JPS61122910A - 薄いフイルム状の磁気ヘツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （Ｍ業上の利用分野） 本発明は、真空焼付フォトレジスト用の表面活性作用を
呈する金属材料の利用、それの利用方法、及び特には、
それを薄いフィルム状の磁気ヘッドの製造に使用する方
法に関する。

（従来の技術） 出願人は、薄いフィルム状の磁気ヘッドを製造するため
の一般的手順を取り扱った従来技術以外は、直接的に関
連した従来技術を知っていない。

特に、本発明の主要な特徴である、フォトレジストの表
面特性を改良するため、および／または電極への配線金
属の電気的接触性を改良するため、金属または合金等を
積層させる技術を開示する従来技術はない。

（発明が解決しようとする問題点） もし一つの層に、真空焼付の７オトレジスト層が適用さ
れると、これを精密さをもって取り除くことは難かしい
ということが見出されている。

これを解決するために、薄い貴金属フィルムのような適
当な接着金属を真空焼付の７オドレジスト上に積層させ
ると、その後で形成された層、つまり別の７オトレジス
ト層が、精密にかつ容易に取り除かれるようになること
が見い出された。

本発明の一つの目的は、焼付されたフォトレジストに７
オトレジストが良好な接触性を保証される改良された手
段を提供することである。

本発明の別の目的は、電極と配線金曜との間に改良され
た電気的接触性を提供することである。

本発明の更に別の目的は、薄いフィルム状の磁気ヘッド
を製造するための方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 当業者には明らかなように、本発明は薄いフィルム状の
磁気ヘッドの形成に制限されるものではなく、焼付され
たフォトレジスト上に層が形成されるものに対しては一
般的に適用されつる。しかしながら、本発明は薄いフィ
ルム状の磁気ヘッドの生産に特に適用性を見出したもの
であるから、以下の開示もそれに関連させている。

第１および２図を参照すると、本発明による薄いフィル
ム状の磁気ヘッドの形成においては、サファイアのよう
な通常の下層１２はその上に通常の方法で通常の厚さに
パーマロイ１４の層が形成され、その後、通常の技術で
通常の厚さにアルミナ１６の絶縁層が形成される。典型
的にはこの段階において、このアルミナ層１６は通常の
７オトレジストによって被覆され、それは適当なマスク
を通じて露光されかつ現像され（除去され）、そこでア
ルミナ層１６および次にはパーマロイ層１４が、第２図
で数字１６によって良く見られるような形状を持つ通常
の署へと除去される。その後で、銅の層が通常の技術で
通常の厚さに形成される。

上記の形成技術は限定的なものとして解釈されるべきで
はない。

当業者には理解されるように、パーマロイ以外の材料の
下層、アルミナ以外の絶縁層、および鋼販外の材料が同
効をもって使用されることができる。

銅の層の形成後、通常の７オトレジストが通常のマスキ
ング技術を用いて形成され、所望の銅のコイル構造およ
び出力パッドを画定し、その後このフォトレジストは通
常の方法で露光され、現像されそして除去され、その後
の、コイル構造および出力パッドが必要とされる場所以
外の全ての領域での銅の除去を可能とさせる。銅が除去
された後、このフォトレジストは通常の方法によって完
全に除去される。上記の後、薄いフィルム状の磁気ヘッ
ド１０はこの中間的な段階で第１および２図に示された
構造を有し、第１図は、この中間的段階におけるＭＡ−
Ａに沿った薄いフィルム状の磁気ヘッド１０の断面図で
あり、又第２図は平面図であって、これらにおいて、す
７アイヤ層は１２で、底部パーマロイ層は１４でアルミ
ナ層は１６で、およびコイル構造を含む残りの銅は１８
で、それぞれ示される。第１および２図において、１８
＆はコイル構造の内端を、１８ｂはフィル構造の外端も
しくはフィルのターミナルを、および１８０は銅の出力
パッドをそれぞれ示している。

第１図に示されるように、アルミナ層１６はコイル構造
１８を底部パーマロイ層から絶縁する。

実際の使用時には、コイル構造は、例えば八個、のよう
に巻きが更にありそして図は例示的なものにすぎないこ
とが、当業者には理解されよう。フイル構造の内ｆｆｆ
ｔ　１８　ａおよび出力パッド１８０は、第５および６
図に示されるようにパーマロイのブリッジコネクタ５０
で接触される。

釘のコイルおよび出力パッドがアルミナ絶縁体上に形成
された後、銅の上には、３μ以上、典型的には６〜２０
μの厚さの絶縁体を形成することが必要である。何故こ
のような厚い絶縁体が必要かというと、薄いフィルム状
磁気ヘッドにおいては、第５図に最も良く見られる薄い
フィルム状の磁気ヘッドのボールチップ領域以前での磁
束の短絡を防ぐため底部パーマロイ層１４と、５０およ
び６０のような頂部パーマロイ層との間に良好な分離が
必要だからである。この点に関しては、絶縁体１６が、
当然ながら磁気ヘッドのギヤツブ巾となる頂部および底
部パーマロイ層間のギャップを正確に維持することが注
目されよう。

以上のプロセスに続いて正の７オトレジストがその上に
積層されるが、それは例えばシラプリー社（Ｓｈｌｐｌ
ａｙ　　Ｏｏｍｐａｎｙ）のＡ、　Ｚ。

１３７５であるが、別の正の７オトレジストも使用され
ることができる。フォトレジストは、それが保護および
絶縁機能を呈する限りは、その性質もその厚さもさほど
重要でない。通常フォトレジストは先に示したような厚
さく３〜２０μ）で使用される。Ａ、２．１３７５を使
用した時には厚さ６μのものが良好な結果を示した。

このフォトレジストは次にそれが硬化されるまで通常の
方法で焼かれる。これは２〜４時間で３００°０以上の
温度、例えば３００〜６５０°Ｃが使用されるが、この
時間も温度も限定的なものではない。通常、室温（約２
５’　Ｏ）から約３５０°ａの最大温度に徐々に昇温す
るのが最も都合よく、例えば、室温から約３５０°Ｃの
最大温度へは全体の時間で６〜８時間であるが、約３０
０〜３５０’Ｃでは約２〜４時間である。通常、室温か
ら所望の焼付温度までへは線型の昇温をなすことが最も
都合良い。

出願人はフォトレジストを若干の真空下で焼付すること
が良いと考える。真空度については、酸素が排除されて
いる限りは余り問題でなく、典型的には、約０．０１〜
２００ｍＴｏｒｒの真空が用いられる。

強制するものではないが、フォトレジストを焼く前に、
通常の技術を利用して適肖なマスクでもってフォトレジ
ストを露光および現像してそれの所望の部分を取り去る
ことは容易なことである。

このマスクは、コイルターミナル、パーマロイ開口、お
よびヘッドチップ付近の開口を画定するもので、こ戴ら
につい゛ては第３図に関連してこれより説明される。

第３図を参照すると、これはプロセスのこの段階におけ
る薄いフィルム状の磁気ヘッド１０を示すものであり、
フィルターミナル用の領域は２０で、パーマロイ開口は
２２で、またヘッドチップ近くの開口は２４で示される
。焼かれたフォトレジストは３０で示される。当業者に
は理解されるように、焼付の際、このフォトレジストは
幾分、例えば最初の厚さの約４に収縮する。このことは
当業者に通常の技術を用いて容易に考慮されることがで
きる。この焼付されたフォトレジストはコイル構造１８
を第５図に最も良くみられるように、上方に形成された
薄いフィルム状の磁気ヘッドのパーマロイのｍｆｌＶ＝
６０およびパーマロイのブリッジコネクタ５０とから絶
縁する。この焼付されたフォトレジスト領域６０はまた
同様に第５図に最も良く見られるように、ヘッドチップ
の右半分と左半分とを電気的に分離する。

出願人は焼付されたフォトレジストの代りにアルミナを
使用しようとしたが、アルミナを所望の厚さに積層させ
ることは非常に難かしいということがわかった。

出願人は又、焼付されたフォトレジストのがわりにポリ
アミド樹脂を使用しようとしたが、ポリアミドよりも、
焼付されたフォトレジストによる写真平版を用いて、焼
付されたフォトレジストの必要な領域等に対して所望の
開口を作ることの方が容易であった。

しかしながら、焼付されたフォトレジストの作業におい
ては幾つかの問題を見出した。

最初に、付加的なフォトレジスト層の適用を必要とする
薄いフィルム状の磁気ヘッドの製造においては、連続す
る複数の処理段階がある。はっきりした理田はわからな
いが、付加的なフォトレジスト層（単数又は複数）が焼
付されたフォトレジスト上に適用されるとその（それら
の）フォトレジスト層は団塊化しようとする、即ち、そ
れ（それらは）焼付けされたフォトレジストとは良好な
濡れ特性を有しないということを出願人は見出した。全
ての領域は完全に被覆されるべきであるし、団塊化によ
ってこれが不可能となるから、団塊化は受は入れ難いこ
とである。

そして出願人は、良好な伝導性（電極と配線金属との間
の良好な電気的接触）を保証する、例えば一つの材料を
、典型的にはスパッタリングによって、一つの接着金属
の薄い層を形成させると、本発明の目的が達成されると
いうことを見出した。

出願人は、貴金属、貴金属合金、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金をスパッタリングにより積層させること
を最も好む。これらは後で積層されるフォトレジストＭ
（単数または複数）と優秀な表面活性効果を示し、そし
て出願人は優秀なフォトレジスト層（単数または複数）
を得るのに問題はなかった。

貴金属の使用に関しては、それの性質そのものについて
は過度に制限されなかったが、出願人はパラジウム−金
合金で最良の結果を得た。貴金属については、パラジウ
ム、金、白金、銀、銅等から自由に選択されることがで
きる。二種合金を例示したが、三種以上の成分の合金も
使用されることができる。合金重量において、合金中の
単一の貴金属の最小重量パーセントが０．１％、最も好
ましくは１％であることが、最も好ましい。つまり、二
種類の貴金属合金にあっては、第一の成分は合金の１〜
５０％であり、また第二の成分は合金の９９〜５０％で
ある。三種およびそれ以上の合金では、出願人はそれら
に二種合金以上の実質的な有利性を期待していないが、
少なくとも二つの貴金属は合金の少なくとも約０．１％
である。三種またはそれ以上の合金においては第三また
はそれ以後の貴金属の成分はさほど重要でなく、これら
は一般的には特定の効果を得るために使用されるだけで
ある。

必要なら、接着目的のために、例えばアルミニウム、ア
ルミニウム合金、例えば適当な割合のアルミニウムーシ
リコン合金、のような適当な金属が、アルミニウム配線
としてはアルミニウムーシリコン−銅合金が、金配線と
してはニッケルー金または他の金合金、が使用されるこ
とができる。

本発明においては貴金属合金を使用することが最も好ま
しいので、以下の説明は主としてこのような貴金属合金
に関している。しかしながら、本発明は、上記の貴金属
合金が、貴金属および他の金属それ自体並びに他の合金
に対して、より良い結果を生むとはいっても、それに限
定されるものではない事が理解されよう。

当業者には理解されるように、方法のステップに関する
以下の説明は、他の金属および他の合金に同様に有効で
あるが、文章上は貴金属合金に関している。

貴金属合金が一様に積層しないことは良く知られている
。従って本発明では、焼付けされたフォトレジスト上に
十分な厚さで連続的な層を形成させることが必要である
。この厚さは連続層が形成される限りは過度に制限され
るものではない。しかしながら当業者には理解されるよ
うに、貴金属合金の価格は増大しくそうでないとしても
回収手段が用いられる）またスパッド価格が増大する。

限定するものではないが、典型的には約１００〜５００
＾の薄い層が使用される。第一の規準は貴金属の合金層
が連続的であるということである。

この規準が果されると、最小厚さはさほど重要でなく、
一方最大厚さはプロセスの経済性によって決定される。

貴金属合金層が余りに厚いと、それは基本的には濡れの
ため使用されるものであるから、孔を開口する段階を通
じて合金を取り去るに多くのステップが必要であり、こ
のようなｈ　１４６化は明らかに好ましくないというこ
とは当業者に理解されよう。

スパッタリングは典型的には、Ｄ、Ｃ磁気スパッタリン
グによって通常の仕方で行われる。Ｄ、０磁気スパッタ
リング以外の技術を使用できることは当業者に容易に理
解されよう。

スパッタリングによる積層速度は特には重要でなくそし
て本発明のプロセスにおいては二輪的なものであり、当
業者には容易に決定されることができる。明らかにこれ
はまず第一に利用しつる設備とプロセスの経済性に依存
する。

この貴金属合金の積層の後には、このプロセスのこの中
間段階における薄いフィルム状の磁気ヘッド１０は第４
図に示されるような形状を有し、ここで貴金属合金、典
型的にはパラジウム−金合金は数字４０で示される。

この段階において出願人は、銅層等を除去するために使
用された同じフォトレジストを積層し、そしてマスクを
介して露光し、そして通常の方法で７オトレジストを現
像しく除去し）第６および４図に２４で示される所望の
パーマロイの接触領域内に貴金属合金４０のみを露出し
、全ての残りの領域はフォトレジストで保護するように
する。

この貴金属合金４０は次に除去され、そして次にこのよ
うにして露出されたアルミナ層１６はパーマロイ接触の
領域２４内で除去されるが両方ともミリング（エツチン
グ）による。ミリングは多くの通常の技術によってなさ
れることができるが、出願人としては典型的にはアルゴ
ンイオンビームを利用し、これはミリング装置技術を用
いて通常の手法で開口内に導入され、それによって貴金
属合金４０およびアルミナはスパッタリングで蝕刻され
パーマロイの接触領域２４内にパーマロイ層１４を露出
する。

しかしながら、接触金属ミ例えば貴金属合金４０が真空
焼付されたフォトレジスト３０上に積層されると、この
真空焼付の７オトレジストは改良された表面濡れ特性を
示すということは特に注目される。一方、最初の説明は
、しばしば他の７オトレジストに対しての改良された表
面濡れ特性に関したが、本発明の効果な特に一つの７オ
トレジストに示され、真空焼付の７オトレジスト４０は
、貴金属（合金）、アルミニウム（合金）、等の積層に
よって改良された表面濡れ特性を呈する。

当業者は容易に通常の方法で、適当なアルゴンイオンビ
ームエツチングの条件を決定することができる。

エツチングはとび散った原子の光学的な放射をモニター
する通常の端末検出器を用いて終了される。これは通常
の技術であって、いつ底部のパーＴＯイｆｆ１１４が終
了のエツチングに達したかを容易に決定させる。

残ったフォトレジストは次に通常の方法で除去される。

次に貴金属合金は上述のアルゴンイオンビーム技術を用
いて通常の方法でミリング切削されるが、もちろん、バ
ンド１８＆および１８０並びに底部パーマロイ層１４は
それ程は蝕刻されない。

典型的にはパラジウム−金合金のような貴金属合金はこ
の段階を通じて浅い角度のミリングによって除去され、
即ち、標ｌｓから測定されるアルゴンイオンビームの角
度は比較的小さい。これは普通の技術である。

しかしながら、貴金属合金、例えばパラジウム−金合金
を鋼上に残し、それによって銅とパーマロイ間、および
銅と通常の配線間、の接着を助けるようにすることはし
ばしば有益である。かくして本発明の一つの選択的な実
施態様においては、必要に応じて通常の手法での深い角
度のミリングが利用されて、良好な接触フンダクタンス
が必要な接触領域のみに貴金属合金が残るようにされ、
一方、それが必要でない領域においては青金り合金は粉
粋される。

深角ミリングの考え方は第７図に示され、これは、出力
パッド１８０を含む深角ミリング開口２２用の位置を示
しており、貴金属合金接触金属は８０で、焼付されたフ
ォトレジストは６０で示されている。

通常は、フォトレジストを焼付の後、それを硬化しかつ
貸金ｎ合金を、典型的にはスパッタリングによって積層
させる為、イオンビームの入射角はθにセットされ、そ
してベースが回転されると、この貴金属（合金）または
アルミニウム（合金）等は接触領域上に残り、その後は
、例示的なものとして示される下方金属パッド１８ｃと
、その上にセットされるべき配線金属との間の接触状態
（電気的伝導性）が改良される。

上記の作業の結果、改良された表面濡れ特性を備えた真
空焼付フォトレジストがあるだけでなく、接触金属は所
望の接触部にとどまる。

引き続いて、パーマロイが通常の技術を用いて積層され
、その後通常のフォトレジストが適用され、マスクを通
して露光されそして通常の方法で現像され（除去され）
、この装置は通常の方法で、第５図に示される頂部のパ
ーマロイ領域５０および６０が形状化されるよう削られ
、この後、この装置は第５図に示される構造を有し、こ
こで数字５０はパーマロイブリッジコネクタを、数字６
０は薄いフィルム状の磁気ヘッドのパーマロイ頂部を示
している。この薄いフィルム状磁気ヘッドのパーマロイ
頂部は、第５図に示されるようにアルミナ層１６を通し
てエツチングされた孔を経由して下方のパーマロイ層１
４と接触している。第５図において、ボールチップは数
字７０で示される領域を有し、頭部ギャップはアルミナ
層１６の厚さによって画定される。本発明はこの段階に
おいてパーマロイに限定されるものではなく、他の材料
であっても有効である。

この段階におけるこの装置は第６図に平面図が示される
。

第６図には、パーマロイブリッジコネクタ５０を出力パ
ッド１８Ｃおよびフィル端１８ｂ経田で通常の電流発生
器へ接続する通常の配線は示されていない。

当然ながら本発明は上述のようなフォトレジストの使用
に制限されるものではなく、他の通常の７オトレジスト
が使用されても有効である。エツチング段階では、フォ
トレジスト厚は重要でなく通常におけると同じように使
用される。

この発明全般について説明したので、以下に実施例を示
す。

（実施例） 約５００ミクロン厚の通常のす７アイヤ層の上に通常の
技術で３ミクロンのパーマロイ層が積層された。その後
、０．３５ミクロンのアルミナの絶縁層がその上に通常
の技術によって積層された。

最後に、３ミクロン厚の銅の層が通常の技術によってそ
の上に積層された。

この銅の層の形成後、Ａ、Ｚ、１３７５フオトレジスト
が３．５μの乾燥厚で形成され、そしてコイル構造を画
定する適当なマスクで８光され、そして次に、銅が必要
でない全ての領域において銅を露出するため現像され（
除去され）、その後でこの銅は通常の手法で除去された
。

上記手続の後、Ａ、Ｚ、１３７５が６μの厚で適用され
、通常の方法で適当なマスクを通して露光され、次に、
コイルターミナル、パーマロイ開口領域のための接触領
域を、および頭部チップ近くの開口のための領域を、保
護されないままとするため通常の方法によって現像され
た。５−１００ミ！Ｊ　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒの真空下で２〜
４時間に渡って３５０℃で焼くことによりＡ、２．１３
７５層は約４μｍの厚さとなった。このフォトレジスト
は室温から所望の焼付温度までは６〜８時間を越える時
間をかけて、直線的に加温されそして６５０００に２〜
４時間維持された。

上記の処理の後、パラジウム−金合金（９５％パラジウ
ム、５％金、重量％による）の層が、１０ボルト、１０
ミリアンペアのプラズマ流を用いて約９０秒に渡るり、
０．磁気スパッタリングによって、約２００１厚に積層
された。

上記の処理の後、鋼層を除去するのに使用されたと同じ
フォトレジストが６．５μの厚さで適用され、そして次
に、パーマロイ接触領域において通常の方法で露光され
そして現像された（除去された）。

貴金属合金および次にアルミナ層がパーマロイ接触領域
において、次のような条件下のアルゴンイオンビームミ
リングによって除去された二日＝２６°、加速電圧−５
００層％’ｉ５流密度０．２　Ａ　／　ｃ　ｍ２゜７０
分。

いつエツチングを終えるべきかについては通常の終端点
検出器が使用された。

フォトレジストの除去後、残った貴金属合金は上述のア
ルゴンイオンビームを用い、適当な条件下で削り去られ
た。

次に第一のパーマ四イ層を形成するのに用いたと同じ技
術を用いて基本的に同じ条件でパーマロイが５μｍの厚
さに積層され、コイルターミナル用の接触領域上の孔、
パーマロイ開口上の孔、およびヘッドチップ近くの開口
上の孔、とを満たしまたこの装置を被覆した。

上記に続いて、通常の７オトレジス）（３，５μＩＩＩ
Ｉ）が適用され、そして通常の方法で露光されそして現
像され（除去され）、その後で頂部パーマロイ層は通常
の手法でミリングによって整形され、薄いフィルム状磁
気ヘッドのパーマロイ頂部とパーマロイブリッジコネク
タが画定された。

以上により、本発明の薄いフィルム状磁気ヘッドの製造
のための全ての必要なステップが本質的に完成された。

本発明の薄いフィルム状磁気ヘッドの寸法は、通常のも
のであり、通常の従来技術の寸法に一致するものである
。

本発明を、詳細にそれの特定の実施態様に関して説明し
たが、当業者には、本発明の精神と枠を逸脱することな
く種々の変形および修正ができうることが明らかであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による処理の最初の段ｂＢにおける薄
いフィルム状の磁気ヘッドの横断面図であり、第２図の
線Ａ−ムに沿ってなされたものである。 第２図は、第１図の薄いフィルム状のｍｇＡヘッドの平
面図である。 第３図は、焼付されたフォトレジストの形成および選択
的な除去の後の、本発明による薄いフィルム状磁気ヘッ
ドの断面図である。 第４＠は、本発明による貴金属合金の形成後の薄いフィ
ルム状の磁気ヘッドの横断面図である。 第５図は、パーマロイの形成後の本発明による薄いフィ
ルム状の磁気ヘッドの横断面であり、第６図の線Ｂ−Ｂ
に沿ってとられたものである。 第６図は、第５図の薄いフィルム状の磁気ヘッドの平面
図である。 第７図は、本発明による深角ミＩＪング作梁を示す模式
的側面図である。 図中符号； １０・・薄いフィルム状磁気ヘッド、 １２・・下層（す７アイヤ４層）、 １４・・底部パーマロイ層、 １６・・アルミナ層（絶縁層）、 １８・・銅の層、 １８ＦＬ・・コイルＭ造の内端、 １８ｂ・・コイル病造の外端（コイルターミナル）、１
８Ｃ・・出力パッド、 ２０・・コイルターミナル用の領域、 ２２・・パーマロイ開口、 ２４・・ヘッドチップ近くの開口、 ３０・・焼付されたフォトレジスト領域、４０・・パラ
ジウム−金合金、 ５０・・パーマロイブリッジコネクタ、６０・・頂部パ
ーマロイ層、 ８０・・貞金民合金接触金属を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空焼付きれたフォトレジストの表面特性を改良す
   べき金属、合金またはそれらの混合物を、真空焼付され
   たフォトレジスト上に積層させ、その上に設けられる層
   の接着性を改良した、薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ２、後に積層される層がフォトレジスト層である、特許
   請求の範囲１の方法。 ３、金属、合金またはそれらの混合物は、貴金属、貴金
   属合金、アルミニウム、アルミニウム合金、またはそれ
   らの混合物、からなるグループから選択される、特許請
   求の範囲２の方法。 ４、前記金属、金属合金またはそれらの混合物は貴金属
   合金である、特許請求の範囲３の方法。 ５、真空焼付されたフォトレジストは約３〜２０μの厚
   さを有する、特許請求の範囲４の方法。 ６、金属、金属合金またはそれらの混合物の積層に先立
   つて、真空焼付されたフォトレジスト内に孔がエッチン
   グされ、その後で、金属、金属合金またはそれらの混合
   物が、真空焼付されたフォトレジストの表面および前記
   孔内に積層され、その後で金属、金属合金またはそれら
   の混合物は深角ミリングによつて除去されそれによつて
   、金属、金属合金またはそれらの混合物が前記のエッチ
   ングされた孔内に残される。特許請求の範囲１の方法。 ７、前記の焼付は約３００〜３５０℃で約４時間なされ
   る、特許請求の範囲１の方法。 ８、前記の焼付は約０．０１〜２００ｍＴｏｒｒの真空
   で行われる、特許請求の範囲７の方法。 ９、前記の金属、金属合金またはそれらの混合物はパラ
   ジウム−金合金である、特許請求の範囲１の方法。