JPH0695369B2

JPH0695369B2 - 垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH0695369B2
Application number: JP62028694A
Authority: JP
Inventors: 俊朗和田; 明夫村田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-02-09
Filing date: 1987-02-09
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPS63195815A; US4855854A

Description

【発明の詳細な説明】利用産業分野この発明は、垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製造方法の
改良に係り、層間絶縁膜の段差解消、面内均一性の確
保、リターンパス部のエッジ立ちの解消を計り、かつ工
程数を減少させ、省力化し、高効率で磁気特性のすぐれ
た垂直磁気記録再生薄膜ヘッドを製造する方法に関す
る。

従来技術一般に、薄膜磁気ヘッドは、周波数特性がすぐれてお
り、半導体テクノロジーに基づく製造プロセスで製造さ
れるため、高精度の磁気ヘッドを低コストで製造可能で
あり、今後、磁気ヘッドの主流となるものと考えられ
る。

垂直磁気記録再生薄膜ヘッド（以下、単に薄膜磁気ヘッ
ドという）には、記録，再生用ヘッドとして用いられる
インダクティブヘッド、再生ヘッドとして用いられる磁
気抵抗素子ヘッド等がある。例えば、インダクティブヘ
ッドは、第１図に示す如く、ソフトフェライト等の磁性
基板と、これに絶縁層のギャップを介して配設するパー
マロイ、センダスト、あるいはアモルファス等からなる
主磁極膜と、主磁極膜内の絶縁層内に配した薄膜導体コ
イルと、該主磁極膜上に被覆した保護膜層とからなる。

かかる薄膜磁気ヘッドを例にその製造方法を説明する
と、従来は、以下の工程にて製造されていた。

ａ磁性基板の一主面に複数の溝部を所要パターンにて
配設し、複数の溝部に、ガラス、SiO₂、Al₂O₃、チタン
酸バリウム等の非磁性材を充填し、磁性基板の前記主面
に精密研摩を施し、ｂ前記研摩面に薄膜導体コイルを形成し、前記薄膜導
体コイル層と後に被着する主磁極層との絶縁のために、
層間絶縁膜として、レジストやポリイミド樹脂等の有機
絶縁膜あるいはSiO₂膜等の無機酸化膜を形成する。

無機酸化物を層間絶縁膜に用いる場合、ｃ前記薄膜導体コイルによる層間絶縁膜の凹凸面を除
去するため、レジストを使用したエッチバック法（例え
ば、電気通信学会技術研究報告:US.86−13に記載）によ
り平坦化した後、ｄ後工程にて被着する主磁極膜と磁性基板を接続する
ためのリターンパス部を、前記層間絶縁膜に形成後、ｅ主磁極膜を前記絶縁膜面及び露出磁性基板面に被着
し、更に磁性膜及びヘッド保護膜を積層形成し、所要の
製品寸法に切断研摩する。

従来技術の問題点一般に、上述の製造工程にて得られる薄膜磁気ヘッドの
主磁極の磁気特性は、層間絶縁膜及び磁性基板の面粗
度、残存加工歪等の表面性状に左右されるとされてい
る。

特に、無機酸化物からなる層間絶縁膜表面の凹凸面平坦
化のためのレジストを使用したエッチバック法は、段差
解消が十分でなく、ウエハー面内の均一性に問題があ
り、さらには、多大の工数、時間を要し、効率のよい方
法とは言い難い問題があった。

また、層間絶縁膜にリターンパス部形成時、前記絶縁膜
のエッジ部が立ち、後工程において、エッジ部分に主磁
極磁性膜を被着した際、膜厚が小さくかつ不均一とな
り、主磁極の磁気特性が劣化するという問題があった。

発明の目的この発明は、薄膜磁気ヘッドの製造方法における従来の
問題点に鑑み、層間絶縁膜の段差解消、面内均一性の確
保、リターンパス部のエッジ立ち解消を計り、かつ工程
数を減少させ、磁気特性のすぐれた薄膜磁気ヘッドを高
効率で製造する方法を目的としている。

発明の構成この発明は、以下の工程を特徴とする薄膜磁気ヘッドの
製造方法である。

一主面に配設した溝部に非磁性材を充填した磁性基板の
前記一主面をメカノケミカル研摩し前記研摩面に形成した薄膜導体コイル上に、無機酸化物
からなる層間絶縁被膜を被着形成し、前記被膜面を精密加工後、リターンパス部を形成し、リターンパス部を設けた絶縁被膜面及び磁性基板面上に
メカノケミカル研摩を施し、その後、前記研摩面に主磁極膜及びヘッド保護膜を積層
する。

また、電極端子の形成は公知の従来法による。

図面に基づく発明の開示第１図はこの発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法にお
いて、基板にNi−Zn系フェライトを用いた場合の一例を
示す工程説明図である。

Ni−Zn系フェライトの磁性基板（１）の一主面に、複
数の溝部（２）を所要パターンにて配設し、複数の溝部
（２）に、ガラス、SiO₂、Al₂O₃、チタン酸バリウム等
の非磁性材（３）を充填し、その後、磁性基板（１）の
前記溝部（２）を設けた主面に、メカノケミカル研摩を
施す。

磁性基板（１）の前記研摩面に、Cu,Al等の薄膜導体
コイル（４）を形成する。

この薄膜導体コイル層（４）と後に被着する主磁極層
（７）との電気的絶縁のために、SiO₂、Al₂O₃等の無機
酸化膜からなる層間絶縁被膜（５）を、スパッタリング
法等にて形成する。

前記薄膜導体コイル（４）による層間絶縁被膜（５）
の凹凸面を除去するため、ダイヤモンド研摩等の精密研
摩を施して、500Å以下に平坦化する。

後工程にて被着する主磁極膜（７）と磁性基板（１）
を接続するためのリターンパス部（６）を、前記層間絶
縁被膜（５）に、イオンエッチング、ケミカルエッチン
グ等の方法にて形成する。

前記層間絶縁被膜（５）面の加工歪及びエッジ部（5
a）の角部を除去し、さらに磁性基板（１）面の加工歪
を除去するため、当該主面全面にメカノケミカル研摩を
施す。

これにより、前記層間絶縁被膜（５）面及びリターンパ
ス部（６）の磁性基板（１）面は、加工歪が除去されて
無歪化し、かつ表面粗度が100Å以下、好ましくは40Å
以下に仕上げられる。

前記メカノケミカル研摩後、層間絶縁被膜（５）面及
びリターンパス部（６）の磁性基板（１）面上に、パー
マロイ，センダスト等のFe系合金、あるいはアモルファ
ス等からなる主磁極膜（７）をスパッタリング法、蒸着
法、めつき法等にて被着形成する。

その後、前記主磁極膜（７）上に主磁極の磁気飽和を
防ぐために、厚膜主磁極膜（８）をスパッタリング法等
にて被着形成する。

さらに、ヘッド保護膜（９）を積層被着する。

この発明による製造方法は、以下の工程を特徴とし、か
かる工程を経ることにより、層間絶縁被膜（５）面及び
リターンパス部（６）の露出した磁性基板（１）面が無
歪化され、かつリターンパス部の角部が所要のＲ状にな
り、主磁極が形成される面内の全域が均一かつすぐれた
面粗度を有するため、この面上に被着形成する主磁極膜
（７）の磁気特性を向上させることができる。

また、厚膜主磁極膜（８）のパターンエッチングを行う
場合、主磁極膜（７）がエッチングされるのを防止する
ために、無機酸化物の主磁極保護膜を主磁極膜（７）上
に形成してもよい。

この発明において、磁性基板にMn−Zn系フェライトを用
いる場合は、Mn−Zn系フェライトが導電性のため、磁性
基板と薄膜導体コイル間に絶縁被膜を形成する必要があ
る。

また、前記工程のダイヤモンド研摩の後にメカノケ
ミカル研摩を施す方法は、レジストを用いたエッチバッ
ク法に比べて、前記の如く、極めてすぐれた面粗度と無
歪化の効果を有するとともに、加工能率が一段とすぐ
れ、製造工程の減少、加工時間の短縮効果を有する。

発明の好ましい実施態様この発明において、層間絶縁膜に無機酸化膜を用いたの
は、以下の理由による。

従来の層間絶縁膜としての有機樹脂は、耐熱温度が低
く、熱処理時に熱分解を起す可能性があり、また、熱膨
脹係数が磁性膜、基板等より大きく、熱処理時に剥離し
易い。また、熱伝導率が低く、コイルに電流を流した際
の発熱が拡散し難く、入力電流を大きく設定できない。
さらには、磁気記録媒体との対向面にかかる有機樹脂が
露出すると、媒体面に有機樹脂が付着し、ヘッドフラッ
シュなどを起こして、ヘッドが破壊されるという問題が
ある。

しかし、層間絶縁膜に無機酸化膜を用いると、かかる問
題がなく、すぐれた薄膜磁気ヘッドを得ることができ
る。無機酸化膜材料としては、SiO₂、Al₂O₃等が好まし
い。

また、発明において、主磁極、磁性膜の材料としては、
Co系アモルファス、センダスト、パーマロイなどのFe系
合金が使用でき、さらに、ヘッド保護膜の材質として
は、Al₂O₃、SiO₂等の材料が好ましい。

この発明において、ダイヤモンド研摩法としては、砥粒
に粒径１μｍ以下のダイヤモンド粉末を用い、ラップ定
盤にSn、Cu、クロスを使用し、ラップ圧力、0.01kg/cm²
〜1kg/cm²、回転速度、10m/min〜100m/min、の条件が好
ましい。

また、この発明において、メカノケミカル研摩法として
は、粒径0.1μｍ以下のMgO、ZrO₂、Al₂O₃、SiO₂等の単
独または混合微粉末を、純水中に0.5wt％〜20wt％懸濁
させた懸濁液を用い、該懸濁液中において、例えば、硬
質クロス、はんだ、Sn等からなる円盤型ポリッシャーを
回転可能に配設して、被加工材をこの懸濁液中でポリッ
シャー表面に所定荷重で当接させ、両者を相対的に回転
させて研摩を行なうが好ましい。

前記研摩方法において、ポリッシャー材及び回転速度、
荷重圧力は微細粉末の粒径や純水中の懸濁量、被加工材
等の条件により適宜選定すればよいが、ラップ圧力;0.0
1kg/cm²〜1kg/cm²、回転速度;10m/min〜100m/min、の条
件が好ましい。また、前記単独または混合微細粉末粒径
は0.1μｍを越えると、引っかき疵が生じるため、粒径
0.1μｍ以下が好ましい。

また、薄膜導体コイルの形成方法としては、公知のスパ
ッタリング法、蒸着法、めっき法等を適宜選定できる。
層間絶縁被膜の形成方法としては、公知のスパッタリン
グ法、蒸着法等を適宜選定できる。

さらに、主磁極膜、磁性膜の形成方法としては、スパッ
タリング法、蒸着法、めっき法を適宜選定できる。

ヘッド保護膜の形成方法としては、スパッタリング法等
公知の被着方法が採用できる。

リターンパス部形成法としては、公知のイオンエッチン
グ法、ケミカルエッチング法、が採用きるが、さらに、
コイル形成後、リターンパス部となる磁性基板面部分に
逆テーパー状に厚く銅めっきを施し、絶縁膜形成後、該
絶縁膜を研摩し、リターンパス部の銅を表面に露出さ
せ、該銅をエッチングにて消失させてリターンパス部を
設ける方法を用いることができる。

この発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、そのコイル数
は単層コイルでも、複数層コイルでも可能であり、さら
に、その使用目的、用途により、磁性膜保護膜を厚く積
層する構成もよい。

実施例第１図に示すこの発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法
にて、Ni−Zn系フェライトの磁性基板の一主面に設けた
溝部に、ガラスを充填した後、前記主面にメカノケミカ
ル研摩を施し、前記研摩面上に、Cuの薄膜導体コイルを
スパッタリングにて形成した。

その後、電気的絶縁のための層間絶縁被膜として、SiO₂
をスパッタリング法にて被着したのち、該表面に、下記
条件のダイヤモンド研摩を施して、500Å以下に平坦化
した。

つぎに、前記層間絶縁被膜に、イオンエッチングにてリ
ターンパス部を形成した後、当該主面全面に、下記条件
のメカノケミカル研摩を施した。

これにより、前記層間絶縁被膜及び露出磁性基板面は、
表面粗度が30Å以下となった。

メカノケミカル研摩後、Coアモルファスからなる主磁極
膜をスパッタリング法にて被着形成し、さらに、Coアモ
ルファスからなる厚膜主磁極膜をスパッタリング法にて
被着形成し、さらにAl₂O₃からなるヘッド保護膜を積層
被着した。

比較のため、ダイヤモンド研摩及びメカノケミカル研摩
を施さず、レジストを用いたエッチバック法にて絶縁膜
の平坦化し、それ以外は同様方法にて製造した。従来法
により平坦化した層間絶縁膜面は平坦度が500Å程度で
あった。

２種の薄膜磁気ヘッドを多数個作製し、各薄膜磁気ヘッ
ドの磁気特性を測定したところ、無歪、高平坦度加工を
施したこの発明による薄膜磁気ヘッドの方が全て高い特
性を示した。

ダイヤモンド研摩法条件ダイヤモンド粒径;1μｍ、ラップ圧力;0.1kg/cm²、回転速度;50m/min、ラップ定盤;Sn メカノケミカル研摩法条件純水中懸濁液使用、砥粒;SiO₂粉末，粒径100Å、ラップ圧力;0.1kg/cm²、回転速度;50m/min、ラップ定盤；硬質クロス、

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法を示
す組立説明図である。１……磁性基板、２……溝部、３……非磁性材、４……
薄膜導体コイル、５……層間絶縁膜、5a……エッジ部、
６……リターンパス部、７……主磁極膜、８……厚膜主
磁極膜、９……ヘッド保護膜。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一主面に配設した溝部に非磁性材を充填し
た磁性基板の前記一主面をメカノケミカル研摩し前記研摩面に形成した薄膜導体コイル上に、無機酸化物
からなる層間絶縁被膜を被着形成し、前記被膜面を精密加工後、リターンパス部を形成し、リターンパス部を設けた絶縁被膜面及び磁性基板面上に
メカノケミカル研摩を施し、その後、前記研摩面に主磁極膜及びヘッド保護膜を積層
することを特徴とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製
造方法。