JPH08190705A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リフトオフ法で形成した磁気ヘッドにおい
て、パターン精度を必要とせず、エッジに付着した膜
（フェンス）等をなくして信頼性、歩留まりを向上する
薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供すること。 【構成】 すでに形成されてあるスルーホール上にリフ
トオフ法を用いてスルーホールを形成する構造におい
て、すでに形成されてある最初のスルーホールの幅ａと
リフトオフ法を用いて形成するスルーホールの幅ｂとの
関係をｂ＞ａとする。 【効果】 レジストパターン残りやレジストパターンエ
ッジに付着した膜の残り（フェンス）等がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置に用
いられる薄膜磁気ヘッドの製造方法に係り、特に磁気抵
抗効果型の薄膜磁気ヘッドのスルーホールを精度良く製
造することができる薄膜磁気ヘッドの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に近年の薄膜磁気ヘッドは、基板上
に多数の薄膜層を形成して磁気ヘッド素子や外部と導通
するためのスルーホール等を形成するものであるが、こ
れら多層膜は、一般に微細パターンの形成法としてフォ
トリソグラフィー技術を用いた後、ウエットエッチング
法／反応性イオンエッチング法／イオンミリング法／リ
フトオフ法等の後工程を行ないパターンを形成してい
る。

【０００３】前記ウエットエッチング法は、等方性エッ
チングのため高精度の加工が困難であり、反応性イオン
エッチング法は被加工材の種類によっては加工不可能な
場合があり、イオンミリング法は物理的エッチングのた
めオーバーエッチングにより下地にダメージを与えやす
く、更に再付着が発生しやすい等の問題があった。

【０００４】これら問題を解決するために微細パターン
を形成するリフトオフ法が提案されており、このリフト
オフ方法は、基板上にスルーホール形状のレジストパタ
ーンを形成した後、スパッタリング及び真空蒸着等を用
いて成膜を行い、剥離液に浸漬してレジストおよびレジ
スト上部に堆積した膜を除去することで所望のパターン
を形成する手法であり、下地膜にダメージを与えず且つ
加工材の種類を選ばないという利点がある。尚、前記リ
フトオフ法に関する技術が記載された文献としては、例
えば、特開平２−１７６４３号公報が挙げられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記リフトオフ法は、
下地膜にダメージを与えず且つ加工材の種類を選ばない
という利点があるものの、すでに形成されているパター
ン幅の中に現像速度の違う２層のレジストパターンとそ
の上部に蒸着した膜を除去する際に、レジストのパター
ン残り及びレジストパターンエッジに付着した膜の残り
（フェンス）が発生し、磁気ヘッドの信頼性及び歩留り
が低下するという不具合があった。

【０００６】この不具合を具体的に説明するために、ま
ず一般的な２層レジストによるリフトオフ法を図６を用
いて説明する。図６は下地絶縁膜１０上に現像速度の早
いレジスト１１及び現像速度の遅いレジスト１２を用い
て結果的に図６（ｌ）に示す幅ａの開口部を持つ上部ギ
ャップ膜５及び保護膜６を積層した微細パターンを形成
するものであり、順を追って説明すると、本リフトオフ
法は、まず図６（ａ）〜（ｂ）の如く下部絶縁膜１０上
に現像速度の早いレジスト１１及び現像速度の遅いレジ
スト１２を塗布する。次いで、図６（ｃ）〜（ｄ）の如
く前記レジスト１２上にフォトマスク１３を配置した状
態で、紫外線を照射し、現像することによりフォトレジ
ストパターン１２ａ及び１１ａを形成する。この図６
（ｄ）に示したレジストパターン１１ａがレジストパタ
ーン１２ａより小さく形成される理由は、前述の現像速
度の差によってレジスト１１が早く現像されて除去され
るためであり、これによって後述する膜剥離を容易にし
ている。

【０００７】次いで本リフトオフ法は、図６（ｅ）の如
く前記フォトレジストパターン１２ａ及び１１ａ上に膜
５（上部ギャップ膜）を蒸着し、フォトレジストパター
ン１２ａ及び１１ａを搭載した膜５と共に現像により除
去することにより図６（ｆ）の如く幅ａのスルーホール
が開口した上部ギャップ膜５を得、次いで図６（ｇ）〜
（ｈ）の如くこの開口した膜５上に再度現像速度の早い
レジスト１１ｂ及び現像速度の遅いレジスト１２ｂを積
層し、図６（ｉ）〜（ｊ）の如く前記レジスト１２ｂ上
にフォトマスク１４を配置した状態で、紫外線を照射
し、現像することによりフォトレジストパターン１２ｃ
及び１１ｃを形成する。

【０００８】更に本リフトオフ法は、図６（ｋ）の如く
蒸着によって膜６（保護膜）を形成し、これからフォト
レジストパターン１２ｃ及び１１ｃを現像によって除去
することにより、図６（ｌ）に示した幅ａのスルーホー
ル開口部を持つ上部ギャップ膜５及び保護膜６を積層し
た微細パターンを形成することができる。またこれら膜
上には、後述する絶縁膜等が成形される。

【０００９】さて、従来技術によるリフトオフ法を用い
たパターン形成においては、図７（ａ）の如く、前述の
図６（ｅ）で示した膜５の蒸着の際に、膜５の蒸着分子
の一部が真空蒸着中のＡｒイオンに当って蒸着方向が変
わり、フォトレジストパターン１１のエッジに付着する
ことにより突起状のフェンス１７が発生する可能性があ
った。

【００１０】このフェンス１７は、フォトレジストパタ
ーン１２及び１１を現像により取除くと図７（ｂ）の様
に突起として残り、この状態で他の膜を成膜した場合、
図７（ｃ）の如く、例えば絶縁膜１６及び金属膜１５を
成膜すると前記フェンス１７による突起上に膜が形成さ
れるため、膜の薄くなる部分１７が生じ、絶縁性（耐電
圧性）が低下して磁気ヘッドの信頼性及び歩留りが低下
するという不具合があった。

【００１１】本発明の目的は、前述の従来技術の不具合
を除去することであり、パターン精度を必要とせずにリ
フトオフ法で形成する薄膜磁気ヘッドのフェンスの発生
を防止し、信頼性及び歩留りを向上することができる薄
膜磁気ヘッドの製造方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、スルーホール付き端子部を持つ薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法において、基板上に薄膜技術により開口
幅ａのスルーホールを形成する上部ギャップ膜を設けた
後に、該上部ギャップ膜上に前記開口幅ａより広い開口
幅ｂのスルーホールを形成することを特徴とする。

【００１３】

【作用】前記特徴による薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
前記２のスルーホール幅ｂを第１のスルーホール幅ａよ
り広くすることにより、製造時のレジストパターン上に
蒸着する膜の分子が真空蒸着中のＡｒイオンにあたり蒸
着方向が変わっても、レジストパターンとすでに形成ず
みのパターンの間に入り込む現象を防いでフェンスの形
成を防止し、信頼性及び歩留りを向上することができる
薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造法
を図面を参照して詳細に説明する。まず本発明の対象と
なる磁気ヘッドは、図３（ａ）に平面概略を示す如く多
数のコイル層を積層した磁気ヘッド素子部３１及び該磁
気ヘッド素子部３１の両端に位置して外部と電機的に導
通するための端子部３０とを基板上に形成している。こ
の端子部３０の詳細は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面を示す
図３（ｂ）の如く、セラミック基板である基板９及び絶
縁体から成る下地絶縁膜１０上に、ＮｉＦｅ等の磁性膜
により成る下部シールド膜１と、アルミナ等の絶縁膜か
ら成る下部ギャップ膜２と、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層膜
やＡｕ等の導電性の電極膜３及び４と、該電極膜３及び
４両端上に成膜した上部ギャップ層５と、これら膜上に
設けたアルミナ等の絶縁材から成り、外部配線との電気
的接続のために電極膜３及び４に接する領域が除去され
た保護膜６と、該電極膜３及び４／保護膜６上に成膜さ
れたＮｉＦｅ等の磁性膜から成る上部シールド膜７ａ
と、上部シールド膜７ａ及び７ｂ上に前記同様に外部配
線との電気的接続のために導通する領域が除去された誘
導型磁気記録ヘッド用のギャップ膜８とが積層される様
に構成されている。

【００１５】本実施例による薄膜磁気ヘッドは、図３
（ｂ）中のスルーホール幅ｂ（二段目のスルーホール
幅）が、すでに形成ずみの第１のスルーホールの幅ａ
（一段目のスルーホール幅）よりも大きくすることを特
徴としている。このレジストパターン幅ｂは、スルーホ
ール幅ａよりも１０μｍ程度広いことが好ましい。

【００１６】詳細に述べると、本実施例による製造方法
による薄膜磁気ヘッドは、図３（ｂ）の様に最初に形成
した磁気抵抗効果型ヘッドの下部ギャップ膜２にあたる
スルーホール幅ｃが、次に形成される磁気抵抗効果型ヘ
ッドの上部ギャップ膜５及び保護膜６にあたるスルーホ
ール幅ａ及びｂよりも大きく、更に磁気抵抗効果型ヘッ
ドの上部シールド膜７にあたるスルーホール幅ｄが前記
幅ａ〜ｃよりも大きく、誘導型磁気ヘッド（記録ヘッ
ド）のギャップ膜８にあたるスルーホール幅ｅが幅ｂと
幅ｃの間に入り、各幅の関係をｄ＞ｃ＞ｅ＞ｂ＞ａの関
係とするのが好ましい。

【００１７】この様に既に形成されてある最初のスルー
ホールの幅ａとリフトオフ法を用いて形成するスルーホ
ールの幅ｂとの寸法関係をｂ＞ａとすることにより、レ
ジストパターン上に蒸着する膜の分子が真空蒸着中のＡ
ｒイオンにあたり蒸着方向が変わっても、レジストパタ
ーンとすでに形成ずみのパターンの間に入り込む現象を
防ぐことができ、フェンスの発生を防止することができ
る。

【００１８】次に図１〜図５を参照して図３の薄膜磁気
ヘッドの製造方法を説明する。まず、第１の実施例によ
る薄膜磁気ヘッドは、図１のように、すでに上部ギャッ
プ膜５により幅ａに形成されている第１のスルーホール
上に、図６に示した工程を経て現像速度の早いレジスト
１１と現像速度の遅いレジスト１２を積層した後にリフ
トオフ法を用いて保護膜６の第２のスルーホールを形成
する工程において、レジスト１１を第１のスルーホール
の端部周辺を覆う（乗り上げる）様に設け、該レジスト
１１上にレジスト１２を乗せることにより、保護膜６ス
ルーホール幅ｂを上部ギャップ膜５の幅ａより広くする
構造にしたことを特徴とする。これにより、パターン形
成時におけるレジストパターン残りおよびレジストパタ
ーンエッジに付着した膜の残り等の問題を克服し寸法精
度を向上させるという効果がある。

【００１９】次に図２について説明する。リフトオフ形
成時におけるパターンがすでに形成ずみのパターンの内
側につくる場合、レジスト１２の幅ｂ´とすでに形成さ
れている上部ギャップ膜５のスルーホールとの間隔を片
側５μｍ以上に作ることにより、分子が真空蒸着中のＡ
ｒイオンにあたり蒸着方向が変わっても前記間隔により
レジスト１１の壁面迄に分子が達することができず、上
述と同じような効果をもたらすことができる。

【００２０】次に図３について説明する。下部ギャップ
膜の幅ｃは、上述によるスルーホールの幅ａ及びｂより
も大きく、上部シールド膜の幅ｄはａ〜ｃ幅よりも大き
く、誘導型磁気ヘッド（記録ヘッド）のギャップ膜にあ
たるスルーホールの幅ｅは幅ｂと幅ｃの間に入りｄ＞ｃ
＞ｅ＞ｂ＞ａとする。これによりプロセスが容易でしか
も高精度なパターンが形成可能となる。

【００２１】次に図４について説明する。磁気抵抗効果
型ヘッドの電極膜３及び４の上に形成された保護膜６は
図３の関係を保持することにより少なくとも１つ以上の
層で構成されることにより、電極膜３及び４と端子に使
用しない上部シールド７ｂの間隔が拡がり、電極膜３及
び４と端子に使用しない上部シールド７ｂの間の耐電圧
等の問題を解決できる効果がある。

【００２２】次に図５は、図３を上部から見た磁気ヘッ
ドの端子部の平面形状を示す。上部ギャップ膜５とその
後形成される保護膜６の端子部のスルーホール形状で一
定距離ｒ以上を保つ。これにより、リフトオフ法によっ
て形成されたレジストおよびレジスト上部に蒸着した膜
を除去する際に起こるレジストパターンエッジに付着し
た膜の残り等を防止する効果がある。また、四角いパタ
ーンのエッジはある曲率をもち内側から除々に大きくす
ることにより円滑に一定距離以上を保てる。

【００２３】図８は本発明により製造された薄膜磁気ヘ
ッドを搭載した磁気ディスク装置の構成を示す概略図で
ある。本図に示すように、磁気ディスク装置は等間隔で
一軸スピンドルを上に積層された複数の磁気ディスク１
８とスピンドルを駆動するモーター１９と移動可能なキ
ャリッジ２０に保持された磁気ヘッド群２１、このキャ
リッジ２０を駆動するボイスコイルモーター２２、これ
らを支持するベース２３等から構成される。また、磁気
ディスク制御装置等の上位装置から送り出される信号に
従って、ボイスコイルモーター２２を制御するボイスコ
イルモーター制御回路８０とを備えており、上位装置８
３との信号のやり取りを行なうインターフェイス部８
２、磁気ヘッドに流れる電流を制御するリード／ライト
回路８１などを介して上位装置８３と接続される。ここ
で、磁気ヘッド群２１は本発明に示す寸法関係を確保し
た薄膜ヘッドを用いることにより高信頼性、低コストが
可能となる。

【００２４】尚、本発明は、次に述べる実施態様として
も表すことができる。 （１）基板上に薄膜積層技術により形成した磁気ヘッド
で、すでに形成されてあるスル−ホ−ル上にリフトオフ
法を用いてスル−ホ−ルを形成する構造において、すで
に形成されてある最初のスル−ホ−ルの幅ａとリフトオ
フ法を用いて形成するスル−ホ−ルの幅ｂとの関係がｂ
＞ａとなる構造を特徴とした薄膜磁気ヘッド。

【００２５】（２） 基板上に薄膜積層技術により形成
した磁気ヘッドで、すでに形成されてあるスル−ホ−ル
上にリフトオフ法を用いてスル−ホ−ルを形成する構造
において、すでに形成されてある最初のスル−ホ−ルの
幅ａとリフトオフ法を用いて形成するスル−ホ−ルのレ
ジストの幅あるいはマスクパタ−ンの幅ｂ´との関係が
ｂ´＋１０μｍ＞ａとなる構造を特徴とした薄膜磁気ヘ
ッド。

【００２６】（３） 基板上に薄膜積層技術により形成
した磁気ヘッドの端子部において、磁気抵抗効果型ヘッ
ド（再生ヘッド）の下部ギャップ膜（最初に形成され
る）にあたる幅ｃは、次に形成される実施態様１及び２
で述べたスル−ホ−ルに相当する幅ａ、ｂまたはｂ´よ
りも大きく、実施態様１及び２で述べたスル−ホ−ルの
後に形成される磁気抵抗効果型ヘッドの上部シ−ルド膜
にあたる幅ｄは前記ａ〜ｃ幅よりも大きく、さらに次に
形成される誘導型磁気ヘッド（記録ヘッド）のギャップ
膜のスル−ホ−ルに相当する幅ｅは幅ｂと幅ｃの間に入
る関係を持つことを特徴とした薄膜磁気ヘッド。

【００２７】（４） 実施態様３において、少なくとも
１つ以上の層で構成されている磁気抵抗効果型ヘッドの
電極膜の上に形成された保護膜が、少なくとも１つ以上
の層で構成されていることを特徴とした薄膜磁気ヘッ
ド。

【００２８】（５） 実施態様１及び２において、素子
面から見た平面形状で最初のスル−ホ−ルとリフトオフ
法を用いて形成するスル−ホ−ルの端部が一定の距離以
上に保たれていることを特徴とした薄膜磁気ヘッド。

【００２９】（６） 実施態様１及び２において、素子
面から見た平面形状で最初のスル−ホ−ルとリフトオフ
法を用いて形成するスル−ホ−ルの端部が一定の曲率を
もち、その曲率が内側のスル−ホ−ルから除々に大きく
なることを特徴とした薄膜磁気ヘッド。

【００３０】（７） リフトオフ法で形成した場合にパ
ターン精度を必要とせず、エッジに付着した膜（フェン
ス）等を無くすことにより薄膜磁気ヘッドの信頼性、歩
留りを向上することおよび高信頼性、低コストを実現す
るため、前記実施態様１乃至６に記載の１つ以上の実施
態様を含んだ磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置。

【００３１】

【発明の効果】以上述べた如く本発明による薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法は、基板上に薄膜技術により開口幅ａの
スルーホールを形成する上部ギャップ膜を設けた後に、
該上部ギャップ膜上に前記開口幅ａより広い開口幅ｂの
スルーホールを形成することにより、リフトオフ法で形
成した場合のレジストパターン残りやレジストパターン
エッジに付着した膜の残り（フェンス）等の発生を防止
することができる。これにより、不良発生を抑えること
が出来るので製品製造の歩留まりがあがる。また、この
磁気ヘッドを用いることにより高信頼性、低コストの磁
気ディスク装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実
施例を示す図。

【図２】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の他の
実施例を示す図。

【図３】本発明により製造された薄膜磁気ヘッドの端子
部平面及び断面を示す図。

【図４】本発明により製造された薄膜磁気ヘッドの端子
部断面を示す図。

【図５】本発明により製造された薄膜磁気ヘッドの端子
部を素子面から見た図。

【図６】従来技術による一般的なリフトオフ法を説明す
るための図。

【図７】従来技術による製造方法で発生するフェンス
（突起）を説明するための図。

【図８】本発明により製造された薄膜磁気ヘッドを搭載
した磁気記録装置を示す図。

【符号の説明】

１……下部シールド膜、２……下部ギャップ膜、３……
電極膜、４……電極膜、、５……上部ギャップ膜、６…
…保護膜、７……上部シールド膜、８……誘導型磁気ヘ
ッドのギャップ膜、９……基板、１０……下地絶縁膜、
１１……現像速度の速いレジスト、１２……現像速度の
遅いレジスト、１３……フォトマスク、１４……蒸着し
た膜、１５……金属膜、１６……絶縁膜、１７……フェ
ンス、１８……磁気ディスク、１９……モーター、２０
……キャリジ、２１……磁気ヘッド群、２２……ボイス
コイルモーター、２３……ベース。

フロントページの続き (72)発明者 森尻 誠 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スルーホール付き端子部を持つ薄膜磁気
   ヘッドの製造方法において、基板上に薄膜技術により開
   口幅ａのスルーホールを形成する上部ギャップ膜を設け
   た後に、該上部ギャップ膜上に前記開口幅ａより広い開
   口幅ｂのスルーホールを形成することを特徴とする薄膜
   磁気ヘッドの製造方法。