JPH0554333A

JPH0554333A - 薄膜磁気ヘツドの製造方法

Info

Publication number: JPH0554333A
Application number: JP21257891A
Authority: JP
Inventors: Fujihiro Itou; 富士弘伊藤; Norifumi Makino; 憲史牧野; Yutaka Kusano; 豊草野; Toru Matsuda; 徹松田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】基板上に、薄膜からなる下部磁性層、絶縁
層、上部磁性層、コイル層をそれぞれ所要のパターンに
形成して構成される薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、上部磁性層のパターン形成を高精度に行なえるよう
にする。【構成】上部磁性層の形成工程として、まず基板１上
の下部磁性層２上に形成された絶縁層４上に上部磁性層
の下地層（電極層）３ｂを形成し、その上にフォトレジ
スト膜８を上部磁性層のパターンで形成する（ａ）。次
にＣｕ薄膜をフォトレジスト膜８以外の部分に成膜し
（ｂ）、フォトレジスト膜８を除去する。Ｃｕ薄膜のパ
ターンは上部磁性層のパターンのネガ、ポジの反転した
リフトオフパターンとなる。次に磁性膜を成膜し
（ｃ）、その後、リフトオフパターン７とその上の磁性
膜を除去し（ｄ）、下地層３ｂを除去して所要パターン
の上部磁性層３ａが得られる（ｅ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板上に、薄膜からな
る下部磁性層、絶縁層、上部磁性層、コイル層をそれぞ
れ所要のパターンに形成して構成される薄膜磁気ヘッド
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気ヘッドは、ヘッドの小型化が可
能になり、高密度化及び多チャンネル化を容易にすると
共に、磁気ギャップのギャップ幅およびトラックの幅を
狭め、且つギャップ幅とトラック幅の精度を高めること
ができるという特徴を有する。また、インダクタンスが
小さくコア損失が少ないために高周波特性に優れ、発生
する磁界分布が急峻であるために記録の分解能が高い等
の特性上の利点に加え、量産性に優れ大幅なコストダウ
ンも図り得るという特徴も有する。このため、近年の磁
気記録の高密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドの優位性が顕
著になり、開発が進められると共に量産も開始されてい
る。このような薄膜磁気ヘッドの構造を図４により説明
する。

【０００３】図４において、１はヘッド全体を支持する
基板であり、フェライト、アルミナ、又はガラス等の対
摩擦性に優れた材料から形成される。

【０００４】基板１上には下部磁性層２が形成されてい
る。下部磁性層２は、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ、
またはＣｏ系アモルファス合金等の高透磁率、高飽和磁
束密度を有する軟磁性金属の薄膜を所定パターンに形成
したものであり、薄膜磁気ヘッドの磁路（磁気コア）の
下側部分となる。

【０００５】下部磁性層２の上には絶縁層４を介して上
部磁性層３が形成されている。上部磁性層３は下部磁性
層２と同様に軟磁性金属膜を所定パターンに形成したも
のであり、薄膜磁気ヘッドの磁路の上側部分となる。上
部磁性層３は、先端部（図中左端部）において絶縁層４
からなる磁気ギャップ５を介し下部磁性層２と対向し、
後端部で下部磁性層２に直接に接合される。

【０００６】なお下部磁性層２と上部磁性層３の間の絶
縁層４中には導体の薄膜からなるコイル層６が形成され
ている。

【０００７】この薄膜磁気ヘッドにおいて上部磁性層３
を所定パターンに形成する方法として、従来ではウエッ
トエッチング法やイオンミーリング法、またはリフトオ
フ法が用いられていた。

【０００８】ウエットエッチング法は、フォトレジスト
膜によりマスキングした磁性層をエッチング液により所
定パターンにエッチングする方法である。またイオンミ
ーリング法は、エッチング液に代えてＡｒイオン等の不
活性イオンの衝撃によりエッチングを行なう物理的エッ
チング法である。

【０００９】これに対してリフトオフ法は、磁性層を直
接エッチングすることなく所定のパターンに形成する方
法である。このリフトオフ法について図５により説明す
る。なお図５は、説明を簡単にするために、基板１１上
に直接に上部磁性層３を形成する場合を示している。

【００１０】リフトオフ法では、まず基板１１上にフォ
トレジスト膜１２を所定パターンに形成する。このパタ
ーンは、上部磁性層３のパターンのネガ、ポジの反転し
た反転パターンであり、リフトオフパターンと呼ばれ
る。

【００１１】次に、フォトレジスト膜１２を形成した基
板１１の上面全面に、後に上部磁性層３となる磁性層１
３を形成する。ここで図５（ａ）に示すように、磁性層
１３における上部磁性層３のパターンに対応する部分は
基板１１上に直接形成され、不要な部分はフォトレジス
ト膜１２上に形成されることになる。

【００１２】次に、基板１１全体をアセトン等の有機溶
剤中に浸漬し、フォトレジスト膜１２を溶解する。これ
によりフォトレジスト膜１２上の磁性層１３も除去さ
れ、図５（ｂ）に示すように残留した磁性層１３が上部
磁性層３のパターンとなる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の磁気
記録の高密度化にともない、記録媒体も高い保磁力を有
するものが用いられるようになった。これに対応するた
め薄膜磁気ヘッドも、高保磁力の記録媒体を充分に磁化
する能力が必要となってきたために、以前は数μｍ程度
の厚さだった上部磁性層の膜厚を１０μｍ〜３０μｍ程
度まで厚くして上部磁性層での磁気飽和を防ぐようにし
ている。

【００１４】ところが、このように上部磁性層の膜厚が
厚くなると従来の上部磁性層の形成方法では、次のよう
な問題が生じてきた。

【００１５】（１）ウエットエッチング法では、上部磁
性層の膜厚が厚くなるとサイドエッチング量が増加し、
上部磁性層の幅を高精度で制御することが困難になり、
近年の５μｍ〜３０μｍ幅の狭トラック化及び±１〜２
μｍの高精度化の要求に対応することができない。

【００１６】（２）イオンミーリング法では、物理的エ
ッチングの性質上、マスク材であるフォトレジスト膜や
絶縁層と上部磁性層との間でエッチングの選択性がほと
んど無い。このため、厚い上部磁性層をエッチングしよ
うとすると上部磁性層の厚み以上のフォトレジスト膜の
形成が必要となる。しかし、厚いフォトレジスト膜の高
精度なパターニングは困難であり、従って上部磁性層の
狭トラック化、及び±１〜２μｍの高精度化に対応する
ことも極めて困難であった。

【００１７】また実際のエッチング工程では、上部磁性
層の膜厚のばらつきやエッチングレート分布に幅がある
ため多少のオーバーエッチングが必要となっている。こ
のオーバーエッチングの量は上部磁性層の膜厚が数μｍ
程度の場合は問題とならないが、上記のように１０μｍ
〜３０μｍ程度の厚さになるとその影響も無視できなく
なる。場合によってはオーバエッチングにより絶縁層４
まで除去され、コイル層６が露出し、さらにはコイル層
６が断線する等の不都合を生じていた。

【００１８】また、イオンミーリング速度が毎分３００
〜４００オングストローム程度と低いため、１０μｍ程
度のミーリングを行うにも４〜６時間を要し、生産性に
問題があった。

【００１９】（３）リフトオフ法では、フォトレジスト
膜１２を有機溶剤で溶解する必要があるので、磁性層１
３の成膜後の段差を覆う部分、いわゆるステップカバレ
ジを少なくし、フォトレジスト膜１２を露出させる必要
がある。すなわち磁性層１３をパターニングするところ
のフォトレジスト膜１２を画像反転技術等により逆テー
パ形状に形成したり、あるいは磁性層１３の膜厚よりも
２倍程度厚いフォトレジスト膜１２を形成し、磁性層１
３のステップカバレジを少なくしフォトレジスト膜１２
を露出させる必要がある。

【００２０】しかし、磁性層１３の膜厚が１０μｍ〜３
０μｍ程度になると厚いフォトレジスト膜１２の形成、
及びパターニング、テーパ角度の制御が極めて困難であ
った。

【００２１】また、磁性層１３の材料や成膜条件によっ
ては、成膜時の基板１１の加熱によりフォトレジスト膜
１２の変形、変質が生じ、その結果高精度なパターン形
成が困難となったり、リフトオフ時のフォトレジスト膜
の完全な除去が困難になり、安定したリフトオフを行う
ことができなかった。

【００２２】そこで本発明の課題は、薄膜磁気ヘッドの
製造方法において上部磁性層のパターン形成をより高精
度に行なえるようにすることにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、基板上に、薄膜からなる下部磁性
層、絶縁層、上部磁性層、コイル層をそれぞれ所要のパ
ターンに形成して構成される薄膜磁気ヘッドの製造方法
において、前記上部磁性層を所要のパターンに形成する
工程として、前記絶縁層上に無機物質からなる薄膜を前
記上部磁性層のパターンのネガ、ポジの反転した反転パ
ターンに形成する工程と、該工程後に前記絶縁層および
前記無機薄膜上に磁性膜を成膜した後、無機薄膜を除去
して該薄膜上の磁性膜を除去し、所要パターンの上部磁
性層を得る工程を有する構成を採用した。

【００２４】

【作用】このような構成によれば、上記磁性膜の成膜時
に無機薄膜のパターンが熱で変形しないことなどによ
り、上部磁性層のパターン形成を高精度に安定して行な
うことができる。

【００２５】

【実施例】以下、図を参照して本発明による薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法の実施例を説明する。

【００２６】第１実施例図１及び図２は本発明の第１実施例による薄膜磁気ヘッ
ドの製造工程を説明するもので、図１は各工程における
薄膜磁気ヘッドの仕掛かり品の磁気記録媒体に摺動され
る摺動面を示し、図２は前記摺動面と直交する断面を示
している。

【００２７】まず図１及び図２に示した各部材を説明す
る。両図において、１は先述のようにフェライト、アル
ミナ、ガラス、あるいはセラミクスなどからなる非磁性
の基板、２はＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ等の軟磁性材の合金の薄
膜からなる下部磁性層、３ａは下部磁性層と同様の軟磁
性材の薄膜からなる上部磁性層、３ｂは上部磁性層３ａ
と同様の軟磁性材の薄膜からなる上部磁性層の下地層、
４はＳｉＯ2 、Ａｌ2Ｏ3 、またはＳｉ3 Ｎ4 などから
なる絶縁層、５は絶縁層４の先端部（図中左端部）に形
成された磁気ギャップ、６はＣｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ等
の導体の薄膜からなるコイル層、７は上部磁性層３ａの
パターンを形成するためのＣｕの薄膜からなるリフトオ
フパターン、８はリフトオフパターン７を形成するため
のフォトレジスト膜、９は絶縁層４に形成された磁気コ
ンタクトホールである。

【００２８】次に、薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明す
る。まず基板１上に下部磁性膜２をスパッタリング法に
より１０μｍ程度の膜厚で成膜し、所定パターンに形成
した後、絶縁層４の下層部分を形成し、その上にコイル
層６を形成し、さらにその上に絶縁層４の上層部分を形
成する。続いて絶縁層４を反応性イオンエッチングによ
り加工し、磁気ギャップ５と磁気コンタクトホール９を
形成する。

【００２９】次に、絶縁層４上に上部磁性層の下地層３
ｂをスパッタリング法により数千オングストロームの膜
厚で成膜する。下地層３ｂは、後で上部磁性層３ａをス
パッタリングにより成膜する時にバイアス用電極として
用いられると共に、リフトオフパターン７のＣｕメッキ
膜を形成するための電極を兼ねるものである。即ち、下
地層３ｂは電極層でもある。

【００３０】下地層３ｂの成膜後、フォトレジスト膜８
を１５μｍ程度の厚みにスピンコートした後、上部磁性
層３ａと同じパターンにパターニングする。この状態が
図１、図２の（ａ）の状態である。図１の（ａ）に示す
ように、フォトレジスト膜８は、その上面よりも底面の
幅が広いテーパー形状となる。即ち、フォトレジストの
側面と底面のなす角度が９０度よりも小さくなる。

【００３１】次に、図１、図２の（ｂ）のように、下地
層３ｂ上でフォトレジスト膜８以外の部分にリフトオフ
パターン７のＣｕをメッキする。この場合、メッキ電流
８００ｍＡで０．７μｍ／ｍｉｎのメッキ速度が得られ
る。ここでＣｕのリフトオフパターン７は、上部磁性層
３ａと同パターンのフォトレジスト膜８以外の部分に形
成されたものであるから、上部磁性層３ａのパターンの
ネガ、ポジの反転した反転パターンであり、且つ上面よ
りも底面のはばが狭い逆テーパー形状となり、リフトオ
フに適した形状が得られる。なおリフトオフパターン７
の側面と底面のなす角度は１１０〜１１５度程度にな
る。

【００３２】次に、基板１全体をアセトン等の有機溶剤
中に浸漬し、フォトレジスト膜８を溶解して除去した
後、図１、図２の（ｃ）のように基板１の上側全面に上
部磁性層３ａのための磁性膜を成膜する。この成膜はス
パッタリングにより下地層３ｂにバイアス電圧を印加し
ながら１０μｍ程度の膜厚で行なう。

【００３３】次に、逆テーパー形状と成膜時のシャドー
イング効果により端部の露出しているＣｕのリフトオフ
パターン７を、たとえば（ＮＨ4 ）2 Ｃｅ（ＮＯ3 ）6
＋ＨＣｌＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ等のエッチャントによるウエット
エッチングで除去する。これにより（ｄ）のようにＣｕ
のリフトオフパターン７と共にその上の磁性膜が除去さ
れる。

【００３４】次に、上部磁性層３ａをマスク材としてそ
の下地層３ｂの上部磁性層３ａの下以外の部分をイオン
ミーリングにより除去する。この状態が（ｅ）である。
なおイオンミーリング前にフォトレジスト膜を上部磁性
層３ａ上にパターニングしイオンミーリング時のマスク
材としても良い。

【００３５】以上の工程の後、不図示の保護層の成膜、
保護板の接着、先端部（図中左端部）の切断加工等を行
なって薄膜磁気ヘッドの完成となる。

【００３６】以上のような実施例によれば、以下のよう
な利点が有る。

【００３７】（１）従来のウエットエッチング法の場合
のように、上部磁性層３ａがサイドエッチングされるこ
とがなく、上部磁性層３ａのパターン形成の精度を高め
ることができる。

【００３８】（２）エッチング選択性のない従来のイオ
ンミーリング法とは異なり、Ｃｕのリフトオフパターン
７のみを選択して除去できるので、厚いフォトレジスト
膜を形成する必要性がなく、またオーバーエッチングに
よりコイル層６に損傷を与えることもない。

【００３９】（３）上部磁性層３ａの成膜時には、その
磁気特性を向上させるためと成膜応力を適当に制御する
ため、基板１の温度が２００℃〜５００℃程度まで加熱
されるが、リフトオフパターン７が無機物質のＣｕから
なるため、成膜時の加熱によって従来のリフトオフ法の
場合のようにリフトオフパターン７が変形することがな
い。このため上部磁性層３ａのパターンの形成精度が悪
化することがない。また、上部磁性層３ａの成膜温度を
最適化して磁気特性の向上が図れると共に、上部磁性層
３ａの材料の選択の自由度が大きくなる。また、リフト
オフパターン７がＣｕであるため、磁性層成膜時にガス
の発生がなく、この点からも上部磁性層３ａの磁気特性
の劣化を生じることがない。

【００４０】（４）図１の（ｃ）に示したリフトオフパ
ターン７の逆テーパー形状により上部磁性層３ａの成膜
時のシャドーイング効果が顕著となり、上部磁性層３ａ
の成膜後はリフトオフパターン７のＣｕの端部が露出し
た状態となる。この結果、リフトオフパターン７のウエ
ットエッチングにおいてサイドエッチング効果が大きく
なり、パターン７のＣｕの除去が容易に行える。すなわ
ち、上部磁性層３ａの形成が容易に行える。

【００４１】なお、成膜条件によっては上部磁性層３ａ
のステップカバレジが大きく、リフトオフパターン７の
Ｃｕが露出せずにリフトオフされにくい場合がある。し
かし、この場合の磁性層の成膜状態では、パターン７の
側面上に斜めに成膜された磁性層は平面上に成膜された
磁性層に比して膜質が粗いため、平面上に成膜された磁
性層に対して１０倍程度のエッチング選択比がとれる。
従って、この場合はウエットエッチングによってパター
ン７の側面に成膜された磁性層を除去することにより上
部磁性層３ａのパターン形成を高精度に行なえる。

【００４２】以上のことから、本実施例によれば上部磁
性層３ａのパターン形成を高精度に安定して行なえ、磁
気特性に優れた薄膜磁気ヘッドを高い生産性で製造でき
る。

【００４３】第２実施例次に本発明の第２実施例による薄膜磁気ヘッドの製造工
程を図３により説明する。図３において第１実施例の図
１、図２中と共通の部材には共通の符号が付してあり、
その説明は省略する。

【００４４】本実施例の工程では、まず基板１上に下部
磁性層２を成膜して所定パターンに形成した後、絶縁層
４の下層部分、コイル層（図示せず）、絶縁層４の上層
部分を形成し、絶縁層４に磁気ギャップ５と磁気コンタ
クトホールを形成する。ここまでは第１実施例と同様で
ある。

【００４５】次に、図３の（ａ）に示すように磁気ギャ
ップ５を含む絶縁層４上にＣｕからなる電極層７ａを数
千オングストロームの膜厚で成膜する。

【００４６】次に、（ｂ）に示すように、電極層７ａ上
にフォトレジスト膜８ａを成膜し、後に形成すべき上部
磁性層３のパターンのネガ、ポジを反転した反転パター
ンに形成する。

【００４７】次に、フォトレジスト膜８ａをマスクとし
てウエットエッチングにより電極層７ａを除去した後、
その除去部分の絶縁層４上に（ｃ）のようにフォトレジ
スト膜８ｂを上部磁性層のパターンで形成する。更に電
極層７ａを電極としてＣｕのメッキにより、（ｃ）に示
すように電極層７ａ上にリフトオフパターン７ｂを１３
μｍ程度の膜厚で形成する。この形成条件は第１実施例
と同様であり、パターン７ｂの側面と底面のなす角度は
９０度より大きくなり、リフトオフに適した形状とな
る。

【００４８】次に、（ｄ）のように、上部磁性層３を形
成する磁性膜を１０μｍ程度の膜厚で成膜した後、ウエ
ットエッチングにより（ｅ）のように電極層７ａとリフ
トオフパターン７ｂを不要な磁性層と共に除去すること
により、所定パターンの上部磁性層３が形成される。

【００４９】この後は第１実施例と同様に不図示の保護
層の成膜、保護板の接着、先端部の切断加工等を行なっ
て薄膜磁気ヘッドが完成する。

【００５０】以上のような本実施例によれば、第１実施
例と同様に上部磁性層３を高精度に形成でき、その上、
上部磁性層３の形成後にイオンミーリング等によりエッ
チングする必要がないので、そのエッチングによる上部
磁性層３のダメージ、即ち磁気特性の劣化のおそれがな
い。

【００５１】なお以上に説明した第１及び第２実施例に
おいてリフトオフパターン７、７ｂはＣｕに限らず、他
の適当な金属、無機物質から形成しても良い。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、基板上に、薄膜からなる下部磁性層、絶縁
層、上部磁性層、コイル層をそれぞれ所要のパターンに
形成して構成される薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、前記上部磁性層を所要のパターンに形成する工程と
して、前記絶縁層上に無機物質からなる薄膜を前記上部
磁性層のパターンのネガ、ポジの反転した反転パターン
に形成する工程と、該工程後に前記絶縁層および前記無
機薄膜上に磁性膜を成膜した後、無機薄膜を除去して該
薄膜上の磁性膜を除去し、所要パターンの上部磁性層を
得る工程を有する構成を採用したので、前記磁性膜の成
膜時に無機薄膜のパターンが熱で変形しないことなどに
より、上部磁性層のパターン形成を高精度に安定して行
なうことができ、磁気特性に優れた薄膜磁気ヘッドを高
い生産性で製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による薄膜磁気ヘッドの製
造工程を説明する各工程におけるヘッドの仕掛かり品の
正面図である。

【図２】同製造工程を説明する各工程におけるヘッドの
仕掛かり品の断面図である。

【図３】第２実施例による薄膜磁気ヘッドの製造工程を
説明する各工程におけるヘッドの仕掛かり品の正面図で
ある。

【図４】薄膜磁気ヘッドの構造を示す断面図である。

【図５】従来のリフトオフ法の工程の説明図である。

【符号の説明】

１基板２下部磁性層３、３ａ上部磁性層３ｂ下地層（電極層）４絶縁層５磁気ギャップ６コイル層７、７ｂリフトオフパターン７ａ電極層８、８ａ、８ｂフォトレジスト膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田徹東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、薄膜からなる下部磁性層、絶
縁層、上部磁性層、コイル層をそれぞれ所要のパターン
に形成して構成される薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、前記上部磁性層を所要のパターンに形成する工程とし
て、前記絶縁層上に無機物質からなる薄膜を前記上部磁性層
のパターンのネガ、ポジの反転した反転パターンに形成
する工程と、該工程後に前記絶縁層および前記無機薄膜上に磁性膜を
成膜した後、無機薄膜を除去して該薄膜上の磁性膜を除
去し、所要パターンの上部磁性層を得る工程を有するこ
とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】前記無機薄膜のパターンの側面と底面の
なす角度が９０度より大きくなるように該薄膜のパター
ンを形成することを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁
気ヘッドの製造方法。
【請求項３】前記無機薄膜を前記反転パターンに形成
する工程として、前記絶縁層上にフォトレジスト膜を前記上部磁性層のパ
ターンと同じパターンに形成する工程と、該工程後に前記絶縁層上のフォトレジスト膜以外の部分
に無機薄膜を形成した後、フォトレジスト膜を除去して
前記反転パターンの無機薄膜を得る工程を有することを
特徴とする請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッドの
製造方法。
【請求項４】前記無機薄膜の除去はウェットエッチン
グにより行なうことを特徴とする請求項１から３までの
いずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】前記無機薄膜が金属薄膜であることを特
徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の薄
膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項６】前記無機薄膜がＣｕ薄膜であることを特
徴とする請求項５に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。