JPS63186893A - 電磁変換素子及び該素子の導電体作製用銅めっき浴 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は薄膜磁気ヘッドなどの電磁変換素子の構成体で
ある微細な導電体コイルを電気めっきで形成する方法に
関する。

（ロ）従来技術 薄膜磁気ヘッドなどの電磁変換素子は通常、磁気回路と
導電体コイルとで構成されており、この導電体コイルは
半導体リングラフイー技術を用いて形成した中敷μｍ　
という微細なパターン上に硫酸鋼浴の電気めっき法で形
成されることが多い。

このめっき法は、スパッタリング法などと比較して、常
温で処理できるため基板の温度上昇を回避できるほか、
処理時間が短いという特長を有する。また、硫酸鋼浴を
用いて銅めつきを行うことは、シアン比銅浴やビロリン
酸浴を用いる場合と比較して廃液処理の負担が軽減でき
る点で有利である。

硫酸銅浴で銅めっきを行う方法については、「めっき技
術便覧Ｊ（日刊工業新聞社昭和４６年７月刊）、「実用
電気めっき」（日刊工業新聞社昭和５５年７月刊）など
の刊行物に明らかなように、硫酸銅めっき浴の組成は硫
酸銅と硫酸並びに微量の塩素イオン（Ｃｌ−）　　が不
可欠といわれており、めっき膜の光沢比及び均一電着性
改善のためにめっき浴添加剤として少量の界面活性剤（
ノニオン系ポリマー）及びイオウ系有機［ヒ合物が通常
添加されている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、発明者らの経験によれば、リソグラフィ
ー技術を用いて有機ポリマーでパターニングした２〜８
μｍの巾の微細な溝に銅めっきする際の現象として、有
機物の添加剤が含まれている場合には、導電体コイルの
断面形状が山形となってしまうことがわかった。すなわ
ち、第２図に示すようにセラミック基板２上に設けられ
た電磁変換素子１において、下部磁性膜乙の上部にギャ
ップ４を介して銅めっきで形成する導電体５の断面形状
が山形となり、次の工程で導電体コイル上に形成される
上部磁性膜７は通常の段差解消の手段によっても磁性膜
を平担にすることができず波うち状態となり、この形状
に起因する残留応力が働き、磁性膜の磁気特性が劣化す
るという問題があった。

（ニ）問題点を解決するための手段１作用そこで、本発
明者らは導電体の上面が平坦であることが性能の良い磁
電変換素子を得る上で極めて重要であるとの観点から検
討の結果、前述のような有機系添加剤を加えないで、前
記塩素イオンのかわりに臭素イオンまたは沃素イオンを
添加しためつき浴とすれば上面が平坦なめつき膜が得ら
れることを知見して本発明を完成するに至った。

第１図は本発明の方法を用いて銅めっきを行った導電体
コイルを有する磁気ヘッドを示す断面図であって、電磁
変換素子１の下部磁性膜乙の上部に形成された導電体コ
イル５の上面は総て平坦であり、し九がって、コイル上
方に形成される上部磁性膜７も波うち状態のない平坦な
断面形状を有。

している。

第１表は従来用いられている一般的な銅めっき浴と本発
明の方法に使用されるめっき浴組成を示したものである
。

第１表 一般に硫酸銅濃度（例えば０．８モル）に対する硫酸濃
度（例えば０．５モル）の比率が低いめっき浴よりもこ
の比率が高いめっき浴の方が均一電着性（凹凸に対する
応答性）がよいといわれており、本発明の場合には硫酸
濃度が硫酸銅濃度よりも高い範囲、好ましくはこれらの
比率が３〜８のものが使用される。硫酸銅濃度が上表の
範囲をこえるとめつき浴の耐久性に問題が生じるからで
ある。

従来の硫酸銅めっき浴ではめつき表面の光沢性やレベリ
ングをよくする几めに表面活性剤とイオウを含む有機化
合物がミリモルオーダーで添加されておシ、このような
浴組成で形成される銅めっき膜は形状が山形となってし
まう。これはリソグラフィーパターンの素材であるレジ
ストにめっき浴中の前記有機物が壁面吸着し、めっき金
属である銅の析出に悪影響をおよぼすのではないかと想
定される。

また、従来のめつき浴にはごく少量の塩素イオンの存在
が不可欠であり、前掲の「実用電気めっき」にも「ごく
少量のＣ１−イオンは銅めっきのレベリングに対して効
果がある」と述べられており、これはＣ１−イオンがア
ノード溶解反応やカソード反応の中間体に作用し光沢性
、レベリングに寄与すると考えられている。しかしなが
ら、発明者らの実験によれば、硫酸銅と硫酸並びにＣ１
−イオンからなるめっき浴を用いて微細パターンに銅め
つきを行つｔところ、銅めっき膜の表面の凹凸が甚しく
実用に供し得なかつ念。

したがって、本発明の方法では硫酸濃度を硫酸銅濃度よ
りも高く、好ましくは濃度比を６〜８とし、前述のよう
な有機系の添加剤を加えないで、ＣＩ−イオンのかわり
にＢｒ−イオンまたはニーイオンを加えた浴組成とする
ものである。添加されるイオンは夫々単独もしくは組合
せて使用することができ、そのイオン濃度が０．１　ミ
ＩＪモル未満では所望の効果が得られず、一方２ミリモ
ルを超えて添加すると浴の耐久性が悪くなるので添加す
べきＢｒ−イオンまたは■−イオン濃度の範囲を０．１
〜２ミリモルと定めた。

本発明の方法で銅めっきを行うと、第６図に示すように
、パターニングされたレジストフレーム８の間にめっき
される銅めっき膜５の上面の平坦性が確保される上に、
高アスペクト比（縦横比が大きい）のコイルを形成でき
るので電磁変換効率を高めることが可能である。またコ
イル巻数を増すために複数の層にコイルを形成する場合
には極めて効果的である。し九がって、本発明の方法は
磁気ヘッドは勿論、これ以外の微細なコイルや配線など
の作成に応用できることは当業者にとって明らかであろ
う。

次に、実施例によ°り本発明をさらに説明する。

実施例 磁気ヘッド用磁電変換素子を調製する目的で。

レジスト上にリソグラフィーにより約５μｍ　巾の微細
な溝をパターニングし几のち、＠２表に示すようなめつ
き浴組成を用いて銅めつきを行つ几。

第２表 得られ几銅めつき膜の上面は総て平坦で、第３図に示し
几ような断面簿造を有するものであった。

なお、添加イオンを沃素イオンにかえて同様に銅めっき
を試みたが臭素イオンの場合と同様な結果が得られた。

発明の効果 以上述べ之如く、本発明によれば上面が平坦な導電体コ
イルが得られる他に、高アスペクト比を有するめっき膜
が形成可能であるから電磁変換効率を高めることができ
る。第４図に磁気変換素子の周波数特性を示す。したが
って、従来の方法に比して極めて効果的な銅めっき方法
を提供することとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法で銅めっきした導電体コイルを有
する磁気ヘッドの模式断面図、第２図は従来の硫酸鋼め
っき浴を用いた場合の磁気ヘッドの模式断面図である。 第３図は本発明の方法で得られた銅めっき膜を説明する
断面図である。 第４図は本発明の方法および従来の方法で得られ几磁気
変換素子の周波数特性を示す図である。 １　磁気ヘッド　　　　６　レジスト ２　セラミック基板　　７　上部磁性膜６　下部磁性膜
　　　　８　レジストフレーム４　ギャップ ５　銅めつき導電体 第１図 第２図 ？δ３図 周　ヲ瓜婁父（Ｍ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック基板上に、磁性膜からなる磁気回路と
   銅めつき層からなる導電体コイルを組合せて構成される
   薄膜積層型電磁変換素子のめつき方法において、前記導
   電体コイルを形成するための硫酸銅めつき浴組成が有機
   物添加剤を含まず、かつ組成中に臭素イオン及び沃素イ
   オンの少なくとも１種が含まれるめつき浴を用いること
   を特徴とする導電体コイルの銅めつき方法。
2. （２）前記臭素イオン及び沃素イオンの少なくとも１種
   のイオン濃度が０．１〜２ミリモルの範囲である、特許
   請求の範囲第１項記載の銅めつき方法。