JPH0520640A - Production of thin-film magnetic head - Google Patents

Production of thin-film magnetic head

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JPH0520640A
JPH0520640A JP16990291A JP16990291A JPH0520640A JP H0520640 A JPH0520640 A JP H0520640A JP 16990291 A JP16990291 A JP 16990291A JP 16990291 A JP16990291 A JP 16990291A JP H0520640 A JPH0520640 A JP H0520640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
coil
insulating layer
forming
magnetic head
Prior art date
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Pending
Application number
JP16990291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshikuni Kai
敏訓 甲斐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP16990291A priority Critical patent/JPH0520640A/en
Publication of JPH0520640A publication Critical patent/JPH0520640A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the performance of the thin-film magnetic head by providing an insulating layer and recessed part formed on a substrate and forming and embedding a part of a lower magnetic layer as well as a lower insulating layer or lower coil layer therein. CONSTITUTION:The recessed part is provided in the position corresponding to the coil forming region of the insulating layer 2 which is formed on the substrate 1 and consists of aluminum, etc. A part of the lower magnetic layer 3 exclusive of a track forming part X and a back gap part & as well as the lower insulating layer 4 and the lower coil layer 6, etc., are embedded and formed in this recessed part. The steps to be generated before the formation of the above-mentioned layers are eliminated or decreased at the time of forming the upper coil layer 8 and the upper magnetic layer 10 if these layers are formed in such a manner. The fluctuation in the film thickness distribution of the photoresist for forming the upper coil layer 8 and the upper magnetic layer 10 is suppressed in this way and the high-accuracy patterns are formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高性能な薄膜磁気ヘッド
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a high performance thin film magnetic head.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置の高性能化に伴い、そ
れに用いる薄膜磁気ヘッドにも種々の高性能化が要求さ
れている。磁気ディスク装置の面記録密度向上のために
は、線記録密度(BPI)及び、トラック密度(TPI)を
高くすることが必要であり、前者に対しては薄膜磁気ヘ
ッドの高周波動作、後者に対しては狭トラック化が要求
される。
2. Description of the Related Art As the performance of magnetic disk devices increases, the thin film magnetic heads used therein are required to have various performances. In order to improve the areal recording density of the magnetic disk device, it is necessary to increase the linear recording density (BPI) and the track density (TPI). For the former, the high frequency operation of the thin film magnetic head, and for the latter, Narrower track is required.

【0003】誘導型薄膜磁気ヘッドでは、狭トラック化
するとヘッド出力が減少するため、コイル巻数を増加す
る必要がある。その際、単に従来技術の延長でコイル巻
数を増加すると、ヘッドの磁路長が増大するため、磁気
抵抗増加によるヘッド効率の低下や、インダクタンスの
異常な増加による高周波動作不能状態(共振周波数の低
下)及び、直流抵抗の増加によるノイズの増加等を生じ
させ、薄膜磁気ヘッドの特徴を損なうばかりか磁気ヘッ
ドとしての機能を果たさないものとなる。
In an inductive thin film magnetic head, the head output decreases as the track becomes narrower, so it is necessary to increase the number of coil turns. At that time, if the number of coil turns is simply increased by extending the conventional technology, the magnetic path length of the head increases, so the head efficiency decreases due to an increase in magnetic resistance, and the high frequency operation is disabled due to an abnormal increase in inductance (resonance frequency decreases). ) And increase in noise due to increase in direct current resistance, not only impairing the characteristics of the thin film magnetic head but also failing to function as a magnetic head.

【0004】また、狭トラック化する際には寸法を小さ
くすると共に、目標寸法に制御する精度も同時に向上し
なければならない。
Further, when narrowing the track, it is necessary to reduce the size and at the same time improve the accuracy of controlling to the target size.

【0005】以上のように、薄膜磁気ヘッドの高性能化
にはコイルパターンや、トラックをより高精度に形成す
るパターン形成技術、及びコイルパターンをより高精度
化できるヘッド構造が極めて重要な要素となってきてい
る。
As described above, in order to improve the performance of the thin film magnetic head, the coil pattern, the pattern forming technique for forming the track with higher precision, and the head structure capable of improving the coil pattern with higher precision are extremely important factors. It has become to.

【0006】図2は薄膜磁気ヘッドの概念図(a)、及び
断面構造(b)を示す図であり、薄膜磁気ヘッドはセラミ
ック基板上に薄膜形成技術を用いて形成し、図2(a)の
ような磁気ディスク装置用のスライダー12にして用いる
もので、薄膜磁気ヘッドを磁気ディスク装置に搭載する
時は、浮上レール21に対して裏面側に平行に、平行なジ
ンバルを接着して磁気ヘッドアセンブリ状態とする。薄
膜磁気ヘッド素子部Bはスライダー12の手前側に形成さ
れており、9が上部絶縁層、10が上部磁性層、13が端子
を示している。
2A and 2B are a conceptual diagram (a) and a sectional structure (b) of a thin film magnetic head. The thin film magnetic head is formed on a ceramic substrate by a thin film forming technique. When the thin film magnetic head is mounted on the magnetic disk device, a parallel gimbal is attached to the flying rail 21 in parallel with the back surface side to bond the parallel magnetic gimbal to the magnetic head. Set to the assembled state. The thin film magnetic head element portion B is formed on the front side of the slider 12, 9 is an upper insulating layer, 10 is an upper magnetic layer, and 13 is a terminal.

【0007】図2(b)は薄膜磁気ヘッド素子部Bの拡大
断面図であり、14は上部磁性層10と下部磁性層とが接合
するバックギャップ部、T.W.はトラック幅を示す。
FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the thin film magnetic head element portion B, where 14 is a back gap portion where the upper magnetic layer 10 and the lower magnetic layer are joined, and T. W. Indicates the track width.

【0008】図3は図2(b)のA−A’断面図を示し、
これは薄膜磁気ヘッドの具体的な構成である。この薄膜
磁気ヘッドの製造は、スパッタ法により形成したアルミ
ナ等の絶縁層2で被覆されたセラミック基板1上に、電
気めっき法あるいはスパッタ法により形成した下部磁性
層3、スパッタ法により形成した磁気のギャップ層5を
積層し、さらにその上にノボラック系あるいはポリイミ
ド系等の樹脂からなる下部絶縁層4、電気めっき等によ
り形成した下部コイル層6を順次積層する。さらにその
上に下部の絶縁層4と同様に中部絶縁層7、上部コイル
層8、上部絶縁層9、上部磁性層10を順次積層し、最終
的にアルミナ等の絶縁物による保護層11により保護した
形となっている。
FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG.
This is a specific structure of the thin film magnetic head. This thin film magnetic head is manufactured by forming a lower magnetic layer 3 formed by an electroplating method or a sputtering method on a ceramic substrate 1 covered with an insulating layer 2 such as alumina formed by a sputtering method, and a magnetic layer formed by the sputtering method. The gap layer 5 is laminated, and the lower insulating layer 4 made of a novolac-based or polyimide-based resin and the lower coil layer 6 formed by electroplating or the like are sequentially laminated thereon. Further, similarly to the lower insulating layer 4, a middle insulating layer 7, an upper coil layer 8, an upper insulating layer 9 and an upper magnetic layer 10 are sequentially laminated thereon, and finally protected by a protective layer 11 made of an insulating material such as alumina. It has become a shape.

【0009】以上のように構成される従来の薄膜磁気ヘ
ッドの問題点を説明する。まず、薄膜磁気ヘッドは図4
に示す形でコイルを形成する。すなわち、セラミック基
板1上に絶縁層2を付着した後、下部磁性層3及びギャ
ップ層5を形成し、この下部磁性層3と下部コイル層6
との絶縁を容易にし、かつ、下部磁性層3によって発生
した段差を解消し、下部コイル層6を作成しやすくする
ために、フォトレジストやポリイミド樹脂からなる下部
絶縁層4を形成する。
Problems of the conventional thin film magnetic head having the above-mentioned structure will be described. First, the thin film magnetic head is shown in FIG.
A coil is formed in the shape shown in. That is, after depositing the insulating layer 2 on the ceramic substrate 1, the lower magnetic layer 3 and the gap layer 5 are formed, and the lower magnetic layer 3 and the lower coil layer 6 are formed.
A lower insulating layer 4 made of photoresist or polyimide resin is formed in order to facilitate the insulation between the lower magnetic layer 3 and the lower magnetic layer 3 and to facilitate the formation of the lower coil layer 6.

【0010】次に下部コイル層6を、前記下部絶縁層4
により形成した平坦面上に電気めっき法により形成す
る。さらに下部コイル層6と予定されている上部コイル
層8(図3参照)とを絶縁すると共に、上部コイル層形成
面を平坦にするため、下部絶縁層4と同様な材料で中部
絶縁層7を形成する。
Next, the lower coil layer 6 is formed on the lower insulating layer 4.
It is formed by electroplating on the flat surface formed by. Further, in order to insulate the lower coil layer 6 from the planned upper coil layer 8 (see FIG. 3) and to flatten the upper coil layer formation surface, the middle insulating layer 7 is made of the same material as the lower insulating layer 4. Form.

【0011】次に上部コイル層8の形成は、まず、セラ
ミック基板1の全面に電気めっきの際に電極とするため
の銅等による金属膜15をスパッタ法や蒸着法で付着す
る。その後にコイルパターン形成用のフォトレジスト16
を全面に塗布、乾燥し、フォトマスク17を介してその光
学的に穴のあいたところにのみ紫外線を照射する。
Next, in forming the upper coil layer 8, first, a metal film 15 made of copper or the like is deposited on the entire surface of the ceramic substrate 1 by sputtering or vapor deposition to serve as an electrode during electroplating. After that, photoresist 16 for coil pattern formation
Is applied to the entire surface, dried, and is irradiated with ultraviolet rays through a photomask 17 only on the optically perforated portions.

【0012】次にフォトレジスト16がポジタイプの場合
は、紫外線が照射されたところだけを現像により溶解、
除去して、コイルパターンの形成が終了する。
Next, when the photoresist 16 is a positive type, only the portion irradiated with ultraviolet rays is dissolved by development,
After the removal, the coil pattern formation is completed.

【0013】以上のようにして作成したコイルパターン
のフォトレジストが除去された部分は、電極用の金属膜
15が露出しているため、電気めっきによりその金属膜15
が露出している部分にだけ選択的にめっき膜が付着す
る。
The portion of the coil pattern formed as described above where the photoresist has been removed is the metal film for the electrode.
Since 15 is exposed, the metal film 15
The plating film selectively adheres only to the exposed portion.

【0014】通常、コイル層には金属の中で最も固有抵
抗が低い銅を用いるため、めっき液は硫酸銅系のめっき
液を使用することが多い。めっき後は不要になったフォ
トレジスト16及び電極用の金属膜15を除去し、上部コイ
ル層8(図示せず)の作成が終了する。ここで上部コイル
層は下部磁性層3が5μm前後、下部絶縁層4が3μm前
後、下部コイル層6が4μm前後、及び中部絶縁層7が
2μm前後の全体として14μm前後の積層膜によって形成
された段差Tを有するヘッド素子上に形成しなければな
らない。
Since copper, which has the lowest specific resistance among metals, is usually used for the coil layer, a copper sulfate-based plating solution is often used as the plating solution. After plating, the photoresist 16 and the metal film 15 for electrodes that are no longer needed are removed, and the formation of the upper coil layer 8 (not shown) is completed. Here, the upper coil layer was formed of a laminated film of about 5 μm in the lower magnetic layer 3, about 3 μm in the lower insulating layer 4, about 4 μm in the lower coil layer 6, and about 2 μm in the middle insulating layer 7 as a whole, about 14 μm. It must be formed on the head element having the step T.

【0015】ところで、上部コイル層のコイルパターン
を作成するためのフォトレジスト16は、このような高段
差上に塗布しなければならないが、フォトレジストは塗
布時は粘性流体であるため、その塗布膜厚は段差の上は
薄く、段差の下は厚くなる。この膜厚の変化は段差の立
ち上がり近傍で最も顕著となり、同じ段差上でも図4に
示すように段差の立ち上がり部の膜厚t1と段差の中央
部の膜厚t2が異なり、前者のt1の方が常に薄い状態と
なる。
By the way, the photoresist 16 for forming the coil pattern of the upper coil layer must be applied on such a high step, but since the photoresist is a viscous fluid at the time of application, its coating film The thickness is thin above the step and thick below the step. This change in the film thickness becomes most pronounced at the rising edge vicinity of the step, as shown in FIG. 4, even the same steps on different film thickness t 2 of the central portion of the film thickness t 1 and the step of the rising portion of the step, the former t 1 is always lighter.

【0016】ここでパターン形成の重要なパラメータは
露光エネルギー、現像液の濃度及び現像時間であり、そ
れらを最適条件に制御すると共により均一化することが
パターンをより高精度化するための重要なポイントであ
る。
Here, the important parameters for pattern formation are the exposure energy, the concentration of the developing solution and the developing time, and it is important to control them to optimum conditions and make them more uniform in order to make the pattern more accurate. It is a point.

【0017】しかし、図4で示しているように、上部コ
イル層はパターンを形成すべき場所におけるフォトレジ
ストの膜厚に分布があるため、最適なパターン形成条件
は各々膜厚が異なる位置毎に異なってくる。
However, as shown in FIG. 4, since the upper coil layer has a distribution of the film thickness of the photoresist at the place where the pattern is to be formed, the optimum pattern forming condition is that the film thickness is different for each position. Will be different.

【0018】従って、このようにフォトレジスト膜厚の
異なった領域が同時に存在する場合は、膜厚が薄いとこ
ろにパターン形成の条件を合わせると膜厚が厚いところ
は露光不足、現像不足となってレジスト残りが発生する
ため、膜厚が厚いところにパターン形成条件を合わせる
必要が生ずる。
Therefore, when regions having different photoresist film thicknesses are present at the same time, when the conditions for pattern formation are adjusted to the thin film thicknesses, the thick film thicknesses result in insufficient exposure and insufficient development. Since a resist residue is generated, it is necessary to match the pattern forming conditions with the thick film.

【0019】そうすると膜厚が薄いところは最適条件に
対して、オーバー露光、オーバー現像となりフォトレジ
ストの残り幅が小さくなってパターン幅の変動を生じ、
フォトマスク寸法に対するパターン寸法の忠実度が低下
する。極端な場合はフォトレジストの減膜を生じ、結果
としてコイルのショートを発生させ歩留りを低下させる
ことになり、コイルピッチを短縮することが困難な状況
となっている。
Then, where the film thickness is thin, overexposure and overdevelopment are performed under the optimum conditions, and the remaining width of the photoresist becomes small, resulting in fluctuation of the pattern width.
The fidelity of the pattern dimension with respect to the photomask dimension decreases. In an extreme case, the film thickness of the photoresist is reduced, resulting in a short circuit of the coil and a reduction in the yield, which makes it difficult to shorten the coil pitch.

【0020】また、コイル巻数を増加していくと、コイ
ルの直流抵抗が増加するためコイルの膜厚を通常の4μ
mより厚くしなければならないが、従来の段差構造をも
つ薄膜磁気ヘッドでは、フォトレジストをより厚く塗布
することが困難であり、段差上の膜厚の変動やフォトレ
ジストのうねりの現象がより顕著となってくる。
When the number of turns of the coil is increased, the DC resistance of the coil is increased.
Although it must be thicker than m, it is difficult to apply a thicker photoresist with the conventional thin-film magnetic head having a step structure, and the phenomenon of fluctuation of the film thickness on the step and waviness of the photoresist are more remarkable. Will be.

【0021】以上のことがコイルを作成する際の技術的
限界を来しているが、磁路長の増大なしにコイルピッチ
を従来のままで単にコイル巻数を増加させるだけであれ
ば、コイルの層数を一般的である2層より多くすればよ
いが、それでは工程が複雑であり3層目以上のコイルパ
ターンは上記に示した問題がより顕著となるだけで、よ
り作成が難しくコストも上昇してしまうため良い解決策
とはなりえない。
Although the above has reached the technical limit in producing a coil, if the coil pitch is simply increased and the number of turns of the coil is simply increased without increasing the magnetic path length, the number of turns of the coil can be increased. The number of layers may be larger than the general number of two layers, but with that, the process is complicated, and the above-mentioned problems become more prominent for the coil patterns of the third layer and above, and it is more difficult to make and the cost increases. It cannot be a good solution because it does.

【0022】次に他の問題点として、上部磁性層のパタ
ーン形成の際の問題を図5によって説明する。図5(a)
は上部磁性層10の形状図、同(b)は上部磁性層10のパタ
ーン形成工程における断面図である。絶縁層2を全面に
形成したセラミックの基板1上に下部磁性層3,下部絶
縁層4,ギャップ層5,下部コイル層6,中部絶縁層
7,上部コイル層8,上部絶縁層9を順次積層した後、
上部磁性層10を電気めっきで作成する場合は、電気めっ
き電極用の金属膜18をスパッタ法や蒸着法により、セラ
ミック基板1の全面に付着形成する。
Next, as another problem, a problem in forming the pattern of the upper magnetic layer will be described with reference to FIG. Figure 5 (a)
3B is a shape diagram of the upper magnetic layer 10, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the upper magnetic layer 10 in a pattern forming step. A lower magnetic layer 3, a lower insulating layer 4, a gap layer 5, a lower coil layer 6, a middle insulating layer 7, an upper coil layer 8 and an upper insulating layer 9 are sequentially laminated on a ceramic substrate 1 having an insulating layer 2 formed on the entire surface. After doing
When the upper magnetic layer 10 is formed by electroplating, the metal film 18 for the electroplating electrode is deposited and formed on the entire surface of the ceramic substrate 1 by the sputtering method or the vapor deposition method.

【0023】次に上部磁性層10形成用のフォトレジスト
19を塗布、乾燥し、フォトマスク20を介して紫外線を照
射し、その後の現像により上部磁性層パターンを形成す
る。この際、上部磁性層10は上記に示した上部コイル層
を形成する時の段差T(14μm程度)よりも、上部コイル
層8の4μm前後及び上部絶縁層9の2μm前後を加えた
段差Hの20μm程度の段差がある状態で、作成しなけれ
ばならない。コイル層における重要な寸法は段差上に形
成するが、上部磁性層10における重要な寸法は段差の立
ち上がり部に形成する。
Next, a photoresist for forming the upper magnetic layer 10
19 is applied, dried, irradiated with ultraviolet rays through the photomask 20, and then developed to form an upper magnetic layer pattern. At this time, the upper magnetic layer 10 has a step H of about 4 μm of the upper coil layer 8 and about 2 μm of the upper insulating layer 9 than the step T (about 14 μm) at the time of forming the upper coil layer described above. It must be created with a level difference of about 20 μm. The important dimension of the coil layer is formed on the step, while the important dimension of the upper magnetic layer 10 is formed on the rising portion of the step.

【0024】図5(b)に示す上部磁性層形成用フォトレ
ジスト19は、段差Hの影響で最も膜厚が厚くなるところ
が、上下磁性層が接触するバックギャップ部14、次に厚
くなるところがトラックを形成する部分で、各々平坦部
に塗布される膜厚よりかなり厚いh2、h1の膜厚とな
る。
In the photoresist 19 for forming the upper magnetic layer shown in FIG. 5B, the thickest part is the back gap portion 14 where the upper and lower magnetic layers contact each other due to the step H, and the second thickest part is the track. In the part where the film is formed, the film thicknesses h 2 and h 1 are considerably thicker than the film thicknesses applied to the flat parts.

【0025】薄膜磁気ヘッドにおける重要な寸法である
トラック幅(T.W.)は、段差の立ち上がり部の膜厚h1
の位置に形成しなければならないが、この部分は膜厚が
急激に変化するところであるためパターン幅を厳密にコ
ントロールすることが難しく、セラミック基板内の膜厚
分布まで考慮すると、±1μm程度のばらつきが発生す
ることもある。
The track width (TW), which is an important dimension in the thin film magnetic head, is the film thickness h 1 at the rising portion of the step.
However, it is difficult to precisely control the pattern width because the film thickness changes abruptly at this position. Considering the film thickness distribution in the ceramic substrate, the variation is about ± 1 μm. May occur.

【0026】このようなばらつきは、トラック幅(T.
W.)が小さくなるに従って、薄膜磁気ヘッドの特性のば
らつきを大きくし、高性能なドライブ装置の目的に沿わ
ないものとなる。
Such variations are caused by the track width (T.
As W.) becomes smaller, the variation in characteristics of the thin film magnetic head becomes larger and the purpose of a high performance drive device is not met.

【0027】また、バックギャップ部14の部分はフォト
レジストが最も厚くなるため、高精度な寸法を要求され
るトラック部と同一のパターン形成条件ではフォトレジ
スト19を完全に除去することができない。そのため再度
バックギャップ部14の領域のみを再度露光、現像する多
重露光をする必要がある。この多重露光はパターン形成
工程が煩雑になるのみでなく、薄膜プロセス工程の中で
最も高価な部類にはいる装置の中の、パターン形成用の
露光装置の稼働効率を低下させる要因となる。このよう
な問題はコイル巻数を増加させることによる直流抵抗の
増大を抑えるため、コイル膜厚を増加させると益々顕著
となり、またコイル層数を3層以上にする場合、段差H
がより高くなるため、さらに大きな問題となる。
Further, since the photoresist in the back gap portion 14 is thickest, the photoresist 19 cannot be completely removed under the same pattern forming conditions as the track portion, which requires highly accurate dimensions. Therefore, it is necessary to perform multiple exposure for exposing and developing only the area of the back gap portion 14 again. This multiple exposure not only complicates the pattern forming process, but also causes a decrease in the operating efficiency of the exposure device for pattern formation, which is one of the most expensive devices in the thin film process. Such a problem is more remarkable as the coil film thickness is increased in order to suppress the increase in DC resistance due to the increase in the number of coil turns, and when the number of coil layers is three or more, the step H
Is higher, which is a bigger problem.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の製造方
法によると、下層に形成された段差の影響で上層のパタ
ーン精度が低下するという問題がある。即ち、上部コイ
ル層形成の際に下層で形成された段差の影響で、上部コ
イル層形成用のフォトレジストの膜厚分布が発生し、パ
ターン幅の変動を生じさせ、コイルパターンの作成精度
に限界を与え、歩留りが悪い問題があった。
According to the above-mentioned conventional manufacturing method, there is a problem that the pattern accuracy of the upper layer is lowered due to the influence of the step formed in the lower layer. That is, due to the influence of the step formed in the lower layer during the formation of the upper coil layer, the film thickness distribution of the photoresist for forming the upper coil layer is generated, which causes the variation of the pattern width and limits the accuracy of the coil pattern creation. And there was a problem with poor yield.

【0029】また同様に、上部磁性層形成の際に下層で
形成された段差の影響で、上部磁性層形成用のフォトレ
ジストの膜厚の変動を発生させ、歩留りの悪化を招くト
ラック幅のばらつきを生じ、かつ、また、露光装置の稼
働効率を低下させてしまい。薄膜磁気ヘッドの性能を向
上する目的で、コイル層を3層以上にする場合は上記の
問題がさらに大きくなる。本発明は上述の問題点を解決
した薄膜磁気ヘッドの製造方法の提供を目的とする。
Similarly, due to the influence of the step formed in the lower layer during the formation of the upper magnetic layer, the variation of the film thickness of the photoresist for forming the upper magnetic layer is caused, and the variation of the track width which causes the deterioration of the yield. And also reduces the operating efficiency of the exposure apparatus. If the number of coil layers is three or more for the purpose of improving the performance of the thin-film magnetic head, the above problem will be further increased. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a thin film magnetic head that solves the above problems.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
したアルミナ等よりなる絶縁層のコイル形成領域に対応
する位置に凹部を設け、トラック形成部及びバックギャ
ップ部を除く下部磁性層の一部と、下部絶縁層及び下部
コイル層等をその凹部に埋設する形に形成することを特
徴とする。
According to the present invention, a concave portion is provided at a position corresponding to a coil forming region of an insulating layer made of alumina or the like formed on a substrate, and a lower magnetic layer except for a track forming portion and a back gap portion is formed. It is characterized in that a part thereof, a lower insulating layer, a lower coil layer and the like are formed so as to be buried in the recess.

【0031】[0031]

【作用】本発明によれば、コイル形成領域に凹部を設け
下部磁性層の一部と下部絶縁層及び下部コイル層等をそ
の凹部に埋設することにより、上部コイル層及び上部磁
性層を形成する際に、これらの各層を形成する以前に生
じる段差をなくし、あるいは小さくすることができ、そ
の結果、上部コイル層及び上部磁性層形成用のフォトレ
ジストの膜厚分布や変動を抑制することができて、高精
度なパターンが形成される。
According to the present invention, the upper coil layer and the upper magnetic layer are formed by providing a recess in the coil forming region and burying a part of the lower magnetic layer, the lower insulating layer, the lower coil layer and the like in the recess. At this time, it is possible to eliminate or reduce the step generated before forming each of these layers, and as a result, it is possible to suppress the film thickness distribution and fluctuation of the photoresist for forming the upper coil layer and the upper magnetic layer. As a result, a highly accurate pattern is formed.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明を実施例により図面にもとずい
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0033】図1は本発明の一実施例により形成した薄
膜磁気ヘッドの断面図である。まず、セラミックによる
基板1上にアルミナ等からなる絶縁層2をスパッタ法に
より付着形成する。この際、次のエッチング加工におい
てエッチングしたい量L1よりも厚い膜厚とする。次に
トラック形成部X及び上、下部磁性層が接触するバック
ギャップ部Y(パターン上では図5(a)14)を除く下部磁
性層3の形成領域の一部と、上,下部コイル層8及び6
の形成領域にあたる絶縁層2をエッチングにより、ある
深さL1だけ除去する。
FIG. 1 is a sectional view of a thin film magnetic head formed according to an embodiment of the present invention. First, an insulating layer 2 made of alumina or the like is deposited on a ceramic substrate 1 by a sputtering method. At this time, the film thickness is made thicker than the desired etching amount L 1 in the next etching process. Next, a part of the formation region of the lower magnetic layer 3 excluding the back gap portion Y (the pattern is shown in FIG. 5 (a) 14) where the track forming portion X and the upper and lower magnetic layers contact each other, and the upper and lower coil layers And 6
The insulating layer 2 corresponding to the formation region is removed by etching to a certain depth L 1 .

【0034】このエッチングにはケミカルエッチングや
イオンビームエッチングを用い、従来構造の薄膜磁気ヘ
ッドに対して減少させたい段差分だけエッチング除去す
る。例えば下部磁性層3の段差分を緩和したい場合は、
下部磁性層3の膜厚5μmに対応する厚みを除去する。
同様に下部磁性層3、下部絶縁層4及び下部コイル層6
の段差を緩和したい場合は、それらの総合膜厚である12
μm程度を除去する。このように本発明ではエッチング
除去する絶縁層2の膜厚を調整するだけで、他の付加工
程なしに所望の段差緩和ができる。
For this etching, chemical etching or ion beam etching is used, and the thin film magnetic head having the conventional structure is etched and removed by the step difference to be reduced. For example, when it is desired to reduce the step difference of the lower magnetic layer 3,
The thickness corresponding to the film thickness 5 μm of the lower magnetic layer 3 is removed.
Similarly, the lower magnetic layer 3, the lower insulating layer 4, and the lower coil layer 6 are formed.
If you want to mitigate the level difference, the total film thickness is 12
Remove about μm. As described above, according to the present invention, only by adjusting the film thickness of the insulating layer 2 to be removed by etching, it is possible to reduce a desired step difference without any additional step.

【0035】次に下部磁性層3をトラック形成領域とバ
ックギャップ部を除く部分を絶縁層2の凹部に埋設する
形に形成する。この際、下部磁性層3はパーマロイ等の
磁性膜を電気めっきやスパッタ法で形成する。
Next, the lower magnetic layer 3 is formed in such a manner that the portion other than the track forming region and the back gap portion is buried in the concave portion of the insulating layer 2. At this time, as the lower magnetic layer 3, a magnetic film such as permalloy is formed by electroplating or sputtering.

【0036】次にギャップ層5をスパッタ法により形成
した後、下部絶縁層4をノボラック系あるいはポリイミ
ド系の樹脂により下部磁性層3の一部と同様に絶縁層2
の凹部に埋設する形に形成する。さらにその上に、下部
コイル層6を銅等の電気めっきにより下の2層と同様
に、絶縁層2の凹部に埋設する形に形成する。
Next, after the gap layer 5 is formed by the sputtering method, the lower insulating layer 4 is made of a novolac resin or a polyimide resin in the same manner as a part of the lower magnetic layer 3 as the insulating layer 2.
It is formed so as to be embedded in the concave portion of. Further thereon, the lower coil layer 6 is formed by electroplating with copper or the like so as to be embedded in the concave portion of the insulating layer 2 like the lower two layers.

【0037】次に下部コイル層6の凹凸を緩和し、後の
上部コイル層8を形成しやすくするために、中部絶縁層
7を下部絶縁層4と同じ材料を用いて形成する。上部コ
イル層8のパターンをより高精度化するためには、この
中部絶縁層7で形成された面が基板上の平坦面とほぼ同
一面になることが望ましい。これは、上部コイル層8の
形成面が平坦であれば、上部コイル層形成用のフォトレ
ジストの膜厚がほぼ均一になり、その結果パターン形成
の精度が向上するからである。中部絶縁層7の上に上部
コイル層8を下部コイル層6と同様に銅等の電気めっき
で形成した後、上部絶縁層9を下部及び中部絶縁層4,
7と同様な材料で形成する。
Next, the middle insulating layer 7 is formed by using the same material as the lower insulating layer 4 in order to ease the unevenness of the lower coil layer 6 and facilitate the formation of the upper coil layer 8 later. In order to make the pattern of the upper coil layer 8 more precise, it is desirable that the surface formed by the middle insulating layer 7 be substantially flush with the flat surface on the substrate. This is because if the formation surface of the upper coil layer 8 is flat, the film thickness of the photoresist for forming the upper coil layer will be substantially uniform, and as a result, the accuracy of pattern formation will be improved. After forming the upper coil layer 8 on the middle insulating layer 7 by electroplating of copper or the like like the lower coil layer 6, the upper insulating layer 9 is formed on the lower and middle insulating layers 4, 4.
It is formed of the same material as 7.

【0038】次に上部磁性層10を下部磁性層4と同様な
方法で形成するが、下層の膜厚は全体で従来と同様Hと
なっているが、絶縁層2で設けた凹部がL1の段差を減
少させているため、結果的に残っている段差はL2のみ
となっている。上部磁性層10を形成するためのフォトレ
ジストはこのL2の段差によって生ずる膜厚変動しかな
いため、従来より大幅に膜厚変動が改善されることとな
る。
Next, the upper magnetic layer 10 is formed by a method similar to that of the lower magnetic layer 4, but the thickness of the lower layer is H as a whole as in the conventional case, but the concave portion provided in the insulating layer 2 is L 1 As a result, the remaining step is only L 2 . Since the photoresist for forming the upper magnetic layer 10 has only the film thickness variation caused by the step difference of L 2 , the film thickness variation is significantly improved as compared with the conventional case.

【0039】その結果、上部磁性層10のトラック幅精度
が大幅に改善される。さらにバックギャップ部Yは絶縁
層2のエッチングの際に結果的にかさ上げされているこ
とになっているため、バックギャップ部Yのフォトレジ
ストが異常に厚くなることがなく、露光装置の稼働効率
を低下させるような多重露光を行う必要がなくなる。
As a result, the track width accuracy of the upper magnetic layer 10 is greatly improved. Further, since the back gap portion Y is to be raised as a result when the insulating layer 2 is etched, the photoresist in the back gap portion Y does not become abnormally thick, and the operating efficiency of the exposure apparatus is increased. It is no longer necessary to perform multiple exposure that lowers

【0040】次に素子全体を保護する形にアルミナ等の
絶縁物をスパッタ法により付着して保護層11を形成し、
薄膜磁気ヘッドの作成が終了する。
Next, an insulating material such as alumina is attached by a sputtering method to form a protective layer 11 so as to protect the entire element,
The fabrication of the thin film magnetic head is completed.

【0041】以上、本発明は上記の下部磁性層3、下部
絶縁層4及び下部コイル層6を絶縁層2に形成した凹部
に埋設することを基本としている。これはヘッドの断面
構造が上下対称になり薄膜磁気ヘッドの特性を向上する
のに好都合であるためであり、単に段差の緩和の目的だ
けであれば、この限りでなく本発明を用いれば、下部磁
性層3のみの段差緩和から上部絶縁層9までの段差緩和
まで幅広く適用することができる。
As described above, the present invention is basically based on the fact that the lower magnetic layer 3, the lower insulating layer 4, and the lower coil layer 6 are buried in the recess formed in the insulating layer 2. This is because the cross-sectional structure of the head becomes vertically symmetrical, which is convenient for improving the characteristics of the thin film magnetic head. For the purpose of merely relaxing the step, the present invention is not limited to this. It can be widely applied from the step relief of only the magnetic layer 3 to the step relief to the upper insulating layer 9.

【0042】また、本発明は巻数増加に伴うコイル抵抗
の増加を防止するため、コイル膜厚を厚くする場合や、
コイル層数が2層よりも多くなった時に、より一層その
効果が大きくなる。
Further, according to the present invention, in order to prevent an increase in coil resistance due to an increase in the number of turns, the coil film thickness is increased,
When the number of coil layers is greater than two, the effect becomes even greater.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明の薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法は、基板上に形成した絶縁層に凹部を設
け、その中に埋設する形に下部磁性層の一部や、下部絶
縁層、下部コイル層を形成することにより、上部コイル
層や上部磁性層を形成する際の段差がなくなり、あるい
は小さくできることによって、上部コイル層及び上部磁
性層形成用のフォトレジストの膜厚分布や変動が小さく
なる。その結果、上部コイル層及び上部磁性層を高精度
な寸法にすることができ、薄膜磁気ヘッドの性能を向上
させることができる。
As described above, according to the method of manufacturing a thin film magnetic head of the present invention, the insulating layer formed on the substrate is provided with a recess, and a recess is formed so as to be partially embedded in the lower magnetic layer or the lower insulating layer. By forming the upper coil layer and the lower coil layer, the step difference when forming the upper coil layer and the upper magnetic layer can be eliminated or made small, so that the film thickness distribution and fluctuation of the photoresist for forming the upper coil layer and the upper magnetic layer can be reduced. Becomes smaller. As a result, the upper coil layer and the upper magnetic layer can be dimensioned with high accuracy, and the performance of the thin film magnetic head can be improved.

【0044】また、本発明によればトラック部及びバッ
クギャップ部以外の上下磁性層の不要な接近を抑えるこ
とができるため、薄膜磁気へッドの効率を向上すること
ができる。
Further, according to the present invention, it is possible to suppress unnecessary proximity of the upper and lower magnetic layers other than the track portion and the back gap portion, so that the efficiency of the thin film magnetic head can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例により形成した薄膜磁気ヘッ
ドの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a thin film magnetic head formed according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の薄膜磁気ヘッドの構成を説明する概念図
である。
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a conventional thin film magnetic head.

【図3】図2(b)のA−A’の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG.

【図4】従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する問題
点を説明する断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a problem with a conventional method of manufacturing a thin film magnetic head.

【図5】従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する他の
問題点を説明する断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating another problem related to the conventional method of manufacturing a thin film magnetic head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、 2…絶縁層、 3…下部磁性層、 4…下
部絶縁層、 5…ギャップ層、 6…下部コイル層、
7…中部絶縁層、 8…上部コイル層、 9…上部絶縁
層、 10…上部磁性層、 11…保護層、 X…トラック
形成部、 Y…バックギャップ部、 H…段差、
1,L2…深さ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Insulating layer, 3 ... Lower magnetic layer, 4 ... Lower insulating layer, 5 ... Gap layer, 6 ... Lower coil layer,
7 ... Middle insulating layer, 8 ... Upper coil layer, 9 ... Upper insulating layer, 10 ... Upper magnetic layer, 11 ... Protective layer, X ... Track forming part, Y ... Back gap part, H ... Step,
L 1 , L 2 ... Depth.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 基板上に形成した絶縁層のコイル層形成
領域に凹部を設けた後、下部磁性層の一部と下部絶縁層
及び下部コイル層を前記凹部に埋設する形に形成し、そ
の上に中部絶縁層、上部コイル層、上部絶縁層、上部磁
性層等を順次積層して形成することを特徴とする薄膜磁
気ヘッドの製造方法。
1. A recess is provided in a coil layer forming region of an insulating layer formed on a substrate, and then a part of the lower magnetic layer and the lower insulating layer and the lower coil layer are buried in the recess. 7. A method of manufacturing a thin film magnetic head, which is characterized in that a middle insulating layer, an upper coil layer, an upper insulating layer, an upper magnetic layer, and the like are sequentially laminated on each other.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5415438A (en) * 1992-07-24 1995-05-16 Noriatsu Kojima Drainage vertical tube joint
US6008969A (en) * 1997-12-18 1999-12-28 Read-Rite Corporation Planar recording head having formed yokes
US6056014A (en) * 1997-07-31 2000-05-02 Noriatsu Kojima Drainage collective pipe joint

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