜のエツチング速度が低下す
るため、スルーブツトが悪くなることが考えられる。し
たがって、アルミナを高速でエツチングできるガス（［
。）１．Ｆｙ（式中、ｎ≧１、Ｘ＋ｙ＝２ｎ＋２、ｘ、
ｙ≧０、ｘ＜ｙ））と前記のＣＩ、ＨＸＦＹ （ｘ
≧ｙ）とを適当な割合で混合して用いれば、高速かつ高
選択比エツチングが達成される。この場合、混合割合は
、マスク材であるホトレジストや金属膜が実質的にエツ
チングされない（実際にはエツチング速度が３ｎｍ１０
＋ｉｎ以下が望ましい）ように設定すれば良い。
例えば、ＣＨ，Ｆガスのみを用いてエツチングを行なう
と、ホトレジストはエツチングされず、ホトレジストの
上部に１５ｎｍ／ｍｉｎの速度で堆積が発生する。この
場合、アルミナ膜のエツチング選択比は無限大となるが
、アルミナのエツチング速度は３７ ｎ＋＋＋／ ｍｉ
ｎとなり、ＣＨＦ３の場合の６０ ｒ＋ａ＋／ ｍｉｎ
に比べて小さく、エツチング所要時間が多くかかる。ま
た、場合によっては、ホトレジスト上部に厚い堆積膜が
生成すると、基板の汚染等が発生し問題となることもあ
る。
と、ホトレジストはエツチングされず、ホトレジストの
上部に１５ｎｍ／ｍｉｎの速度で堆積が発生する。この
場合、アルミナ膜のエツチング選択比は無限大となるが
、アルミナのエツチング速度は３７ ｎ＋＋＋／ ｍｉ
ｎとなり、ＣＨＦ３の場合の６０ ｒ＋ａ＋／ ｍｉｎ
に比べて小さく、エツチング所要時間が多くかかる。ま
た、場合によっては、ホトレジスト上部に厚い堆積膜が
生成すると、基板の汚染等が発生し問題となることもあ
る。
そこで、ＣＨＦ３中に約８ ｖｏ１％Ｃ８３Ｆを混合し
たガスを用いると、ホトレジスト上でエツチングも堆積
も起こらず、かつアルミナのエツチング速度は５５ｎｍ
／ｍｉｎと大きくできる。したがって、他のガスを用い
た場合でも、マスク材のエツチングを防ぐだけでなく、
マスク材上での堆積をも防ぐような組成のガスを用いる
のが最も望ましい。
たガスを用いると、ホトレジスト上でエツチングも堆積
も起こらず、かつアルミナのエツチング速度は５５ｎｍ
／ｍｉｎと大きくできる。したがって、他のガスを用い
た場合でも、マスク材のエツチングを防ぐだけでなく、
マスク材上での堆積をも防ぐような組成のガスを用いる
のが最も望ましい。
具体的には、エッチング速度３ｎｍ／ｍｉｎ以下でかつ
堆積速度１０ｎｍ／ｍｉｎ以下となるような組成のガス
を用いるのが望ましい。
堆積速度１０ｎｍ／ｍｉｎ以下となるような組成のガス
を用いるのが望ましい。
一方、前記のようなエツチングガスを用いたアルミナ膜
のエツチング方法について考えると、イオンビームエツ
チングの場合、基板に対するイオンビームの入射角を０
〜９０度の範囲で設定でき、かつ入射角によってエツチ
ング速度が異なることから、それぞれのエツチングガス
組成及びマスク材に対応して、マスク材のエツチング及
び堆積を防ぐような入射角を見出し、エツチングに適用
するのが望ましい。逆に、製造プロセスの制限から入射
角が決まっている場合には、エツチングガス組成を制御
して、マスク材がエツチングされないようにするのが望
ましく、さらにはマスク材上での堆積をも防ぐことがよ
り望ましい。
のエツチング方法について考えると、イオンビームエツ
チングの場合、基板に対するイオンビームの入射角を０
〜９０度の範囲で設定でき、かつ入射角によってエツチ
ング速度が異なることから、それぞれのエツチングガス
組成及びマスク材に対応して、マスク材のエツチング及
び堆積を防ぐような入射角を見出し、エツチングに適用
するのが望ましい。逆に、製造プロセスの制限から入射
角が決まっている場合には、エツチングガス組成を制御
して、マスク材がエツチングされないようにするのが望
ましく、さらにはマスク材上での堆積をも防ぐことがよ
り望ましい。
また、エツチング中のガス圧力やイオンビームの加速電
圧、電流密度などエツチング速度に影響を与えるパラメ
ータに関しても、前記の最適条件に適合するよう設定す
るのが望ましい。
圧、電流密度などエツチング速度に影響を与えるパラメ
ータに関しても、前記の最適条件に適合するよう設定す
るのが望ましい。
前記の様に、アルミナ膜パターンの側面テーパ角度を７
５〜９０度に制御することにより、上部磁性膜エツチン
グ時のアルミナ膜の側面エツチングを実質上防ぐことが
でき、上部磁性膜パターンを高精度に形成することがで
きる。
５〜９０度に制御することにより、上部磁性膜エツチン
グ時のアルミナ膜の側面エツチングを実質上防ぐことが
でき、上部磁性膜パターンを高精度に形成することがで
きる。
また、アルミナ膜を高精度にエツチングする手段として
、一般式、Ｃ，、ＩＩＭＦ、 （式中、ｎ≧１、ｘ＋
ｙ＝２ｎ＋２、Ｘ及びｙ＞０、ｘ≧ｙ）で表わされるガ
スを用いると、アルミナ膜はＦを含んだイオンもしくは
ラジカルと反応して反応生成物を作り、次に飛来した粒
子でスフ＜ツタされてエツチングされるのに対して、ホ
トレジストや金属膜の表面では、スパッタエツチングさ
れる速度よりも、Ｃ，Ｈ及びＦを含む粒子が重合反応を
起こし膜堆積する速度の方が大きいため、ホトレジスト
や金属膜がまったくエツチングされなくなる。
、一般式、Ｃ，、ＩＩＭＦ、 （式中、ｎ≧１、ｘ＋
ｙ＝２ｎ＋２、Ｘ及びｙ＞０、ｘ≧ｙ）で表わされるガ
スを用いると、アルミナ膜はＦを含んだイオンもしくは
ラジカルと反応して反応生成物を作り、次に飛来した粒
子でスフ＜ツタされてエツチングされるのに対して、ホ
トレジストや金属膜の表面では、スパッタエツチングさ
れる速度よりも、Ｃ，Ｈ及びＦを含む粒子が重合反応を
起こし膜堆積する速度の方が大きいため、ホトレジスト
や金属膜がまったくエツチングされなくなる。
一方、一般式、Ｃ，、ＨＸＦｙ（式中、ｎ≧１、Ｘ＋ｙ
＝ ２ ｎ ＋ ２、ｘ、ｙ≧０、ｘ＜ｙ）で表わさ
れるガスを用いると、ホトレジストや金属膜の表面でも
、スパッタエツチングされる速度の方が重合膜堆積速度
よりも大きくなるため、ホトレジストや金属膜でもエツ
チングされる。したがって、これらのガスを適当な割合
で混合することにより、ホトレジストや金属膜の表面で
はエツチングも堆積も起こらないようなガスが実現でき
、アルミナ膜の高精度エツチングが可能となる。
＝ ２ ｎ ＋ ２、ｘ、ｙ≧０、ｘ＜ｙ）で表わさ
れるガスを用いると、ホトレジストや金属膜の表面でも
、スパッタエツチングされる速度の方が重合膜堆積速度
よりも大きくなるため、ホトレジストや金属膜でもエツ
チングされる。したがって、これらのガスを適当な割合
で混合することにより、ホトレジストや金属膜の表面で
はエツチングも堆積も起こらないようなガスが実現でき
、アルミナ膜の高精度エツチングが可能となる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
らに限定されない。
らに限定されない。
実施例１
本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。
第１図は、本発明の薄膜磁気ヘッドを記録媒体対向面か
ら見た正面図である。上部磁性膜１５の上には、エツチ
ングマスク用のアルミナ膜１６が配置され、かつその側
面テーバ角度θは８３度である。また、１１は基板、１
８は下地膜、１２は下部磁性膜、１３はギャップ膜、１
９は保護膜である。上部及び下部磁性膜にはパーマロイ
を用い、下地膜、キャップ膜及び保護膜にはアルミナ膜
を用いた。また、上部磁性膜１５の下端幅であるトラッ
ク幅（ＴＷ）は８．０μｍとした。
ら見た正面図である。上部磁性膜１５の上には、エツチ
ングマスク用のアルミナ膜１６が配置され、かつその側
面テーバ角度θは８３度である。また、１１は基板、１
８は下地膜、１２は下部磁性膜、１３はギャップ膜、１
９は保護膜である。上部及び下部磁性膜にはパーマロイ
を用い、下地膜、キャップ膜及び保護膜にはアルミナ膜
を用いた。また、上部磁性膜１５の下端幅であるトラッ
ク幅（ＴＷ）は８．０μｍとした。
第１図中で、アルミナ膜１６の側面上端部が削られテー
パ角度が小さくなっているが、これは、上部磁性膜を＾
ｒガスを用いたイオンビームエツチング法でエツチング
した際に、エツジ部分が削られたものである。この様に
マスク材となるアルミナ膜の側面テーバ角度が上端部で
小さくなった場合でも、上部磁性膜の幅を決定するのは
下端部であり、トラック幅の高精度化は達成できた。
パ角度が小さくなっているが、これは、上部磁性膜を＾
ｒガスを用いたイオンビームエツチング法でエツチング
した際に、エツジ部分が削られたものである。この様に
マスク材となるアルミナ膜の側面テーバ角度が上端部で
小さくなった場合でも、上部磁性膜の幅を決定するのは
下端部であり、トラック幅の高精度化は達成できた。
実施例２
第６−１図に、第３図に示した従来構造の磁気ヘッドの
トラック幅の分布と、第６−２図に、第１図に示した本
発明の磁気ヘッドのトラック幅の分布とを併せて示す。
トラック幅の分布と、第６−２図に、第１図に示した本
発明の磁気ヘッドのトラック幅の分布とを併せて示す。
両者とも、トラック幅は８μｍとした。従来構造では、
マスク材のアルミナ膜側面テーパ角度が６４度と小さく
、側面がエツチングされやすくなっていたことから、ト
ラック幅は±１．０μｍ変動した。これに対して、本発
明で得たテーパ角度８３度の磁気ヘッドでは、トラック
幅変動を±０．８μ山まで低減できた。
マスク材のアルミナ膜側面テーパ角度が６４度と小さく
、側面がエツチングされやすくなっていたことから、ト
ラック幅は±１．０μｍ変動した。これに対して、本発
明で得たテーパ角度８３度の磁気ヘッドでは、トラック
幅変動を±０．８μ山まで低減できた。
実施例３
第７図に、従来技術としてＣＨＦ３を用い、本発明とし
て１Ｑｖｏ１％Ｃ）Ｉ、Ｆ＋ ＣＨＦ３を用いた時の、
アルミナ膜の側面テーパ角度とパターン幅の関係を示す
。マスク材としてはホトレジストを用いた。マスク材に
対する選択比が大きく増加した事が原因となって、従来
はテーパ角度が約７０度であったのに対して、本発明を
適用することにより、テーパ角度は約８２度となった。
て１Ｑｖｏ１％Ｃ）Ｉ、Ｆ＋ ＣＨＦ３を用いた時の、
アルミナ膜の側面テーパ角度とパターン幅の関係を示す
。マスク材としてはホトレジストを用いた。マスク材に
対する選択比が大きく増加した事が原因となって、従来
はテーパ角度が約７０度であったのに対して、本発明を
適用することにより、テーパ角度は約８２度となった。
第８［！ｌに、ＣＨ２Ｆ２とＣＨＦ３とを混合して用い
た時の混合比率とエツチング速度の関係を示す。
た時の混合比率とエツチング速度の関係を示す。
約１ ｖｏ１％のＣＨ，Ｆ、をＣＨＦ、に加えると、ホ
トレジストのエツチング速度は３ｎｍ／ｍｉｎに低下し
た。
トレジストのエツチング速度は３ｎｍ／ｍｉｎに低下し
た。
また５０ｖｏ１％のＣ）１２Ｆ２をＣＩ（Ｆ３に加える
と、ホトレジスト上の膜堆積速度は１０ｎｍ／ｍｉｎと
なった。これらの関係は、Ｃ）１３Ｆ 、 ［：２）１
３Ｆ３ 、 Ｃ，）１．Ｆ。
と、ホトレジスト上の膜堆積速度は１０ｎｍ／ｍｉｎと
なった。これらの関係は、Ｃ）１３Ｆ 、 ［：２）１
３Ｆ３ 、 Ｃ，）１．Ｆ。
ガスとＣＦ、 、 ＣＨＦ３． Ｃ２Ｆ６． Ｃ３ＦＩ
ｌガスを混合した場合でも、はぼ同様に成立した。
ｌガスを混合した場合でも、はぼ同様に成立した。
実施例４
第９図に、本発明を適用した薄膜磁気ヘッドの製造法の
実施例を示す。第９図は、各々断面構造を示した工程図
である。なお、この工程の基本概念は公知例として示し
た特開昭６０−３７１３０号公報にも示されており、本
発明での特徴は、アルミナ膜を高選択比でエツチングす
る手法にある。
実施例を示す。第９図は、各々断面構造を示した工程図
である。なお、この工程の基本概念は公知例として示し
た特開昭６０−３７１３０号公報にも示されており、本
発明での特徴は、アルミナ膜を高選択比でエツチングす
る手法にある。
まず、第９図（ａ）に示したように、基板９１の上部に
下地膜としてのアルミナ膜９８、下部磁性膜としてのパ
ーマロイ膜９２、ギャップ膜としてのアルミナ膜９３、
導体コイルとしての銅９９及び絶縁膜としての有機樹脂
膜９４を形成し、その上に上部磁性膜としてのパーマロ
イ膜９５及びアルミナ膜９６及びアルミナエツチング用
のマスク材となるパーマロイ膜１００を成膜した。次い
で、第９図（ｂ）に示したようにホトレジスト９７を塗
布してパターン形成した。
下地膜としてのアルミナ膜９８、下部磁性膜としてのパ
ーマロイ膜９２、ギャップ膜としてのアルミナ膜９３、
導体コイルとしての銅９９及び絶縁膜としての有機樹脂
膜９４を形成し、その上に上部磁性膜としてのパーマロ
イ膜９５及びアルミナ膜９６及びアルミナエツチング用
のマスク材となるパーマロイ膜１００を成膜した。次い
で、第９図（ｂ）に示したようにホトレジスト９７を塗
布してパターン形成した。
続いて、第９図（ｃ）に示したように、ホトレジスト９
７をマスク材にして、Ａｒガスを用いたイオンビームエ
ツチング法でパーマロイｌｌｌ１００をパターニングし
た。次いで、ホードレジスト９７を除去した後、第９図
（６）に示したように、２０ｖｏ１％ＣＬｈ ＋ＣＨＦ
ａ力゛スを用いたイオンビームエツチング法でアルミナ
膜９６をパターニングした。この時、マスク材であるパ
ーマロイ膜１００は前記の様にまったくエツチングされ
ないため、膜厚は小さくても良く、本実施例においては
膜厚０．５μｍとした。実際に適用する場合は、基板面
内やバッチ間の膜厚変動、素子段差部での膜つきまわり
等を考慮して、１μｌ以下とするのが望ましい。こうし
て得られたアルミナ膜パターン９６の側面テーパ角度は
８２度であった。
７をマスク材にして、Ａｒガスを用いたイオンビームエ
ツチング法でパーマロイｌｌｌ１００をパターニングし
た。次いで、ホードレジスト９７を除去した後、第９図
（６）に示したように、２０ｖｏ１％ＣＬｈ ＋ＣＨＦ
ａ力゛スを用いたイオンビームエツチング法でアルミナ
膜９６をパターニングした。この時、マスク材であるパ
ーマロイ膜１００は前記の様にまったくエツチングされ
ないため、膜厚は小さくても良く、本実施例においては
膜厚０．５μｍとした。実際に適用する場合は、基板面
内やバッチ間の膜厚変動、素子段差部での膜つきまわり
等を考慮して、１μｌ以下とするのが望ましい。こうし
て得られたアルミナ膜パターン９６の側面テーパ角度は
８２度であった。
次いで、第９図（ｅ）に示したように、アルミナ膜９６
をマスク材にしてＡｒガスを用いたイオンビームエツチ
ング法でパーマロイ族９５をエツチングし、上部磁性膜
パターンを形成した。この際、先にマスク材として用い
たパーマロイ膜１００は、膜厚が小さいため自動的に除
去された。こうして、高精度なトラック幅を有する薄膜
磁気ヘッドの製造方法が達成された。
をマスク材にしてＡｒガスを用いたイオンビームエツチ
ング法でパーマロイ族９５をエツチングし、上部磁性膜
パターンを形成した。この際、先にマスク材として用い
たパーマロイ膜１００は、膜厚が小さいため自動的に除
去された。こうして、高精度なトラック幅を有する薄膜
磁気ヘッドの製造方法が達成された。
以上説明したように、本発明による磁気ヘッド構造を適
用すれば、磁性膜エツチング時の側面エツチング量を減
らすことができるので、高精度なトラック幅を持つ薄膜
磁気ヘッドが実現できる。また、本発明で用いるエツチ
ングガス及びエツチング方法を適用することにより、高
精度なアルミナ膜パターンを形成することができる。さ
らに、本発明の製造方法を用いて、薄膜磁気ヘッドのト
ラック幅が高精度化できる。
用すれば、磁性膜エツチング時の側面エツチング量を減
らすことができるので、高精度なトラック幅を持つ薄膜
磁気ヘッドが実現できる。また、本発明で用いるエツチ
ングガス及びエツチング方法を適用することにより、高
精度なアルミナ膜パターンを形成することができる。さ
らに、本発明の製造方法を用いて、薄膜磁気ヘッドのト
ラック幅が高精度化できる。
第１図は本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの正面図、
第２図は従来技術の製造工程を示す側断面図、第３図は
従来の薄膜磁気ヘッドの正面図、第４図及び第５図は本
発明の効果を示すグラフ、第６図は従来技術と本発明の
効果を比較するヒストグラム、第７図は本発明の効果を
示すグラフ、第８図は本発明の最適適用範囲を示すグラ
フ、第９図は本発明の一実施例としての薄膜磁気ヘッド
の製造工程を表わす側断面図である。 １１・・・基板、１２・・・下部磁性膜、１３・−・ギ
ャップ膜、１５・・・上部磁性膜、１６・・・アルミナ
膜、１８・ ・下地膜、１９ ・ ・保護膜 特許出願人 株式会社日立製作所 代 理 人 中 本 宏量
井 上 昭浣 ！ し」 第 図 第 図 坏 凹 Ｏ アルミ＋ｎΦθり面テーパＵ）ル θ （爪） 槙 ′１１ ！ 図 エラ干ンブガス千Ｆ づ２ ワ 図 ４ ６ ８＋０ ７１しミサ／ｅ９− ｙｑｓ ＣＨｗｖ）第 に−Ｉ 図 トうソ′）福（ＦＡｒ−） 垢 乙−２図 トラックＩ温 ＜ ）Ｊ−） 凍 霞
第２図は従来技術の製造工程を示す側断面図、第３図は
従来の薄膜磁気ヘッドの正面図、第４図及び第５図は本
発明の効果を示すグラフ、第６図は従来技術と本発明の
効果を比較するヒストグラム、第７図は本発明の効果を
示すグラフ、第８図は本発明の最適適用範囲を示すグラ
フ、第９図は本発明の一実施例としての薄膜磁気ヘッド
の製造工程を表わす側断面図である。 １１・・・基板、１２・・・下部磁性膜、１３・−・ギ
ャップ膜、１５・・・上部磁性膜、１６・・・アルミナ
膜、１８・ ・下地膜、１９ ・ ・保護膜 特許出願人 株式会社日立製作所 代 理 人 中 本 宏量
井 上 昭浣 ！ し」 第 図 第 図 坏 凹 Ｏ アルミ＋ｎΦθり面テーパＵ）ル θ （爪） 槙 ′１１ ！ 図 エラ干ンブガス千Ｆ づ２ ワ 図 ４ ６ ８＋０ ７１しミサ／ｅ９− ｙｑｓ ＣＨｗｖ）第 に−Ｉ 図 トうソ′）福（ＦＡｒ−） 垢 乙−２図 トラックＩ温 ＜ ）Ｊ−） 凍 霞
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に下地膜と下部磁性膜とギャップ膜と絶縁膜
と導体コイルと上部磁性膜と保護膜を具備する薄膜磁気
ヘッドにおいて、該上部磁性膜の上に該上部磁性膜に接
して、該上部磁性膜をエッチングするためのマスク材が
形成され、該マスク材の該上部磁性膜と接している部分
の側面テーパ角度が７５度以上９０度以下であることを
特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、前記マスク材が、酸化アルミニウムからなることを
特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。 ３、前記磁気膜の先端部の幅が１０μｍ以下であること
を特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。 ４、前記上部磁性膜が、２層以上の磁性膜と１層以上の
非磁性膜とからなる多層磁性膜であることを特徴とする
請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。 ５、（ａ）基板上に下地膜と下部磁性膜とギャップ膜と
絶縁膜と導体コイルの各パターンを形成する工程と、 （ｂ）上部磁性膜を成膜する工程と、 （ｃ）該上部磁性膜の上にマスク材を成膜する工程と、 （ｄ）該マスク材の上にマスク材パターンを形成する工
程と、 （ｅ）該マスク材をエッチングする工程と、 （ｆ）次いて、該マスク材でマスクした前記上部磁性膜
をエッチングする工程、 とを含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法。 ６、前記マスク材として、酸化アルミニウムを用いるこ
とを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方
法。 ７、前記マスク材としての酸化アルミニウムをエッチン
グするために、エッチングガスとして、 一般式Ｃ＿ｎＨ＿ｘＦ＿ｙ（式中、ｎ≧１、ｘ＋ｙ＝２
ｎ＋２、ｘ及びｙ＞０、ｘ≧ｙである。）で表わされる
弗化炭化水素ガスを含有するガスを用いることを特徴と
する請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ８、前記マスク材としての酸化アルミニウムをエッチン
グするために、エッチングガスとして、 一般式Ｃ＿ｎＨ＿ｘＦ＿ｙ（式中、ｎ≧１、ｘ＋ｙ＝２
ｎ＋２、ｘ及びｙ＞０、ｘ≧ｙである）で表わされる弗
化炭化水素ガスと、 一般式Ｃ＿ｎＨ＿ｘＦ＿ｙ（式中、ｎ≧１、ｘ＋ｙ＝２
ｎ＋２、ｘ及びｙ≧０、ｘ＜ｙである）で表わされる弗
化炭化水素ガスとを含有するガスを用いることを特徴と
する請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ９、前記マスク材パターンが、ホトレジスト又は金属膜
であることを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。 １０、前記エッチングを、イオンビームエッチング法で
行うことを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの
製造方法。 １１、前記マスク材のエッチング速度が、３ｎｍ／ｍｉ
ｎ以下であることを特徴とする請求項７又は８記載の薄
膜磁気ヘッドの製造方法。 １２、前記マスク材パターン上への膜堆積速度が、１０
ｎｍ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１１記
載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 １３、前記マスク材パターンの厚さが、１μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項９記載の薄膜磁気ヘッドの製
造方法。 １４、請求項１記載の薄膜磁気ヘッドを用いて製作した
、トラック密度が２０００トラック／インチ以上である
磁気記録装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2110501A JPH0410208A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2110501A JPH0410208A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
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