JPH05258237A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ヘッド素子部が薄膜技術によって積層形成され
る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関し、上下のコ
イル絶縁層間の位置ずれを抑制し、しかも単一のフォト
マスクを各コイル絶縁層の露光に共用可能とすることを
目的とする。 【構成】下部磁極層７と接続している上部磁極層11の後
端部11ｂを中心にして渦巻き状に少なくとも１層のコイ
ル層91が形成され、該コイル層91の上下にフォトレジス
トを硬化させてなる絶縁層を有している薄膜磁気ヘッド
において、該コイル層91の下側の絶縁層10ａの先端afに
対して上側の絶縁層10ｃの先端cfを後退させるととも
に、該コイル層91の下側の絶縁層10ａの後端arに対して
上側の絶縁層10ｃの後端crを後退させ、下側の絶縁層10
ａの後端arがすべて、上側の絶縁層10ｃの後端crで被覆
されるように積層されている構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】磁気ディスク装置における情報の
記録／再生に磁気ヘッドが使用されるが、本発明は、ヘ
ッド素子部が薄膜技術によって積層形成される薄膜磁気
ヘッドおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

〔薄膜磁気ヘッドの構成〕図５は薄膜磁気ヘッドの全容
を示す斜視図、図６は同薄膜磁気ヘッドによって情報の
記録／再生を行なっている状態を示す断面図( 図５にお
けるVI−VI断面拡大図 )である。

【０００３】薄膜磁気ヘッドは、スライダ部１とヘッド
素子部２とで構成され、スライダ部１の後端1rにヘッド
素子部２が成膜技術とリソグラフィ技術によって積層形
成されている。３、３は端子パッドであり、リードパタ
ーン31、32を介してコイル層の両端に接続されている。
浮上レール４やスライダ部１前端1fの流入斜面５は、ヘ
ッド素子部２の形成後に、スライダ部１を研削すること
によって形成される。

【０００４】図６に示すように、ヘッド素子部２は、磁
路を構成する下部磁極層７と上部磁極層11との間にコイ
ル９を巻いた構成になっている。そして、ギャップ層８
の厚さで、下部磁極部7pと上部磁極11ｐ間のギャップＧ
の寸法が規定され、このギャップＧの先端を磁気記録媒
体Ｄに対向させることで、情報の記録／再生が行われ
る。

【０００５】〔薄膜磁気ヘッドの製造プロセス〕図７
は、薄膜磁気ヘッドにおけるヘッド素子部２の成膜プロ
セスを工程順に示す断面図である。まず、(a) のように
に、スライダ部となるAl₂ O₃・TiＣの基板（ウェハ）13
上に、Al₂O₃ をスパッタして下部保護膜６とし、その上
に磁性体であるNiFeをメッキして下部磁極層７とする。
このとき、１枚の基体13上に、マトリクス状に数百個分
の下部磁極層７を形成し、最後に１個ずつ分離する。

【０００６】(b)のように、下部磁極層７の上に、非磁
性体であるAl₂O₃ をスパッタで成膜してギャップ層８を
形成し、先端部をギャップＧにする。次に (c)のよう
に、ギャップ層８上にフォトレジストをスピンコートし
て熱硬化させ、コイル絶縁層10ａを形成する。

【０００７】このコイル絶縁層10ａの上に (d)のように
Cuをメッキしてパターニングし、 (f)工程に示す上部磁
極層11の後端11ｂを中心とする渦巻き状のコイル層９を
形成する。そして (e)のように、コイル層９上にフォト
レジストをスピンコートし、熱硬化させてコイル絶縁層
10ｂを形成する。そして、上部絶縁層10ｂの上に (f)の
ように磁性体であるNiFeをメッキで成膜し、パターニン
グして上部磁極層11を形成する。

【０００８】このとき、下部磁極層７の後端上に、上部
磁極層11の後端11ｂを直接重ねることで、ギャップＧを
挟んだ閉磁路を形成する。なお、以上の工程において、
各膜の形状は、成膜後にリソグラフィ技術とエッチング
によって所定パターンに形成される。

【０００９】最後に (g)のように、上部磁極層11の上に
Al₂O₃ をスパッタして上部保護膜12を形成する。その
後、前記ヘッド素子部２の対が数個〜10個単位のスライ
ダブロックに分離し、スライダブロックの状態で、15で
示す研削位置まで研削研摩して、ギャップ深さGDを決定
する。

【００１０】図８はスライダブロックの切断分離の仕方
とギャップ深さ加工を示す図で、(a) はウェハの平面
図、 (b)は１個のスライダブロックの平面図、(c）は１
個のスライダブロックの拡大斜視図、である。

【００１１】前記のプロセスによって、 (a)に示すよう
に１枚のウェハ13上に同時に多数のヘッド素子部２を配
列形成した後、鎖線16上を切断して、ヘッド素子部２の
対が数個ないし10個単位のスライダブロック17に分離
し、各スライダブロック17ごとに、ギャップ深さが所定
の寸法となるように研削する。すなわち、 (c)図に示す
ギャップ深さ加工面19を、図７(g) に示す研削位置15ま
で、基板13と成膜各層を研削する。

【００１２】ところで、ギャップ深さは、スライダブロ
ック17の外側から直接測定することはできない。そのた
め、ヘッド素子部２の成膜工程の途中で、ギャップ深さ
の目安となる加工基準パターン18ａ、18ｂを、スライダ
ブロック17の両端位置に形成しておき、該加工基準パタ
ーン18ａ、18ｂの幅Ｗが所定の値となるまで研削する。

【００１３】すなわち、Ｘ−Ｙテーブルによってスライ
ダブロック17を一方向例えばＸ軸方向に送りながら、ギ
ャップ深さ加工面19に砥石を突き当てて、両方の加工基
準パターン18ａ、18ｂの寸法Ｗが所定の値となるまで平
面研削する。

【００１４】図９はこうして作製された薄膜磁気ヘッド
のヘッド素子部であり、(a) は平面図、 (b)は (a)図に
おけるｂ−ｂ断面図、 (c)は (a)図におけるｃ−ｃ断面
図である。下部磁極層７および上部磁極層11の先端を絞
った形状とすることで、下部磁極部7pおよび上部磁極部
11ｐを形成し、磁束がギャップ層８の先端で形成される
ギャップＧに集中するようにしている。なお、31、32は
コイルのリードパターンであり、図５における端子パッ
ド３、３に接続されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】コイル層９は、図７に
示すような１層の場合も、図９に示すような２層の場合
も、絶縁のために上下からコイル絶縁層10ａ、10ｂ、10
ｃで挟まれている。そして、コイル絶縁層10ａ、10ｂ、
10ｃの外周に急な段差ができないように、上側のコイル
絶縁層の面積を次第に小さくしている。

【００１６】このように下部絶縁層10ａより中間コイル
絶縁層10ｃの面積が小さく、また中間コイル絶縁層10ｃ
の面積より上部絶縁層10ｂの面積が小さいため、それぞ
れのコイル絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃを露光するには、専
用のフォトマスクを使用しなければならない。

【００１７】ところが、フォトマスクを製作する際の製
作誤差は避けられない。これに、位置合わせ誤差が重な
ると、上下のコイル絶縁層10ａ、10ｃ、10ｂ間の位置ず
れが増大する。しかも、フォトレジストを硬化させる際
に外周がだれるが、そのだれ具合は常に一定とは限らな
いため、完成した薄膜磁気ヘッドにおける上下のコイル
絶縁層の外周の位置ずれはますます拡大する。

【００１８】特に、基板が異なると、基板間における各
コイル絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃのパターンずれも発生す
るため、各薄膜磁気ヘッドごとの特性のバラツキがます
ます増大することになる。

【００１９】さらに、各コイル絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃ
ごとに専用のフォトマスクを用意しなければならず、コ
イルおよびコイル絶縁層の層数が増えるほどマスクの作
製や管理の負担が大きくなる。

【００２０】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、上下のコイル絶縁層間の位置ずれを抑制し、し
かも単一のフォトマスクを各コイル絶縁層の露光に共用
可能とすることにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明による薄膜
磁気ヘッドおよびその製造方法の基本原理を説明する断
面図である。図の場合は、コイル層が、91、92と２層構
造になっており、下部磁極層７と接続している上部磁極
層11の後端部11ｂを中心にして渦巻き状に形成されてい
る。そして、各コイル層91、92は、フォトレジストを硬
化させてなる絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃで上下から挟まれ
いる。

【００２２】このような薄膜磁気ヘッドにおいて、請求
項１の発明は、あるコイル層９１の下側の絶縁層10ａの
先端afに対して上側の絶縁層10ｃの先端cfを後退させる
とともに、該コイル層９１の下側の絶縁層10ａの後端ar
に対して上側の絶縁層10ｃの後端crを後退させ、下側の
絶縁層10ａの後端arがすべて、上側の絶縁層10ｃの後端
crで被覆されるように積層されている構造である。

【００２３】請求項２の発明は、前記のような薄膜磁気
ヘッドの製造方法であって、あるコイル層９１の下側の
絶縁層10ａを形成する時と上側の絶縁層10ｃを形成する
時に同じフォトマスクを使用し、マスク位置をずらして
露光するものである。

【００２４】請求項３の発明は、このように同じフォト
マスクを共用する際に、該コイル層９１の上下の絶縁層
10ａ、10ｃをパターニングするフォトマスクｍに、少な
くとも薄膜磁気ヘッドのギャップ深さ方向に所定の間隔
で位置決めマーカ23を設けておき、該フォトマスクｍを
使用して、該コイル層９１の下側の絶縁層10ａを形成す
るための露光を行なう。

【００２５】そして、該コイル層９１の上側の絶縁層10
ｃを形成するための露光を行なう時も、前記のフォトマ
スクｍを使用すると共に、前記の位置決めマーカ23を利
用して、コイル層９１の下側の絶縁層10ａに対し、所定
寸法だけフォトマスクｍを後退させて露光を行なうもの
である。

【００２６】

【作用】請求項１のように、あるコイル層９１の下側の
絶縁層10ａの先端afに対して上側の絶縁層10ｃの先端cf
が後退し、該コイル層９１の下側の絶縁層10ａの後端ar
に対して上側の絶縁層10ｃの後端crが後退していて、下
側の絶縁層10ａの後端arがすべて、上側の絶縁層10ｃの
後端crで被覆されるように積層されている構造にする
と、上下の絶縁層10ａ、10ｃを同じ形状、同じ面積にで
きる。

【００２７】その結果、露光の際に、同じフォトマスク
を使用できる。また、上側の絶縁層10ｃが下側の絶縁層
10ａの後端ａｒの全面に被さることで、重なり面積が大
きくなり、絶縁層同士の接着強度が増大する。

【００２８】請求項２のように、あるコイル層91の下側
の絶縁層10ａを形成する時と上側の絶縁層10ｃを形成す
る時に同じフォトマスクを使用して露光することによ
り、従来のように複数種類のフォトマスクを作製してお
く必要がなく、またフォトマスクの製作誤差に起因し
て、上下の絶縁層10ａ、10ｃのパターンずれが発生する
こともない。

【００２９】このように同じフォトマスクを共用する際
に、請求項３のように、該フォトマスクｍに少なくとも
薄膜磁気ヘッドのギャップ深さ方向に所定の間隔で位置
決めマーカ23を設けておく。そしてこのフォトマスクｍ
を使用して、コイル層９１の下側の絶縁層10ａを形成す
るための露光を行ない、また該コイル層９１の上側の絶
縁層10ｃを形成するための露光を行なう時は、前記の位
置決めマーカ23を利用して、コイル層９１の下側の絶縁
層10ａに対し、所定寸法だけフォトマスクｍを後退させ
て露光を行なう。

【００３０】このように、上側の絶縁層10ｃをパターニ
ングする際も、同じフォトマスクｍを使用し、マーカ23
を利用してフォトマスクｍをギャップ深さ方向に後退さ
せるだけで、マスク合わせできるため、フォトマスクの
位置決め作業が容易になり、かつ高精度に位置合わせで
きる。

【００３１】

【実施例】次に本発明による薄膜磁気ヘッドおよびその
製造方法が実際上どのように具体化されるかを実施例で
説明する。図２は請求項１の発明の実施例を示す平面図
と断面図である。すなわち、(b) 図は(a) 図におけるｂ
−ｂ断面図、(c) 図は(a)図におけるｃ−ｃ断面図であ
る。

【００３２】請求項１は、下側のコイル層91を例にして
説明しているが、上側のコイル層92の場合も、請求項１
の発明に従って、該コイル層92の下側の絶縁層10ｃの先
端cfに対して上側の絶縁層10ｂの先端bfが後退し、下側
の絶縁層10ｃの後端crに対して上側の絶縁層10ｂの後端
brが後退していて、下側の絶縁層10ｃの後端crがすべ
て、上側の絶縁層10ｂの後端brで被覆されるように積層
されている。

【００３３】各コイル絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃは、上部
磁極層11の後端部11ｂを下部磁極層７の後端に接合する
ために窓穴が開いている。そのため、 (c)図の断面図構
造から明らかなように、上部磁極層11と下部磁極層７と
の間においても、また上部磁極層11の存在しない領域に
おいても、リードパターン31、32側にコイル絶縁層10
ａ、10ｂ、10ｃの後端ar、br、crが存在することにな
る。

【００３４】本発明においては、いずれもコイル絶縁層
の後端と称する。したがって、図１には、上部磁極層11
と下部磁極層７との間におけるコイル絶縁層10ａ、10
ｂ、10ｃの後端のみが現れているが、リードパターン3
1、32側のコイル絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃの後端も同様
な層構造になっている。

【００３５】図２の(b) 図は、ギャップ深さ方向と直交
する方向の断面図であり、この方向には露光時のフォト
マスクの移動はないため、各コイル絶縁層10ａ、10ｂ、
10ｃの端部間に、ギャップ深さ方向のような大きなずれ
は発生しない。ただし、フォトレジストを熱硬化させる
際に外周部が垂れて、下側の絶縁層の外周に被さること
はあり得る。

【００３６】図３、図４は請求項３の発明の実施例であ
り、図３はフォトマスクの平面図、図４はこのフォトマ
スクでパターニングされた下部絶縁層10ａを示す平面図
である。図３はコイル絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃを露光す
るためのフォトマスクｍであり、コイル絶縁層の形状に
対応したマスクパターン20を有しており、また中央には
前記のように上部磁極層11の後端部11ｂを下部磁極層７
に接合するための窓穴に対応した窓穴パターン21を有し
ている。

【００３７】図示例では、コイル絶縁層のマスクパター
ン20の領域が不透明になっており、その外側22および窓
穴パターン21の領域が透明になっている。したがって、
このフォトマスクｍでフォトレジストを露光すると、コ
イル絶縁層以外の領域が露光されて現像液でエッチング
され、コイル絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃの領域のみが残
る。

【００３８】このようなフォトマスクｍにおいて、少な
くとも薄膜磁気ヘッドのギャップ深さ方向(Y方向) に所
定の間隔で位置決め用のマーカ23を設けてあり、各マー
カ23には、マーカ番号24を付してある。マーカ23および
マーカ番号24も不透明体で書かれている。本発明によれ
ば、このようなマーカ23を有する１枚のフォトマスクｍ
を、すべてのコイル絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃの露光に用
いる。

【００３９】いま、図７の(c) 工程において、ギャップ
層８上にフォトレジストを塗布しプリベークしてから、
図３のフォトマスクｍで露光し、現像すると、図４のよ
うなフォトレジストのパターンが形成される。

【００４０】すなわち、フォトレジストによるコイル絶
縁層10ａが形成される。このとき、フォトマスクｍのマ
ーカ23およびマーカ番号24もそのままパターニングさ
れ、フォトレジストによるマーカ26とマーカ番号27が形
成されている。

【００４１】この下部絶縁層10ａの上に、図７の(d) 工
程でコイル層９を形成した後、図７の(e) 工程に示した
要領でフォトレジストを塗布しプリベークすると、図４
のフォトレジストのパターン、すなわち下部絶縁層10
ａ、マーカ26、マーカ番号27およびコイル層９の部分の
み盛り上がって見える。

【００４２】そのため、コイル層９の上の絶縁層10ｂを
露光する際は、前記と同じフォトマスクｍを用い、その
マーカ23を図４のマーカ26に位置合わせする。このと
き、図２のようにコイル層の上側の絶縁層を後退させる
ため、後退量に相当する量だけフォトマスクｍも後退さ
せるが、その後退量はマーカ23およびマーカ番号24を利
用して決定する。

【００４３】このようにしてフォトマスクｍを位置決め
して露光し、現像すると、同じフォトマスクｍを利用し
てコイル層９の上側の絶縁層をパターニングできる。図
７は、コイル層が単一の例であるが、図２に示すよう
に、コイル層が２層構造の場合は、前記のようにして形
成した２番目のコイル絶縁層にパターニングされたマー
カおよびマーカ番号とフォトマスクｍのマーカ23および
マーカ番号24を利用して、所定量だけフォトマスクｍを
後退させて最上部のコイル絶縁層10ｂの露光を行なう。

【００４４】マーカ23の間隔は任意であるが、上側のコ
イル絶縁層10ｂ、10ｃのギャップ深さ方向の後退量は、
数μｍで足りるため、通常は0.5 〜2.0 μｍ程度のマー
カ間隔で設けておくのがよい。マーカ23の設置位置や数
は任意である。また、図示例ではポジ型のフォトレジス
トを用いる場合を説明したが、ネガ型のフォトレジスト
を用いる場合は、図３に示すフォトマスクｍの透明部と
不透明部が反転することは言うまでもない。

【００４５】

【発明の効果】以上のように請求項１によれば、あるコ
イル層９１の下側の絶縁層10ａに対して上側の絶縁層10
ｃが、先端、後端ともにギャップ深さ方向に後退し、下
側の絶縁層10ａの後端arがすべて、上側の絶縁層10ｃの
後端crで被覆されている構成とすることにより、上下の
絶縁層10ａ、10ｃを同じフォトマスクで露光可能とな
る。

【００４６】請求項２のように、コイル層91の下側の絶
縁層10ａと上側の絶縁層10ｃを同じフォトマスクで露光
することにより、従来のように複数種類のフォトマスク
を作製しておく必要がなく、またフォトマスクの製作誤
差に起因して、上下の絶縁層10ａ、10ｃのパターンずれ
が発生するようなこともない。

【００４７】このように同じフォトマスクを共用する際
に、請求項３のように、該フォトマスクｍに薄膜磁気ヘ
ッドのギャップ深さ方向に所定の間隔で位置決めマーカ
23を設けておき、各コイル絶縁層10ａ、10ｂ、10ｃを形
成するための露光を行なう際に、前記の位置決めマーカ
を利用して、コイル層９１の下側の絶縁層10ａに対し、
所定寸法だけフォトマスクｍを後退させることにより、
マスク合わせできるため、フォトマスクの位置決め作業
が容易になり、かつ高精度に位置合わせできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薄膜磁気ヘッドおよびその製造方
法の基本原理を説明する断面図である。

【図２】請求項１の発明の実施例を示す平面図と断面図
である。

【図３】フォトマスクの実施例を示す平面図である。

【図４】請求項３の方法でパターニングされた下部絶縁
層を示す平面図である。

【図５】薄膜磁気ヘッドの全容を示す斜視図である。

【図６】薄膜磁気ヘッドで情報の記録／再生を行なって
いる状態を示す断面図である。

【図７】薄膜磁気ヘッドにおけるヘッド素子部の成膜プ
ロセスを工程順に示す断面図である。

【図８】スライダブロックの切断とギャップ深さ加工を
示す図である。

【図９】従来の薄膜磁気ヘッドの層構造を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ スライダ部 ２ ヘッド素子部 ３ コイル層の端子パッド ６ 下部保護膜 ７ 下部磁極層 7p 下部磁極 ８ ギャップ層 Ｇ 記録／再生ギャップ GD ギャップ深さ Ｄ 磁気記録媒体 9,91,92 コイル層 10a コイル絶縁用の下部絶縁層 af 下部絶縁層の先端 ar 下部絶縁層の後端 10b コイル絶縁用の上部絶縁層 bf 上部絶縁層の先端 br 上部絶縁層の後端 10c コイル絶縁用の中間絶縁層 cf 中間絶縁層の先端 cr 中間絶縁層の後端 11 上部磁極層 11p 上部磁極 12 上部保護膜 13 基板 17 スライダブロック 18a,18b 加工基準パターン ｍ フォトマスク 20 マスクパターン 21 窓穴パターン 22 透明領域 23 フォトマスクの位置決め用のマーカ 24 フォトマスクにおけるマーカ番号 25 コイル絶縁層10ａに形成された窓穴 26 下側のコイル絶縁層と共にパターニングされたマー
カ 27 下側のコイル絶縁層と共ににパターニングされたマ
ーカ番号 31,32 リードパターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部磁極層(7) と接続している上部磁極
   層(11)の後端部(11b) を中心にして渦巻き状に少なくと
   も１層のコイル層(91)が形成され、該コイル層(91)の上
   下にフォトレジストを硬化させてなる絶縁層を有してい
   る薄膜磁気ヘッドにおいて、 該コイル層(91)の下側の絶縁層(10a) の先端(af)に対し
   て上側の絶縁層(10c)の先端(cf)を後退させるととも
   に、 該コイル層(91)の下側の絶縁層(10a) の後端(ar)に対し
   て上側の絶縁層(10c)の後端(cr)を後退させ、下側の絶
   縁層(10a) の後端(ar)がすべて、上側の絶縁層(10c) の
   後端(cr)で被覆されるように積層されていることを特徴
   とする薄膜磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 下部磁極層(7) と接続している上部磁極
   層(11)の後端部(11b) を中心にして渦巻き状に少なくと
   も１層のコイル層(91)が形成され、該コイル層(91)の上
   下にフォトレジストを硬化させてなる絶縁層を有してい
   る薄膜磁気ヘッドを製造する際に、 該コイル層(91)の下側の絶縁層(10a) を形成する時と上
   側の絶縁層(10c) を形成する時に同じフォトマスクを使
   用して露光することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造
   方法。
3. 【請求項３】 下部磁極層(7) と接続している上部磁極
   層(11)の後端部(11b) を中心にして渦巻き状に少なくと
   も１層のコイル層(91)が形成され、該コイル層(91)の上
   下にフォトレジストを硬化させてなる絶縁層を有してい
   る薄膜磁気ヘッドを製造する際に、 該コイル層(91)の上下の絶縁層をパターニングするフォ
   トマスク(m) に、少なくとも薄膜磁気ヘッドのギャップ
   深さ方向に所定の間隔で位置決めマーカ(23)を設けてお
   き、 該フォトマスク(m) を使用して、該コイル層(91)の下側
   の絶縁層(10a) を形成するための露光を行ない、 該コイル層(91)の上側の絶縁層(10c) を形成するための
   露光を行なう時も、前記のフォトマスク(m) を使用する
   と共に、前記の位置決めマーカ(23)を利用して、コイル
   層(91)の下側の絶縁層(10a) に対し、所定寸法だけフォ
   トマスク(m) を後退させて露光を行なうことを特徴とす
   る請求項２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。