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磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法 - 松下電器産業株式会社
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発明の名称 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−93725
公開日 平成7年(1995)4月7日
出願番号 特願平5−239680
出願日 平成5年(1993)9月27日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 濱渕 一文 / 甲斐 敏訓 / 松本 秀俊 / 吉中 秀樹
要約 目的
リード層の抵抗値をより小さくし、下部シールド層のエッジ部に金等のリード材料の膜残りのない磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。

構成
リード層11をリフトオフ法で形成する際に、まず下部シールド層8の段差にリフトオフパターン18を形成するレジストとは異なる種類のレジストを塗布した後、下部シールド層8の上部周端部より内側でかつ磁気抵抗効果素子部10とリード層11以外の部位にレジストが残るように膜残り防止パターン19を形成し、次にリード層11のリフトオフパターン18を0.05〜0.7μmの厚みで形成する。
特許請求の範囲
【請求項1】磁気抵抗効果素子部と前記磁気抵抗効果素子部から読み出し電極を引き出すリード層およびその両者を周囲の金属膜から絶縁する上下ギャップ層及び前記上下ギャップ層に接する上下シールド層を具備する再生ヘッド部とコイル層を絶縁する絶縁層と前記コイル層を挟んで上部磁性層と下部磁性層とを設け記録媒体に近い先端部に磁気ギャップを設けて記録ヘッド部を形成してなる薄膜磁気ヘッドにおける前記リード層をリフトオフ法で形成する際に、まず下部シールド層の段差に、リフトオフパターン用のレジストとは異なる種類のレジストを塗布した後、前記下部シールド層の上部周端部より内側でかつ前記磁気抵抗効果素子部とも前記リード層とも異なる部位に前記レジストが残る膜残り防止パターンを形成し、次にリード層のリフトオフパターンを形成することを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項2】リフトオフパターンを形成するレジストの膜厚が0.05〜0.7μmであることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録再生装置等に用いられる磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置の高性能化に伴い、それに用いる薄膜磁気ヘッドにも種々の高性能化が要求されている。その一環として、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの利用がある。磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは出力が周速に依存しないため、小径ディスク装置の容量増加に多大な効果を与えるが、実用上はまだ多くの技術的課題を有している。その一つとして、高周波特性を向上するための再生部の狭ギャップ化に関して、いまだ有効な手段が開示されていない点がある。
【0003】図3は、従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法を用いて製造した薄膜磁気ヘッドの斜視図であり、これは媒体対向面よりみたものである。ここで薄膜磁気ヘッドは、セラミックからなる基板上に薄膜形成技術を用いて素子を形成し、図3のような磁気ディスク装置用のスライダー1にした状態で使用される。薄膜磁気ヘッドを装置に搭載する時は浮上レール2に対して裏面側に平行にジンバルを接着して磁気ヘッドアセンブリ状態として用いる。この浮上レール2は用途に応じて種々の形態をとり、機械加工やイオンビームエッチング等により2〜3本のレールが形成される。図3の例では、機械加工で3本のレールが形成されている。薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子部はスライダー1の手前側に形成されており、図3中、3は上部絶縁層、4は上部磁性層、5は後工程でワイヤーをボンディングするためのパッド部である。なおパッド部5が各々4ケ所ずつ設けてあるのは記録部及び再生部に少なくとも2ケ所ずつの端子が必要であるためである。
【0004】図4は、図3のA部の部分拡大断面図であり、以下図4を参照しながら、従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法の各工程を説明する。まずスパッタ法により形成したアルミナ等の絶縁物7で被覆されたセラミックからなる基板6上に、電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイ、センダストあるいは鉄系の合金材料により下部シールド層8を形成する。次にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁材料からなる下部シールドギャップ層9を形成し、さらにその上に磁気抵抗効果素子部10を順次積層する。この磁気抵抗効果素子部10は図中では単層で示しているが、磁気抵抗効果素子部10を駆動する際のバイアス方式によって、2〜4層構成となり、例えばシャントバイアスではパーマロイ(MR層)とチタン、SAL(Soft Adjacent Layer)バイアスではパーマロイ(MR層)とタンタル等のスペーサ及び鉄とニッケルにロジウム等の第3元素を添加したSAL膜の3層、さらにMR膜に交換バイアスを付与する場合はMR膜に直接接触する形に鉄とマンガンの合金である反強磁性膜を積層してなる。
【0005】次に磁気抵抗効果素子部10のトラック幅を規定し、磁気抵抗効果素子部10から信号を読み出すために金等の低抵抗材料を用いて真空蒸着法あるいはスパッタ法及びリフトオフ法等によりリード層11を形成する。このリード層11は上記の反強磁性膜を含む多層構成となる場合もある。そして、アルミナ等の絶縁材料により上部シールドギャップ層12を形成し、電気めっき法あるいはスパッタ法でパーマロイや鉄系合金を用いて上部シールド層13を順次積層して再生ヘッド部の作成が終了する。次に記録ヘッド部として、まず上部シールド層13上に記録部の下部磁性層14を電気めっき法等により形成する。ここで図示していないが、上部シールド層13と下部磁性層14の磁気的結合を防止するため、この2層の間にアルミナ等の絶縁材料からなる分離層をいれる場合もある。次に記録部のギャップ層15を積層した後、図示していないがノボラック系あるいはポリイミド系等の樹脂からなる下部絶縁層、電気めっき法等により下部コイル層、下部絶縁層と同様に上部絶縁層を順次積層し、電気めっき法等により上部磁性層16を積層し、最後にアルミナ等の保護層17で保護して薄膜磁気ヘッドの作成が終了する。
【0006】次に、従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法を図5を参照しながら、さらに詳細に説明する。以下簡単にするため磁気抵抗効果素子部10の作成が終了した時点(図5(a))から述べる。まず図5(b)に示すように、磁気抵抗効果素子部10上にフォトレジストを用いてリフトオフパターン18を形成する。リフトオフパターン18とは、エッチングマスクとして形成するパターンに対してちょうど白黒が反転したパターンであり、後で膜を残したい部分のみフォトレジストがないパターンが形成されるものである。このパターンで重要なことは、上に形成する膜がリフトオフパターン18のパターンエッジでつながらないように、パターン形状を逆テーパとすることである。フォトレジストとして環化ゴム系のネガ型レジストやノボラック系のイメージリバーサルレジスト、あるいは通常のノボラック系のポジ型フォトレジストをアミン系の溶媒で処理して反転パターン化したもの、さらには通常のノボラック系のレジストをそのままポジタイプとして使う方法として表層をモノクロルベンゼン等の溶剤で処理する等種々の方法をとることができる。また電気めっき膜を用いてオーバーハング形状を作り、それをリフトオフパターン18に利用することもできる。
【0007】さて上記のようにリフトオフパターン18を形成した後、磁気抵抗効果素子部10に交換バイアスを付与するための反強磁性層、及び磁気抵抗効果素子部10のリード層11を真空蒸着法、あるいはスパッタ法により基板6の全面に付着形成する。なおリード層11には金及び密着力強化層としてチタン、クロム等が金を挟み込むかたちに上下に形成される。
【0008】次に、図5(c)に示すように、リード層11を所定の形に残すためフォトレジスト等からなるリフトオフパターン18を化学、物理的に除去する(リフトオフパターン18にレジストを用いる場合はそのレジストを溶解する溶剤もしくはレジスト剥離液を用いて除去する)。この除去工程において、リフトオフパターン18上に付着した磁気抵抗効果素子部10のリード層11も、同時に除去される。
【0009】さて、リード層11をリフトオフ法で作成する際には、リード層11の成膜中にレジストによる影の部分が発生し、図4及び図5(c)に示すようにレジストの近傍ではリード層11の膜厚が薄くなり、磁気抵抗効果素子部10にリード層11の先端が接する角度は90度以下をなす。この角度が90度の場合はトラック幅はリード層11の先端同士の間の距離になるが、この角度が小さく(特に15度以下)なると、リード層11の先端の抵抗が高くなりリード層11の先端近傍はリードとして機能しなくなり、実効トラック幅は著しく拡がる。その結果、磁気抵抗効果素子部10に適切な位置で電流を供給できないことになる。ここでこの角度を15度以上にするには、図5(b)に示すリフトオフパターン18のレジスト厚を0.05〜0.7μmと極力薄くすればよい。しかしながら、磁気抵抗効果素子部10およびリード層11は1〜3μmの段差を有する下部シールド層8の上にあるために、極薄(厚さ0.05〜0.7μm)のリフトオフパターン18のレジストを均一に塗布するのは極めて難しく、特に下部シールド層8の周端部のレジストは下部シールド層8の中央部に比べて著しく薄くなり、中央部が0.7μm以下になるとほとんどレジストは存在しない状態になってしまう。このため、中央部で厚さ0.05〜0.7μmとなるような下部シールド層8のレジストを塗布し、その上から金等のリード層11の材料を蒸着やスパッタで成膜しリフトオフせざるを得ず、その結果、図4及び図5(c)のP部で示すようにリフトオフ後下部シールド層8の周端部に金等のリード材料の膜残りが発生するという問題を生ずる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法では、その製造上の問題から下部シールド層8の周端部に膜残りを生じることがあるため、ヘッド外観の品位が低下するという問題点がある。また、磁気抵抗効果素子部10と上部シールド層13の間の距離はヘッド性能上分解能を決定する重要な寸法であり、可能な限り薄くされるので、下部シールド層8と上部シールド層13の間の絶縁不良を招きやすいという問題点がある。
【0011】本発明は、上記従来技術の課題を解決するもので、記録再生特性に優れ、高品質な磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、まず下部シールド層の段差に、リフトオフパターン用のレジストとは異なる種類のレジストを塗布した後、下部シールド層の上部周端部より内側でかつ磁気抵抗効果素子部ともリード層とも異なる部位にレジストが残る膜残り防止パターンを形成し、次にリード層のリフトオフパターンを形成する。
【0013】
【作用】上記構成により、リード層の先端が磁気抵抗効果素子部に対してなす角度を十分大きくすることができ、この先端の抵抗値が小さくでき、また実効トラック幅も良好な値となる。さらに、下部シールド層の膜残りがなくなるため、ヘッド外観の劣化がなくなり、また磁気抵抗効果素子部と上部シールド層との距離を小さくしても下部シールド層と上部シールドとの絶縁を保つことが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1,図2を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施例における磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法を用いて製造した薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子部の部分拡大断面図である。これは磁気抵抗効果素子部を媒体対向面から見たものであり、従来例を示す図4と同様の構成要素には同一符号を付している。図1では、図4に対し図4のP部のような膜残りが生じていない点が相違する。
【0015】次に本実施例の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法の概略を説明する。まずスパッタ法により形成したアルミナ等の絶縁物7で被覆されたセラミックの基板6上に、電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイ、センダストあるいは鉄系の合金材料により下部シールド層8を形成する。次にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁材料からなる下部シールドギャップ層9を形成し、さらにその上に磁気抵抗効果素子部10を順次積層する。この磁気抵抗効果素子部10は図中では単層で示しているが、磁気抵抗効果素子部10を駆動する際のバイアス方式によって、2〜4層構成となり、例えばシャントバイアスではパーマロイ(MR層)とチタン、SAL(Soft Adjacent Layer)バイアスではパーマロイ(MR層)とタンタル等のスペーサ及び鉄とニッケルにロジウム等の第3元素を添加したSAL膜の3層、さらにMR膜に交換バイアスを付与する場合はMR膜に直接接触する形に鉄とマンガンの合金である反強磁性膜を積層してなる。次に磁気抵抗効果素子部10のトラック幅を規定し、磁気抵抗効果素子部10から信号を読み出すために金等の低抵抗材料を用いて真空蒸着法あるいはスパッタ法、及び本実施例によるリフトオフ法等によりリード層11を形成する。このリード層11は上記の反強磁性膜を含む多層構成となる場合もある。そして、アルミナ等の絶縁材料により上部シールドギャップ層12を形成し、電気めっき法あるいはスパッタ法で形成したパーマロイや鉄系合金を用いて上部シールド層13を順次積層して再生ヘッド部の作成が終了する。次に記録ヘッド部として、まず上部シールド層13上に記録部の下部磁性層14を電気めっき法等により形成する。ここで図示していないが、上部シールド層13と下部磁性層14の磁気的結合を防止するため、この2層の間にアルミナ等の絶縁材料からなる分離層を入れる場合もある。次に記録部の形成方法は従来例と同様であるので省略する。
【0016】以下、本実施例の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法の各工程について図2を参照しながら説明する。以下簡単にするため磁気抵抗効果素子部10の形成が終了した時点から述べる。まず図2(a)に示すように、下部シールド層8の段差部を覆うように、リフトオフパターン18とは異なる種類のレジストを塗布した後、下部シールド層8の上部周端部より内側でかつ磁気抵抗効果素子部10ともリード層11とも異なる部位に残るように膜残り防止パターン19を形成する。この膜残り防止パターン19の膜厚は下部シールド層8の上部周端部で0.1〜5μmになるようにする。0.1μmよりも薄いとリフトオフ後膜残りが発生しやすい。また5μmを超えるとリフトオフパターン18の形成に使用するレジストを塗布した場合、膜厚が不均一になり安定なパターンが形成できない。さらに、リフトオフパターン18の形成に使用するレジストと同一あるいは同種のレジストを用いるとリフトオフパターン18を形成するレジストを塗布した際に再溶解が生じリフトオフパターン18が形成できない。膜残り防止パターン19用のレジストとしてはリフトオフパターン18の形成の際に悪影響を及ぼさないものであれば使用でき、環化ゴム系、ポリイミド系、シリコン系、ポリビニルフェノール系のネガ型レジストが好適である。またこの際下部シールド層8の周端部から0.5μm以上内側にオーバーラップするように、膜残り防止パターン19を形成する。このオーバーラップ量が0.5μmよりも小さい場合はやはり金等の膜残りが発生し易い。
【0017】次に図2(b)に示すように、イメージリバーサルレジストを用いてリフトオフパターン18を0.05〜0.7μmの厚みに形成する。リフトオフパターン18とは、エッチングマスクとして形成するパターンに対してちょうど白黒が反転したパターンであり、後で膜を残したい部分のみフォトレジストがないパターンを形成する。0.7μmを超える膜厚では磁気抵抗効果素子部10に対するリード層11の先端の角度が15度未満となり抵抗は十分低くならず不適である。次にリード層11を磁気抵抗効果素子部10に真空蒸着法、あるいはスパッタ法により基板6の全面に付着形成する。ここでリード層11には金及び密着力強化層としてチタン、クロム等が金を挟み込むかたちに上下に形成される。次に溶剤もしくはレジスト剥離液を用いて、レジストを除去する(図2(c))。この結果、膜残り防止パターン19により、下部シールド層8の周端部にはリード層11の膜残りが発生しない。また図1に示すようにその上の上部シールドギャップ層12、上部シールド層13を形成しても下部シールド層8の周端部の金等の膜残りが小さいため磁気抵抗効果素子部10を上部シールド層13との距離を狭くしても下部シールド層8と上部シールド層13間の絶縁を問題なく保つことが可能となる。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明は、再生ヘッド部のリード部をリフトオフ法で形成する際に、まず下部シールド層の段差をリフトオフパターンを形成するレジストとは異なる種類のレジストを塗布した後、下部シールドの上部周端部より内側でかつ磁気抵抗効果素子部と磁気抵抗効果素子部から読み出し電極を引き出すリード層以外の部位にレジストが残る膜残り防止パターンを形成し、次にリフトオフパターンを形成することによって、リード層の先端が磁気抵抗効果素子部となす角度を十分大きくできるようにし、リード層の先端部分の抵抗値が過大にならないようにすることができ、また実効トラック幅も良好な値となる。また、下部シールド層の周端部の膜残りを防止できるため、ヘッド外観の品位を保持でき、磁気抵抗効果素子部と上部シールド層との距離を小さくしても下部シールド層と上部シールド層との絶縁を保つことが可能となる。これらにより磁気抵抗効果素子部が自己の外部磁場による抵抗変化を正確に伝達することが可能となる。




 

 


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