JPH0581614A - 薄膜磁気ヘツドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】狭トラック幅加工時の精度を向上しギャップ部
のランプ、再付着などのない略垂直のフロント部をもつ
薄膜磁気ヘッドを提供する。 【構成】ヘッドのギャップ３部分のうち、トラック幅規
制部分の長さａが、ギャップ深さ零位置４ｂから先端部
までの長さｂと、コイル先端部から先端部までの長さｃ
とに対しｂ≦ａ＜ｃの関係にあること。また、製造方法
としてトラック幅規制工程において複数のビーム入射角
を組み合わせて加工を行うこと。 【効果】摺接部先端からギャップ深さ零位置付近までト
ラック幅が変化しない薄膜磁気ヘッドの製造を容易にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録再生装置に使
用する薄膜磁気ヘッドに係り、特に、媒体摺動面に現わ
れる磁気コア形状について、下部磁気コアの少なくとも
一部と上部磁気コアの少なくとも一部で作動ギャップを
介して略垂直形状を成し、上部および下部磁気コアの幅
がトラック幅に一致する薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の記録密度向上に伴いトラック
幅は狭小化の傾向にある。このため薄膜磁気ヘッドのコ
アを正確な位置に、精度よく形成する技術が必要となっ
ている。

【０００３】従来、薄膜磁気ヘッドで狭いトラック幅を
精度よく形成する方法として磁気ディスク装置に搭載さ
れている薄膜磁気ヘッドの例である特開昭６３−５５７
１１号公報がある。所定のトラック幅より広く形成した
下部コアの上に作動ギャップ、絶縁層を介して駆動コイ
ルを形成し、上部コアを所定のトラック幅で所望コア厚
みより厚く形成し、先に形成した上部コアをマスク材と
してイオンミリング等のドライエッチングで下部コアを
同時に加工する方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術ではギャ
ップ付近の再付着膜について対策がなされていなかっ
た。

【０００５】図６は磁性膜（二層膜）４０をドライエッ
チングで加工した場合の模式図である。図（ａ）に示す
ような二層膜４０の一部を図（ｂ）に示すように加工す
ると、ギャップ側面部３１に磁性膜の再付着４２が生じ
る。再付着膜がギャップの上下の層に付着すると磁束の
漏洩が起こり、ヘッドの記録再生特性を著しく損なう。

【０００６】本発明の第一の目的は、ギャップ側面部３
１の再付着の発生の抑制、および除去により薄膜磁気ヘ
ッドを所定の形状に精度よく形成することにある。

【０００７】また、ＶＴＲなどその記録媒体にヘッドが
接触して走行するシステムではヘッドの摩耗という問題
があり、媒体との接触面ではヘッド先端の形状は摩滅に
よっても変化しない必要がある。特に、トラック幅およ
びギャップ形状は記録再生出力のパラメータであるため
変化しないことが重要となる。

【０００８】しかし、従来技術は非接触走行のシステム
であるため、ヘッド先端部の摩滅に関する考慮はなされ
ていなかった。

【０００９】図６に示すマスク１２のように開き角αが
９０度近傍のパターンの場合、ビームのシャドウ効果に
よりパターンの下部にエッチング残りが生じ、ギャップ
側面３１に磁性膜のエッチング残り２１（以下、ランプ
と呼ぶ。）が発生しやすくなる。パターン上部からみる
と、パターン幅の細い部分４１のギャップ材３の幅はパ
ターン幅の広い部分４０に近づくほど広くなる。パター
ン幅が代わる部分４４がギャップ深さ零位置にあたる場
合、ギャップ深さ零位置よりフロント側でトラック幅が
変わる。

【００１０】本発明の第二の目的は、パターン周囲のラ
ンプの高さを低くしギャップ深さ零位置付近のトラック
幅の変化を抑制することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的は、イオ
ンミリング中のビーム入射角を適当に選択し、ギャップ
側面部の再付着発生を抑制し、最適な形状を得るととも
に、発生した再付着膜をイオンミリングにより除去する
ことにより達成される。

【００１２】図２（ａ）にイオンミリングによるドライ
エッチング加工中の基板の模式図を示す。１１は加工中
の基板である。イオンビームは基板法線方向に対して角
度θ傾けて入射する。叩き出された基板および薄膜の粒
子は基板法線方向と角度θをなす方向を中心に飛散す
る。

【００１３】図２（ｄ）〜（ｆ）にイオンエッチング中
のビーム入射角を変化させた場合のエッチング後のパタ
ーン断面形状を示す。パターンの幅は３０μｍである。

【００１４】（ｄ）ビーム入射角が２０度ではパターン
両端にトレンチ（溝部分）が生じる。

【００１５】（ｅ）ビーム入射角が３０度ではパターン
側面上部の傾斜（テーパー）が大きくくなり、パターン
両端にランプが生じる。

【００１６】（ｆ）ビーム入射角４０度では３０度の場
合と比べてパターン両側のランプの高さが大きくなる。
このときパターン両側の再付着の位置は、パターン側面
上部に付着し、かつ、この再付着の膜厚は３０度の場合
より厚くなる。

【００１７】このことからビーム入射角を変化させ適当
な入射角に設定すると、ランプ高さを低く再付着の発生
位置を低くすることができる。

【００１８】さらに、発生した再付着はビーム入射角を
高角としてイオンエッチングを施すと除去することがで
きる。

【００１９】図２（ｂ），（ｃ）にその模式図を示す。
（ｂ）は入射角２５度のとき薄膜上にフォトレジストを
パターニングし、エッチング加工を施す場合である。パ
ターン形状を側面のテーパー角８０から９０度と略垂直
とするため、フォトレジストの形状も略垂直とする。こ
の時ビームは薄膜面に対する法線方向より２５度傾斜し
て入射する。この時パターン近傍ではイオンビームによ
り叩き出された粒子はフォトレジストパターンに付着す
る。エッチングが進むとエッチングされた薄膜パターン
の側面に付着する。これが再付着となる。(ｃ)ではこの
ようにして形成された薄膜パターンの側面にビームを当
てている。このようにパターン側面に対し垂直方向から
ビームを入射すると叩き出された粒子はビームの入射方
向に飛散する。この時ビーム入射角は５０度から９０度
が適当である。これにより再付着膜の除去ができる。

【００２０】また、この方法によればランプ高さを１０
〜２０％低くできる。

【００２１】この第二の目的は、以下の方法で達成され
る。

【００２２】トラック幅規制工程でのビーム入射角は２
０度〜４０度の間であればイオンエッチング速度を適当
に制御できる。また、ビーム入射角を２５度に設定した
場合、ランプ位置はほぼ最小の高さとなる。

【００２３】しかし、図４に示すように、パターン開き
角αが９０度の場合、シャドウ効果によりランプ２１の
高さは開き角１８０度の場合の約二倍となる。このとき
ギャップ付近にランプが発生する範囲はトラック幅規制
位置のリア部４４、数μｍの範囲内である。従って、ギ
ャップ深さ零位置のギャップ部側面にランプが発生しな
いためにはトラック幅規制のリア側４ａの位置をギャッ
プ深さ零位置４ｂよりリア側に移動すれば良い。

【００２４】すなわち、図１に示す薄膜磁気ヘッドの場
合、ギャップ深さ零位置４ｂよりコイル先端部５ａまで
はコイル−コア間の電気的導通を避けるため通常５μｍ
程度の間隔をとる。この間隔を利用し、ギャップ深さ零
位置４ｂよりリア側までトラック幅と同じ幅に加工し、
ギャップ深さ零位置４ｂよりフロント側でトラック幅が
変化しないようにする。

【００２５】さらに前述したようにビーム入射角を５０
度〜９０度に設定しエッチング加工を行うことでランプ
高さを低くすることができるため第二の目的を達成する
ことが容易になる。

【００２６】

【作用】コアを形成するためにビーム入射角を２０度〜
４０度に設定し、イオンビームエッチングを施せば再付
着の発生を抑制でき、ランプの高さを最小とすることが
できる。さらにビーム入射角を５０度〜９０度としエッ
チング加工することで再付着膜を完全に除去し、ランプ
高さをより低くできる。

【００２７】また、トラック幅規制位置をコア先端部２
ｃからギャップ深さ零位置４ｂとコイル先端部５ａまで
の間とすることでトラック幅規制のリア側に発生するラ
ンプにより、トラック幅がギャップ深さ零位置４ｂより
フロント側で変化しないようにした。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。

【００２９】図１（ａ），（ｂ）は本発明による薄膜磁
気ヘッドの一例を示す断面図、図１（ｃ）は図１
（ａ），（ｂ）における平面図であって、１は非磁性基
板、２は下部磁気コア、３は作動ギャップ、４は上部磁
気コア、５は信号コイル、６は保護膜、７はコイル絶縁
層である。図１において、磁気コアは下部磁気コア２、
および信号コイルとコイル絶縁層を介して形成された上
部磁気コア４からなり、上下磁気コア２，４はコア接続
部１０、および、作動ギャップ３を介して接続してい
る。

【００３０】上部磁気コアの上層に保護膜６が形成され
ている。

【００３１】ギャップ零位置４ｂからコア先端部２ｃま
でをｂ、コイルフロント側先端部５ａからコア先端部２
ｃまでをｃ、とするとトラック幅規制長さａをｂからｃ
までの間からコア先端部２ｃまでとする。

【００３２】以下本発明の薄膜磁気ヘッドの製造工程を
図３（ａ）〜（ｆ）にそって説明する。

【００３３】（ａ），（ｄ）非磁性基板１上に磁気コア
材料である磁性薄膜２０をスパッタリング等で形成し、
さらに作動ギャップ材３０を所定ギャップ長に形成す
る。

【００３４】（ｂ），（ｅ）下部磁気コアをイオンミリ
ング等のエッチング加工を施し、リア部を所望形状に成
形し、フロント部２１は所望トラック幅より広く成形す
る。さらに下部コア成形後リア部のコア接続部１０の周
辺のギャップ材３１の一部を除去する。

【００３５】（ｃ），（ｆ）下部コア２上に（フロント
部２１およびコア接続部１０の周辺部を除く）コイル絶
縁層７を設け、さらに信号コイル５を設ける。

【００３６】図４の（ａ），（ｄ）および（ｂ），
（ｅ）で設けた信号コイル５上にコイル絶縁層７２を設
ける。ギャップ上に残った絶縁層を選択エッチングによ
り除去する。

【００３７】（ｂ），（ｅ）上部コア材４０を上部コア
所望膜厚以上の膜厚に形成し、所望トラック幅にイオン
ビームエッチングを施す。このとき、フォトレジスト膜
厚は上部コア膜厚以上で、上部コア４および下部コア２
の膜厚の和未満、とする。エッチング終了後、上記レジ
ストは除去しない。

【００３８】（ｃ），（ｆ）上部コア４をエッチングし
た時点でリア側の信号コイルおよびコイル絶縁層を保護
するため保護層１３を形成する。保護層としては後述す
る保護膜６に用いるセラミックをマスクスパッタする、
あるいはフォトレジストを用いる。

【００３９】このとき、保護層のフロント側４ａはギャ
ップ深さ零位置４ｂよりリア側、コイル絶縁層５ａより
フロント側の領域に設け、リア側は信号コイルの端子接
続部までの領域に設ける。

【００４０】図５（ａ），（ｂ）下部コアの基部，基板
面、または、所望膜厚までエッチングを施す。

【００４１】図６（ａ）保護膜６を上下コア膜厚の和以
上に形成する。

【００４２】図６（ｂ）基板より数チップごとに切断し
摺動面下降を施した後、組立加工を施してヘッドとす
る。

【００４３】

【発明の効果】以上詳しく述べたように、本発明によれ
ば、摺接部先端からギャップ深さ零位置付近までトラッ
ク幅が変化しない薄膜磁気ヘッドの製造が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの断面およ
び上面図、

【図２】本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの製造方法
の説明図、

【図３】本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの製造工程
図、

【図４】

【図５】

【図６】従来例の薄膜磁気ヘッドの製造中の状態を示す
説明図。

【符号の説明】

１…非磁性基板、 ２…下部磁気コア、 ３…作動ギャップ、 ４…上部磁気コア、 ５…信号コイル、 ６…保護膜、 ７１，７２…コイル絶縁層、 １２…フォトレジスト、 ４ａ…コイル絶縁層フロント側先端部、 ４ｂ…ギャップ深さ零位置、 ２ｃ，４ｃ…コア先端部、 ５ａ…コイルフロント側先端部。

フロントページの続き (72)発明者 斉藤 正勝 横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立 製作所映像メデイア研究所内 (72)発明者 青木 茂夫 茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日 立製作所東海工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性基板上に下部磁気コア，作動ギャッ
   プ，駆動コイル，コイル絶縁層、および、上部磁気コア
   を積層した薄膜磁気ヘッドであって、媒体摺動面に現わ
   れる磁気コア形状について、前記下部磁気コアの少なく
   とも一部と前記上部磁気コアの少なくとも一部で作動ギ
   ャップを介して略垂直形状を成し、ほぼ垂直部の前記上
   部および下部磁気コアの幅がトラック幅に一致する薄膜
   磁気ヘッドにおいて、前記両磁気コアの先端から作動ギ
   ャップ零位置までの距離をｂ、前記両磁気コアの先端か
   ら駆動コイル先端までの距離をｃとし、前記下部磁気コ
   アの先端から同下部コアのトラック幅規制位置のリア端
   部までの距離をａとすると、ａ，ｂ，ｃの値が以下の関
   係にあることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 【数１】 ｂ≦ａ＜ｃ
2. 【請求項２】請求項１において、前記薄膜磁気ヘッドの
   製造方法のうちトラック幅加工工程において所定トラッ
   ク幅でかつ前記上部磁気コアおよび前記下部磁気コアの
   合計膜厚の少なくとも一部まで第一のイオンビームエッ
   チング形成した後、前記入射角を変えて第二のイオンエ
   ッチングを施した薄膜磁気ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】請求項２において、前記第一のイオンエッ
   チングで、イオンビームの入射角が、前記非磁性基板面
   法線方向に対し２０度以上４０度以下であり、前記第二
   のイオンエッチングで、イオンビーム入射角が、前記非
   磁性基板面法線方向に対し５０度以上９０度以下である
   薄膜磁気ヘッドの製造方法。