JPH0478012A - 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］ この発明は、磁気ディスク装置、磁気テープ装置等の磁
気記録装置に用いられる薄膜磁気ノ＼ットの製造方法に
関するものである。

［従来の技術］ 近年、磁気記録技術の進歩とともに高密度化、大容量化
か進み、これに対応するために磁気ヘッドにおいては、
ＬＳＩ技術を応用した薄膜磁気ｌ＼フッド用いられるよ
う（こなった。第６図は例えは特開昭６１−１１０３２
０号公報に示された従来の薄膜磁気ヘッドを示す断面図
であり、　図において、（１）はＡｌｚｔｈ−ＴｉＣ等
からなる非磁性基板、（２）はメツキ、スパッタ、蒸着
等の手段により上記基板（＋）上に形成されたＮｉＦｅ
系、Ｎ　ｉＣｏ系磁性合金等の軟磁性薄膜からなる下コ
ア、（３）はスパッタ、蒸着等の手段により形成された
　Ａ　ｌ　２０３．５１０２等からなるギャップ、（４
ａＸ４ｂ）は各々スパッタ、蒸着等の手段により形成さ
れたＡ　Ｉ　２１：１３、ＳｉＯ２等の無機物、ないし
加熱、電磁波等の手段により硬化形成されたレジスト、
ポリイミド等の有機樹脂からなる第１及び第２絶縁層、
（５）はメツキ、スパッタ、蒸着等の手段により形成さ
れたＣｕ等からなるコイル、　（６）はメツキ、スパッ
タ、蒸着等の手段とこより形成されたＮｌＦｃ系、Ｎｌ
Ｃｏ系磁性合金等からなる上コア、（７）はスパッタ、
蒸着等の手段により形成されたＡ　ｌ　ｐ　Ｏｑ、５１
０２等からなる保護膜である。

次ここ動作己こついて説明する。

記録は、コイル（５）に流れる信号電流により発生し、
下コア（１）、及び上コア（６）を流れる磁束のコア先
端におけるギャップ（３）での漏れ磁束によって磁気媒
体に情報を記録する。再生は磁気媒体より漏れる磁束を
コア先端のギャップ（３）で拾い、下コア（１）、及び
−上コア（６）を流れる磁束の変化を、電磁誘導によっ
てコイル（５）の両端に発生ずる電圧の変化として信号
を再生する。

丁コア及び上コアとしパＣの軟磁性薄膜は、磁気記録媒
体からの信号磁束を有効に収束し、コイルと鎖交させる
ことを目的とし・でいるため、軟磁性薄膜は高透磁率で
あること、周波数特性が良好であること、及び信号磁束
に対する忠実な応答性が要求される。従すて、軟磁性薄
膜は、一般に一軸異方性が付与され、その磁化容易軸が
トラック幅方向と平行になるように設計されている。こ
の場合の七コアの磁区形状例は第１↓図（ａ）に示すも
のであり（矢印Ａはトラック幅方向、及Ｕ磁化容易軸を
示す）、拮号磁束は磁化容易軸と垂直な方向に導かれる
ため、１−述の高透磁率、高周波特性、忠実な信号応答
か可能になる。

［発明か解決しようとする課題］ 従来の薄膜磁気ｌ＼ットは、以上のように種々の材料を
順次積層し・で構成されでおり、この内、磁気コアとし
て用いられているＮｉＦｃ系、ＮｉＣｏ系磁性合金等は
、一般ζこ磁歪を有し、ており、磁気コア成膜時の内部
応力や、磁気コアに隣接ずろ他部材成膜時の外部応力ζ
こより逆磁歪効果で磁気コアの磁気特性の劣化を招いて
いた。特に応力の影響か著し、い場合は、磁気コアの磁
区形状か乱れ、磁気ヘッド再生信号にウィグルノイズと
呼はれる磁区変動ζこ起因する不規則ノイズ゛を生して
いた。第７図はウィグルノイズを有する再生１８号（第
７図（ａ））と、これのない正常な再生１８号（第７図
（１１）　）を不ず例である。この問題を回避するため
、磁気二１アの磁歪が零になるように！Ｊｌ成制御を厳
密に行なったり、各部材の成膜条件の最適化により応力
の発生を最小にすることや、あるいは軟磁性薄膜をアニ
ールする試みがなされているか、応力は制御項目か多く
、成膜条件での制御は困難であった。

また、従来の軟磁性薄膜のアニールとし・では、特開昭
６０−９５７１６号公報等に示されるように、軟磁性薄
膜形成後の、保護膜形成前に熱処理を行なっていた。今
回、我々も上コアの軟磁性薄膜の形成後（保護膜形成前
）に、磁界中の２３０°Ｃて熱処理を行なった。このサ
ンプルに保護膜の形成等を行ない、磁気ヘッドとして完
成させた後に、最終的な電気的な評価を行なったが、再
生信号に第７図（ａ）で示すようなウィグルノイズを生
じており、保護膜形成前のアニールではウィグルノイズ
の低減は困難であった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、各部材の成膜時に応力が発生して、磁気コアの
磁気特性が劣化したとしても、最終的には応力の影響を
緩和して、安定に良好な磁気特性を有する薄膜磁気ヘラ
Ｉ・の製造方法を得ることを目的とずろ。

［課題を解決するための手段コ この発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、基板−に
に下コア、キャップ、第１絶ｈｒ＝、コイル第２絶縁層
及び上コアを順次積層する工程、第′、２絶縁層及び上
記−Ｆ−コア上に保護膜を積層する工程、並びに１−２
保護膜形成後に」−２両１−程で形成された積層体を熱
処理する工程を施すものである。

また、とくに薄膜磁気ヘッドにおける第１または第２絶
縁層を有機樹脂より構成し、加熱工程で２積層体を上記
有機樹脂の軟化点以上、分解意思１′の温度で加熱する
よう乙こするとよい。

また、下コア及び上コアは負の磁歪定数を有する磁性薄
膜より形成するとよい。

［作用］ この発明における薄膜磁気ヘッドの製造方法では　保護
膜形成後に加熱工程を施すことにより、最終工程までに
発生した磁気コアの内部中かとれると推測される。

また、第１または第２給縁層を有機樹脂より構成し、加
熱工程で、積層体を、Ｉ：記有機樹脂の軟化意思−１１
、分解意思Ｆの温度で加熱するようにすれは、上記絶縁
層が軟化することにより、下コア及び北−］ア内の歪を
とることがさらに助長されると推ンＦ１１される。

また５　丁コア及び上コアを負の磁歪定数を有する磁性
薄膜より形成すれは、絶縁層が熱処理で軟化後、再硬化
することにより、下コア及び上コアに加わる引張り応力
の方向かトラック幅と垂直な方向になるので、磁区の方
向はトラック幅方向に揃う。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。この
発明の一実施例に係わる薄膜磁気ヘッドは、第６図にお
ける第１絶縁ＮＣ４ａ＞及び第２絶縁層ｎｂ）が、有機
樹脂（例えば２４０℃で熱硬化したＡＺ系フォトしシス
ト（Ａ　Ｚはへキスト社製品名））よりなるものであり
、保護膜形成後に上記有機樹脂の軟化点以上の温度で加
熱処理を行なって製造されている。

第１図は、上述の２４０°Ｃて執硬化し・たＡＺ系フォ
トしシストの軟化点を測定したものである。軟化点の測
定方法は、サンプルに約ｌｏｇ／ｍｍ−’の加重をかけ
た触針のめり込み変位量より求めた。

第１図よりサンプルは＋５０’Ｃ前後で急激ζこ軟化し
くここか軟化点）、１７５°Ｃ前後でほぼ安定化するこ
とが判った。このことは、熱硬化したフォトレジストは
軟化点以上の温度にすることで、軟化によって外部応力
を吸収緩和できることを示している。

第２図はＬ述の２４０℃で熱硬化したＡＺ系フォトレジ
ストの分解点を測定したものである。分解点の測定は、
サンプルの、Ｎ２雰囲気中ここおける熱重量分析の結果
より求めた。第２図よりサンプルは２８０°Ｃ前後で急
激に重量が減少し始ぬ（ここか分解点）、以後継続して
重量か減少している。

第３図はこの発明の一実施例に係わる熱処理装置を示す
構成図であり、（８）は磁気コアの酸化を防止するため
の、真空ないし不活性気体雰囲気にできる容器、（９）
は加熱用ヒータ、（］Ｏ）は磁界発生器、（１１）は／
＃膜磁気ヘッドの形成されたスライダ試料である。磁界
発生器（１０）は薄膜磁気ヘッドのトラック幅方向に磁
界をかけることて磁区を強制的に良好な状態に戻す補助
的な役割を果たす。

また、熱処理温度の上限は絶縁層として用いられている
有機樹脂の分解点以外にも、磁気コア材料の耐熱性によ
り制限される。

第４図（ａ　）　（ｂ　）に磁気コアとしてメツキζこ
より形成されたＮｉＦｅ系合金、絶縁層として２４０℃
で熱硬化したＡ、　Ｚ系フォトレジスト、保護膜として
スパッタにより形成された八し０３を用いた薄膜磁気ヘ
ッドを、保護膜形成以後の工程で熱処理し、レーザによ
るＫｅｒｒ効果を利用して、Ａｌ２Ｏ３スパッタの保護
膜を通して観察した上コアの磁区形状例を示す。熱処理
条件は、真空中で約２．５　ＫＯｅの磁界をかけた状態
で、各サンプルについて、１００℃、１２５℃、１５０
℃、１７５℃、２００℃、２２５℃の各温度で１時間半
保持し・たものである。１５０°Ｃ以下では第４図（ｂ
）に示すように、不良磁区形状も含まれているが、１７
５℃以上では全てのヘッドが第４図（ａ）に示すような
良好な磁区形状を示した。最終的な電気的評価でも、１
７５℃以上で熱処理した全てのヘッドにおいて、ウィグ
ルノイズは観測されなかった。この現象を解明するため
、有限要素法による応力解析を行なった結果を第５図に
示す。解析では、軟化点以上の温度では樹脂が軟化する
ため、内部応力が吸収された応力フリーの状態と考え、
樹脂再硬化後の、冷却過程での応力を計算したところ、
下コア及び上コアにはトラック幅と垂直な方向に引張り
応力が印加される（第５図矢印Ｂ方向）。即ち、成膜時
の各内部応力や熱履歴により、複雑な応力を受けていた
磁気コアζＪ熱処理ごこより一定方向の応力を受けるこ
とζこなる。下コア及び上コアの軟磁性薄膜が、負の磁
歪定数を有する組成に設定されていると、上述の応力が
加わることにより、逆磁歪効果によって、磁区はトラッ
ク幅方向に揃い、第４図（ａ）に示す磁区形状になるも
のと推測される。

なお、２８０℃以上では、２４０℃て熱硬化したＡＺ系
フォトレジストの分解か進み、磁気・＼ットの長門１ａ
頼性を損なうため、２８０℃（分解点）以下とすること
が必要である。

以上の１ように、本来磁気コアの有している磁気特性が
応力の影響で劣化していたとしても、絶縁層として用い
られている熱硬化レジストの軟１ヒ点以上の温度て熱処
理すれは、軟化によって一旦内部応力が吸収緩和された
磁気コアは、再硬化後の冷却過程でトラック幅と垂直方
向に引張り応力が加えられ、安定にかつ良好な磁気特性
か回復できる。

なお、上記実施例では絶縁層として２４０℃て熱硬化し
たＡＺ系フォトレジストを用いた場合を示したが、その
他の有機樹脂を用いた場合にも同様な効果が期待される
。

また、絶縁層として、Ａｔ２Ｃｈ等の無機絶縁物を用い
、保護膜形成後に、例えは３００℃程度の温度て熱処理
をおこなってもよい。この場合は上記実施例のような軟
化による効果はないが、加熱により最終工程までに発生
した磁気コア内の内部歪がとれると推測される。

また、上記実施例の熱処理工程は、保護膜形成以後であ
れは、との時点てもよいか、この発明の主旨からして、
他の問題を生し・ない範囲てＪ＼ワット工の最終工程で
行なうことか望ましい。

また、上記実施例では第：３図に示すようζこ磁界をか
けて熱処理した例を示したか、磁界かなくても同様の効
果を示す。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によりは基析上にトーコア、キ
ャップ、第１絶縁層、コイル、第２絶縁層及び上コアを
順次積層し・、さらに第２絶縁層及び上記上コア上に保
護膜を積層する工程、並びに＋２保護膜形成後に上記工
程で形成された積層体を熱処理する工程を施し・て薄膜
磁気ヘッドを製造し・たので、最終工程までに発生した
磁気コア内の内部歪がとれ、安定にかつ良好な磁気特性
が回復できる効果がある。

また、とくに薄膜磁気ヘッドにおける第１または第２絶
縁層を有機樹脂より［成し、加熱工程で、積層体を」−
記有機樹脂の軟化点以上、分解点以下の温度で加熱する
ようにすると、絶縁層の軟化により磁気コアに加わる応
力が大幅に吸収緩和され、安定にかつ良好な磁気特性が
回復できる効果かある。

また、下コア及び上コアを、負の磁歪定数を有する磁性
薄膜より構成すると、絶縁層の軟化と再硬化の過程によ
り、磁気コア内の歪を一定方向に制御することができ、
より安定にかつ良好な磁気特性が回復できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は各々この発明の一実施例に係わる有
機樹脂の軟化点及び分解点を測定した曲線図、第３図は
この発明の一実施例に係わる熱処理装置を示す構成図、
第４図（ａ　）　（１１）は各々この発明の一実施例に
係わる薄膜磁気ヘッドを、保護膜形成以後の工程で、様
々の温度で熱処理した場合のＬコアの磁区形状を示す説
明図、第５図はこの発明の一実施例に係わる絶縁層の再
硬化過程で磁気コアが受けろ応力状態を説明する説明図
、第６図は従来の薄膜磁気ヘッドを示す断面図、並びに
第７図（ａＸｂ）は各々磁気ヘッドの再生信号を示す波
形図である。 図において、（１）は基板、（２）は下コア、（３）は
キャップ、（４ａ）は第１絶縁層、（４ｈ）は第２絶縁
層、（５）はコイル、（６）は上コア、（７）は保護膜
である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分をボず。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に下コア、キャップ、第１絶縁層、コイル
   、第２絶縁層及び上コアを順次積層する工程、第２絶縁
   層及び上記上コア上に保護膜を積層する工程、並びに上
   記保護膜形成後に上記両工程で形成された積層体を熱処
   理する工程を施す薄膜磁気ヘッドの製造方法。
2. （２）第１または第２絶縁層は有機樹脂よりなり、積層
   体を上記有機樹脂の軟化点以上、かつ分解点以下の温度
   で加熱する請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
3. （３）下コア及び上コアは負の磁歪定数を有する磁性薄
   膜よりなることを特徴とする請求項２記載の薄膜磁気ヘ
   ッドの製造方法。