JP2005116090A - Thin-film magnetic head, magnetic recording device using the same, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Yoshitaka Sasaki
佐々木　芳高
Takehiro Kamikama
上釜　健宏
Hiroyuki Ito
浩幸 伊藤
Kazuo Ishizaki
和夫 石崎
Shigeki Tanemura
茂樹 種村
Hironori Araki
荒木　宏典
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin-film magnetic head that copes with high recording aerial density of at least 100 (Gb/p), ensures sufficient overwrite characteristics even though a track width is narrow, and also copes with a high frequency having a yoke length of 5.5 μm or smaller, and also to provide a magnetic recording device thereof and a method for manufacturing the magnetic recording device. <P>SOLUTION: A second yoke section (a third magnetic film) 222 positioned at an upper portion includes: a wide portion 223; a narrow portion 224; and a inclined flare section 225. The wide portion 223 has a flat surface and is connected to a first magnetic film 211 by back gap sections 216-218 at the back side with a medium facing surface as a reference. The narrow portion 224 composes a second pole section and has a surface existing at a position that is lower than the surface of the wide portion 223. The inclined flare section 225 continues to incline toward the surface of the wide portion 223 from the surface of the narrow portion 224, and the width of the inclined flare portion 225 is gradually increased. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッド、これを用いた磁気記録装置及びその製造方法に関し、更に詳しくは、薄膜磁気ヘッドに備えられた書き込み素子の改良に係る。   The present invention relates to a thin film magnetic head, a magnetic recording apparatus using the same, and a method for manufacturing the same, and more particularly to improvement of a write element provided in the thin film magnetic head.

近年、ハードディスク装置の面密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドの性能向上は、２つの側面から達成しなければならない。一つは読み取り素子の性能の向上であり、もう一つは書き込み素子の性能の向上である。   In recent years, with improvement in the surface density of hard disk devices, there has been a demand for improved performance of thin film magnetic heads. The performance improvement of the thin film magnetic head must be achieved from two aspects. One is to improve the performance of the read element, and the other is to improve the performance of the write element.

読み取り素子の性能は、スピンバルブ膜（ＳＶ膜）または強磁性トンネル接合を用いたＧＭＲ（Giant Magnetoresistive）ヘッドの開発及び実用化により、著しく向上した。最近では、面密度１００（Ｇｂ／ｐ）を超える勢いである。   The performance of the reading element has been remarkably improved by the development and practical application of a GMR (Giant Magnetoresistive) head using a spin valve film (SV film) or a ferromagnetic tunnel junction. Recently, the momentum is over 100 (Gb / p).

一方、書き込み素子の性能向上に関しては、次に述べるような種々の解決すべき問題がある。
まず、薄膜磁気ヘッドは、コンピュータにおける磁気記録装置の構成要素として用いられるものであるから、高周波特性に優れ、高速データ転送に適合するものであることが要求される。薄膜磁気ヘッドの高周波特性は、書き込み素子を構成するヨーク部、及び、コイルの構造に密接に関連する。この様な観点から、従来より種々の先行技術が提案されている。 On the other hand, there are various problems to be solved for improving the performance of the writing element as described below.
First, since a thin film magnetic head is used as a component of a magnetic recording device in a computer, it is required to have excellent high frequency characteristics and be compatible with high speed data transfer. The high-frequency characteristics of the thin film magnetic head are closely related to the structure of the yoke portion and the coil constituting the writing element. From this point of view, various prior arts have been proposed.

例えば、U.S.P.6,043,959号明細書は、第２のヨーク部（上部ヨーク部）を平面状に形成して、コイルの相互誘導インダクタンスを低減させ、高周波特性を改善する技術を開示している。U.S.P.6,259,583 B1号明細書は、第２のヨーク部を、高透磁率で低異方性の層と、非磁性層とを交互に積層して、平面状に形成する構造を開示している。   For example, U.S.P.6,043,959 discloses a technique in which the second yoke portion (upper yoke portion) is formed in a planar shape to reduce the mutual induction inductance of the coil and improve the high frequency characteristics. US Pat. No. 6,259,583 B1 discloses a structure in which the second yoke portion is formed in a planar shape by alternately laminating high permeability and low anisotropy layers and nonmagnetic layers.

上述した先行技術に示されているような平面形状のポール構造は、フォトリソグラフィによって画定されたものであり、記録密度を高めるためには、さらに、半導体加工技術を適用して、ポール部にサブミクロン加工を施し、狭トラック構造を実現しなければならない。しかし、このサブミクロン加工には、次に述べるような問題が付きまとう。   The planar pole structure as shown in the above-mentioned prior art is defined by photolithography, and in order to increase the recording density, a semiconductor processing technique is further applied to the pole portion. A narrow track structure must be realized by micron processing. However, this submicron processing has the following problems.

まず、ポール部の構造が狭トラック構造になればなるほど、ポール部が磁気飽和を起こしやすくなり、書き込み能力が低下する。そこで、ポール部に飽和磁束密度の高い磁性材料（以下、HiBs材と称する）を用いることが必要になる。   First, as the pole portion has a narrow track structure, the pole portion is more likely to be magnetically saturated and the writing ability is lowered. Therefore, it is necessary to use a magnetic material having a high saturation magnetic flux density (hereinafter referred to as HiBs material) for the pole portion.

HiBs材としては、FeN、CoFeN、NiFe、CoNiFeなどが知られている。このうち、FeN、CoFeNなどは、たとえば、２．４Ｔの高い飽和磁束密度を示すが、メッキによるパターン化が困難であり、スパッタによって成膜した後、イオンミリングでパターン化する必要がある。しかし、０．２μｍ以上の厚い膜厚を有するスパッタ膜の場合、フォトレジストで構成されるマスク、又は、上部ポールを構成する磁性膜によって構成されるマスクの関係から、０．２μｍ以下のトラック幅を、精度良くコントロールすることが非常に困難であった。   As the HiBs material, FeN, CoFeN, NiFe, CoNiFe and the like are known. Among these, FeN, CoFeN, and the like exhibit a high saturation magnetic flux density of 2.4 T, for example, but are difficult to be patterned by plating, and need to be patterned by ion milling after being formed by sputtering. However, in the case of a sputtered film having a thick film thickness of 0.2 μm or more, a track width of 0.2 μm or less due to a mask made of a photoresist or a mask made of a magnetic film forming an upper pole. It was very difficult to accurately control the above.

一方、NiFe、CoNiFeなどは、メッキにより、容易にパターン化できる。また、NiFeの場合、ＮｉとＦｅとの組成比について、Ｆｅの比率を大きくすることにより、１．５Ｔ〜１．６Ｔの飽和磁束密度が得られる。しかも、組成比のコントロールも容易である。   On the other hand, NiFe, CoNiFe, etc. can be easily patterned by plating. In the case of NiFe, a saturation magnetic flux density of 1.5T to 1.6T can be obtained by increasing the ratio of Fe with respect to the composition ratio of Ni and Fe. Moreover, it is easy to control the composition ratio.

しかし、８０〜１００（Ｇｂ／ｐ）の面密度になると、トラック幅が０．１〜０．２μｍの微小値になり、それに伴って、２．３〜２．４Ｔの高飽和磁束密度が要求されることになり、NiFeでは、この要求を満たすことができない。メッキ法では、CoNiFeが有力であるが、その飽和磁束密度は１．８Ｔ程度であり、トラック幅が０．１〜０．２μｍの微小値になった場合に必要な２．３〜２．４Ｔの高飽和磁束密度を満たすことができない。   However, when the surface density is 80 to 100 (Gb / p), the track width becomes a minute value of 0.1 to 0.2 μm, and accordingly, a high saturation magnetic flux density of 2.3 to 2.4 T is required. As a result, NiFe cannot satisfy this requirement. In the plating method, CoNiFe is effective, but the saturation magnetic flux density is about 1.8 T, and 2.3 to 2.4 T required when the track width becomes a minute value of 0.1 to 0.2 μm. The high saturation magnetic flux density cannot be satisfied.

そこで、従来は、メッキ下地膜となるSeed膜に、例えば、飽和磁束密度２．４ＴのCoFeをスパッタ膜として形成し、その上に、飽和磁束密度２．３ＴのCoNiFeをメッキするのが一般的であった。   Therefore, conventionally, for example, it has been common to form CoFe having a saturation magnetic flux density of 2.4 T as a sputtered film on a seed film that serves as a plating base film, and then plating CoNiFe having a saturation magnetic flux density of 2.3 T thereon. Met.

上述した手法によって、例えば、上部ポールを作成した場合、ポールを、目標の狭トラック幅にするためには、上部ポールの下に存在するSeed膜を、上部ポールをマスクとして、Ion Beamなどによってトリミングしなければならない。   For example, when the upper pole is created by the above-described method, in order to make the pole a target narrow track width, the seed film existing under the upper pole is trimmed by using the upper pole as a mask by Ion Beam or the like. Must.

ところが、Seed膜は、例えばCoFeのスパッタ膜であり、Ion Beamによるトリミングが非常に困難である。このため、上部ポールをマスクにして、下部ポールをトリミングする場合に、上部ポールの膜減りが大きくなり、例えば、３〜３．５μｍのメッキ膜として形成された上部ポールが、例えば、１．０μｍの膜厚まで薄くなってしまう。上部ポールが、このような薄い膜厚になると、書き込み時に、上部ポールで磁気飽和を起こし、オーバライト特性が著しく劣化してしまう。   However, the Seed film is, for example, a CoFe sputtered film and is very difficult to trim by Ion Beam. For this reason, when trimming the lower pole using the upper pole as a mask, the film thickness of the upper pole is increased. For example, the upper pole formed as a plating film of 3 to 3.5 μm is, for example, 1.0 μm. The film thickness will be too thin. When the upper pole has such a thin film thickness, magnetic saturation occurs in the upper pole at the time of writing, and the overwrite characteristic is remarkably deteriorated.

また、イオン．ミリングによって、上部ポールの幅を０．１〜０．２μｍの微小幅にトリミングする必要があるため、Ion Beamを広い角度で照射する必要があり、上部ポールの先端に向かうほどトリミング量が多くなり、上部ポールが三角形状、又は、台形状になってしまう。このため、上部ポールの体積が小さくなり、磁気飽和を一層生じやすくなる。   Ion. Since it is necessary to trim the upper pole to a small width of 0.1 to 0.2 μm by milling, it is necessary to irradiate the Ion Beam at a wide angle, and the amount of trimming increases toward the tip of the upper pole. The upper pole becomes triangular or trapezoidal. For this reason, the volume of the upper pole is reduced, and magnetic saturation is more likely to occur.

次に、ポールのトリミングに当たって、従来は、上部ヨーク部の形状に沿って、コイル部分を覆うようにトリミング．マスクを設け、上部ヨーク部及び上部ポールを、マスクで覆うことはしなかった。その理由は、上部ヨーク部及びそれに連なる上部ポールの全体をトリミング．マスクで覆うと、マスクパターンのエッジでサイドウオールが発生し、ポールに付着したサイドウオールによって、サイドライトやサイドイレーズなどを生じてしまうと考えられていたからである。   Next, when trimming the pole, conventionally, trimming was performed so as to cover the coil part along the shape of the upper yoke part. A mask was provided, and the upper yoke part and the upper pole were not covered with the mask. The reason is trimming the upper yoke part and the entire upper pole. This is because if it is covered with a mask, a side wall is generated at the edge of the mask pattern, and the side wall attached to the pole is considered to cause a side light or a side erase.

さらに、従来は、上部ヨーク部を、マスクで覆っていなかったために、上部ポールから上部ヨーク部の広い部分にかけて、次第に幅が増大するフレア部が、Ion Beamによってトリミングされ、幅の拡大を開始するフレア．ポイントが、空気ベアリング面（以下ABSと称する）から後退してしまう。これも、磁気ボリュームを減少させ、オーバライト特性を劣化させる。   Further, conventionally, since the upper yoke portion was not covered with a mask, the flare portion, which gradually increases in width from the upper pole to the wide portion of the upper yoke portion, is trimmed by the Ion Beam, and the expansion of the width starts. Flare. The point retracts from the air bearing surface (hereinafter referred to as ABS). This also reduces the magnetic volume and degrades the overwrite characteristics.

一般に、フレア部のフレアポイントが、ABSに近いほど、優れたオーバライト特性が得られる。トラック幅が０．２μｍ以下に狭小化された場合は、特に、フレアポイントをABSに近づけなければならない。従来のトリミング方法では、上述した理由から、フレアポイントが後退するほか、次の理由によっても、フレアポイントが後退する。   In general, the closer the flare point of the flare portion is to ABS, the better the overwrite characteristics. In particular, when the track width is narrowed to 0.2 μm or less, the flare point must be close to the ABS. In the conventional trimming method, the flare point moves backward for the reasons described above, and the flare point moves backward for the following reason.

すなわち、従来は、上部ヨーク部の形状に沿って、コイル部分を覆うようにトリミング．マスクを設け、上部ヨーク部及び上部ポールを、マスクで覆うことはしなかったから、Ion Beamで下部ポールをトリミングした場合、それによって飛散した金属粒子が、上部ポールの側壁面に再付着する。所定のトラック幅を得るためには、この再付着膜は除去しなければならない。再付着膜の除去にあたっては、５０〜７５度の広い角度で、Ion Beamを照射しなければない。この広い角度のIon Beamの照射は、上部ポールを更に細らせる。しかも、ポールが、フレアポイントからABSに向かって、幅が次第に縮小するテーパ角を持つようになり、ABSで見たトラック幅が個々の薄膜磁気ヘッドで変動してしまうという問題を生じる。   That is, the conventional trimming is performed so as to cover the coil portion along the shape of the upper yoke portion. Since the mask was provided and the upper yoke portion and the upper pole were not covered with the mask, when the lower pole was trimmed with Ion Beam, the scattered metal particles reattached to the side wall surface of the upper pole. In order to obtain a predetermined track width, this redeposition film must be removed. In removing the reattachment film, the ion beam must be irradiated at a wide angle of 50 to 75 degrees. This wide-angle Ion Beam irradiation further narrows the upper pole. In addition, the pole has a taper angle in which the width gradually decreases from the flare point toward the ABS, and there arises a problem that the track width as viewed by the ABS varies with each thin film magnetic head.

また、平面形状のポール構造に半導体加工技術を適用して、ポール部にサブミクロン加工を施し、狭トラック構造が実現されたとしても、ポール部からヨーク部に向かって幅の広がるフレア部の表面が、ポール部の表面とヨーク部の表面と同一平面を構成するため、書き込み動作時に、フレア部のサイドから漏洩する磁束によって、磁気記録媒体上の隣のトラックの磁気記録が消去（サイドイレーズ）され、又は、隣のトラックに磁気記録がなされる（サイドライト）などの問題を生じる。このため、０．２μｍ以下の正確なトラックコントロールが困難であり、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度を実現することができない。   In addition, even if a narrow track structure is realized by applying semiconductor processing technology to the pole structure with a flat shape and applying a sub-micron process to the pole part, the surface of the flare part that widens from the pole part toward the yoke part However, since the surface of the pole part and the surface of the yoke part are formed on the same plane, the magnetic recording of the adjacent track on the magnetic recording medium is erased by the magnetic flux leaking from the side of the flare part during the write operation (side erase). Or a problem arises in that magnetic recording is performed on the adjacent track (side light). For this reason, accurate track control of 0.2 μm or less is difficult, and a high recording surface density of 100 (Gb / p) or more cannot be realized.

次に、この種の薄膜磁気ヘッドでは、バックギャップからポール部までのヨーク長ＹＬが短いほど、優れた高周波特性が得られることが知られている。ヨーク長を短くするには、バックギャップからポール部までの間に配置されるコイルのターン数を減少させるか、又はターン数を減少させずに、コイル幅を小さくしなければならない。   Next, in this type of thin film magnetic head, it is known that the superior high frequency characteristics can be obtained as the yoke length YL from the back gap to the pole portion is shorter. In order to shorten the yoke length, the number of turns of the coil arranged between the back gap and the pole portion must be reduced, or the coil width must be reduced without reducing the number of turns.

しかし、コイルのターン数は、要求される起磁力によって定まるため、コイルターン数を減少させることによって、ヨーク長ＹＬを短くすることには限界がある。   However, since the number of turns of the coil is determined by the required magnetomotive force, there is a limit to shortening the yoke length YL by reducing the number of coil turns.

一方、ターン数を減少させずに、コイル幅を小さくした場合は、コイルの電気抵抗が増え、書き込み動作時に発熱温度が上昇する。発熱温度が上昇すると、ポール部が熱膨張し、ポール部がABSに盛り上がるサーマルプロトリュージョンを発生する。サーマルプロトリュージョンが発生すると、書き込み及び読み取り動作時に、サーマルプロトリュージョンを生じた部分が磁気記録媒体に接触し、ヘッドクラッシュ又は磁気記録媒体上の磁気記録の損傷若しくは破壊を招くから、厳に回避しなければならない。サーマルプロトリュージョンの回避が不可能であれば、結局は、薄膜磁気ヘッドの浮上量を増大させなければならず、そうすると、高記録密度のための低浮上量化の要求に応えることができなくなる。
米国特許第６，０４３，９５９号明細書 米国特許第６，２５９，５８３号明細書 On the other hand, if the coil width is reduced without reducing the number of turns, the electrical resistance of the coil increases and the heat generation temperature rises during the write operation. When the heat generation temperature rises, the pole part expands thermally, and the pole part rises to ABS, and thermal protonation is generated. If thermal protonation occurs, the part where the thermal prototyping occurred will come into contact with the magnetic recording medium during writing and reading operations, causing head crashes or damage or destruction of the magnetic recording on the magnetic recording medium. Must be avoided. If it is impossible to avoid thermal prototyping, the flying height of the thin-film magnetic head must eventually be increased, which makes it impossible to meet the demand for a low flying height for high recording density.
US Pat. No. 6,043,959 US Pat. No. 6,259,583

本発明の課題は、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度に対応できる高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a high recording surface density compatible thin film magnetic head and magnetic recording apparatus that can handle a high recording surface density of 100 (Gb / p) or higher.

本発明のもう一つの課題は、狭トラック幅でありながら、充分なオーバライト特性を確保し得る高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a high recording surface density compatible thin film magnetic head and magnetic recording apparatus capable of ensuring sufficient overwrite characteristics while having a narrow track width.

本発明の更にもう一つの課題は、ポールが、２．２〜２．４（Ｔ）の高飽和磁束密度材料（HiBs材料と称する）を含み、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有する高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。   Yet another object of the present invention is that the pole includes a high saturation magnetic flux density material (referred to as HiBs material) of 2.2 to 2.4 (T) and has a track width of 0.1 to 0.2 μm. It is an object to provide a thin film magnetic head and a magnetic recording apparatus compatible with a high recording surface density.

本発明の更にもう一つの課題は、ヨーク長を短くし、高周波特性を改善した高周波対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。   Still another object of the present invention is to provide a high frequency compatible thin film magnetic head and a magnetic recording apparatus in which the yoke length is shortened and the high frequency characteristics are improved.

本発明の更にもう一つの課題は、ヨーク長が５．５μｍ以下のヨーク長を持つ高周波対応型の薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。   Still another object of the present invention is to provide a high-frequency compatible thin film magnetic head and a magnetic recording apparatus having a yoke length of 5.5 μm or less.

本発明の更にもう一つの課題は、コイルターン数を維持したままで、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減した薄膜磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することである。   Still another object of the present invention is to provide a thin film magnetic head and a magnetic recording apparatus in which the coil resistance value is reduced and the heat generation amount is reduced while maintaining the number of coil turns.

本発明の更にもう一つの課題は、上述した薄膜磁気ヘッドを製造するのに適した製造方法を提供することである。   Still another object of the present invention is to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the above-described thin film magnetic head.

上述した課題を解決するため、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、書き込み素子に含まれる第２のヨーク部（上部ヨーク部）が、広い部分と、細い部分とを含む。前記広い部分は、表面が平坦で、前記媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部により、前記第１のヨーク部と結合されている。これにより、第１のヨーク部、バックギャップ部、第２のヨーク部及び書き込みギャップ膜をめぐる書き込み磁気回路が構成される。   In order to solve the above-described problem, in the thin film magnetic head according to the present invention, the second yoke portion (upper yoke portion) included in the writing element includes a wide portion and a thin portion. The wide portion has a flat surface and is coupled to the first yoke portion by a back gap portion on the rear side with respect to the medium facing surface. Thus, a write magnetic circuit surrounding the first yoke portion, the back gap portion, the second yoke portion, and the write gap film is formed.

前記コイルは、前記第１のヨーク部の前記一面上に形成された第１の絶縁膜の面上で、前記バックギャップ部の周りを、渦巻き状に周回する。したがって、コイルに書き込み電流を供給し、第１のヨーク部、バックギャップ部、第２のヨーク部及び書き込みギャップ膜をめぐる書き込み磁気回路を通り、ギャップ膜の部分で漏洩する磁束によって、磁気記録媒体に磁気記録を与えることができる。   The coil circulates in a spiral around the back gap portion on the surface of the first insulating film formed on the one surface of the first yoke portion. Accordingly, the magnetic recording medium is supplied with a write current by supplying a write current to the coil and passing through the write magnetic circuit surrounding the first yoke portion, the back gap portion, the second yoke portion and the write gap film, and leaking at the gap film portion. Can be provided with magnetic recording.

前記第２のヨーク部の前記細い部分は、前記第２のポール部と、傾斜フレア部とを含んでいる。前記第２のポール部は、表面が、前記広い部分の表面よりは低い位置にあり、前記傾斜フレア部は、前記第２のポール部の前記表面から前記広い部分の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大されている。   The thin portion of the second yoke portion includes the second pole portion and an inclined flare portion. The surface of the second pole portion is lower than the surface of the wide portion, and the inclined flare portion is inclined from the surface of the second pole portion toward the surface of the wide portion. And the width is gradually expanded.

この構造により、第２のポール部の表面と、第２のヨーク部の表面との間には、傾斜フレア部による三次元的段差が生じることになる。この三次元的段差は、フレアポイントに至るまで、大きな磁気ボリュームを与えるから、オーバライト特性が改善される。従って、本発明によれば、狭トラック幅でありながら、充分なオーバライト特性を確保し得る高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現することができる。   With this structure, a three-dimensional step due to the inclined flare portion is generated between the surface of the second pole portion and the surface of the second yoke portion. This three-dimensional level difference gives a large magnetic volume up to the flare point, so that the overwrite characteristic is improved. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a high recording surface density compatible thin film magnetic head that can ensure a sufficient overwrite characteristic while having a narrow track width.

しかも、傾斜フレア部は、ABSに近く、かつ、第２のポール部の表面から、第２のヨーク部の広い部分の表面に向かって、傾斜しているから、書き込み動作時に、傾斜フレア部から漏洩する磁束によって、磁気記録媒体上の隣のトラックの磁気記録が消去される（サイドイレーズ）ことも、磁気記録媒体上の隣のトラックに磁気記録がなされる（サイドライト）こともなくなる。   In addition, the inclined flare portion is close to the ABS and is inclined from the surface of the second pole portion toward the surface of the wide portion of the second yoke portion. The magnetic flux in the adjacent track on the magnetic recording medium is not erased (side erase) by the leaked magnetic flux, and the magnetic recording is not performed on the adjacent track on the magnetic recording medium (side write).

従って、本発明によれば、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有し、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度に対応できる高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現することが可能になる。   Therefore, according to the present invention, a high recording surface density compatible thin film magnetic head having a track width of 0.1 to 0.2 μm and capable of corresponding to a high recording surface density of 100 (Gb / p) or more is realized. It becomes possible.

具体的な態様として、第２のポール部の表面及び傾斜フレア部の表面は、第２の磁性膜の上に付着された第３の磁性膜の表面を、部分的にエッチングして得られる。好ましくは、第２の磁性膜は、Co及びＦｅを含む磁性材料でなる。より具体的には、第２の磁性膜はCoFe又はCoFeNの何れかでなる。CoFe又はCoFeNは、飽和磁束密度が２．２〜２．４（Ｔ）のHiBs材料であり、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有する高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現できる。   As a specific aspect, the surface of the second pole portion and the surface of the inclined flare portion are obtained by partially etching the surface of the third magnetic film attached on the second magnetic film. Preferably, the second magnetic film is made of a magnetic material containing Co and Fe. More specifically, the second magnetic film is made of either CoFe or CoFeN. CoFe or CoFeN is a HiBs material having a saturation magnetic flux density of 2.2 to 2.4 (T), and can realize a high recording surface density compatible thin film magnetic head having a track width of 0.1 to 0.2 μm. .

CoFe又はCoFeNでなる第２の磁性膜は、具体的には、スパッタ膜で構成する。その意図は、第２の磁性膜をSeed層として利用し、その上に第３の磁性膜をメッキによって形成することである。第３の磁性膜は、例えば、CoNiFeによって構成する。   Specifically, the second magnetic film made of CoFe or CoFeN is formed of a sputtered film. The intention is to use the second magnetic film as a seed layer and form a third magnetic film thereon by plating. The third magnetic film is made of, for example, CoNiFe.

一つの好ましい態様として、前記第１のポール部は、前記ギャップ膜と隣接するポール片が、幅方向の両側において、前記第２のポール部の幅に合わせてトリミングされ、トリミングによって生じた凹部の底部の厚みが、前記ポール片に向かうにつれて増大している。この構成によれば、ギャップ膜と隣接するポール片の磁気飽和を回避し、オーバライト特性を改善することができる。   As one preferred embodiment, the first pole portion is formed by trimming pole pieces adjacent to the gap film on both sides in the width direction in accordance with the width of the second pole portion, and generating a recess formed by the trimming. The thickness of the bottom increases as it goes toward the pole piece. According to this configuration, the magnetic saturation of the pole piece adjacent to the gap film can be avoided, and the overwrite characteristics can be improved.

前記ギャップ膜と隣接するポール片を構成する磁性膜は、CoFe、CoFeN、FeAlN、FeN、FeCo又はFeZrNのいずれかで構成される。CoFe、CoFeNの場合はメッキ膜として構成でき、FeAlN、FeN、FeCo又はFeZrNの場合は、スパッタ膜によって構成できる。   The magnetic film constituting the pole piece adjacent to the gap film is composed of any one of CoFe, CoFeN, FeAlN, FeN, FeCo, or FeZrN. In the case of CoFe and CoFeN, it can be configured as a plating film, and in the case of FeAlN, FeN, FeCo, or FeZrN, it can be configured by a sputtered film.

コイルは、第１のコイルと、第２のコイルとを含む。第１のコイル及び第２のコイルは、第１のヨーク部の一面上に形成された第１の絶縁膜の面上で、バックギャップ部の周りを、渦巻き状に周回し、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、第２の絶縁膜を介して嵌め込まれ、同一方向の磁束を生じるように接続される。   The coil includes a first coil and a second coil. The first coil and the second coil circulate around the back gap portion in a spiral shape on the surface of the first insulating film formed on one surface of the first yoke portion. Is inserted into the space between the coil turns via the second insulating film and connected so as to generate magnetic flux in the same direction.

第１のコイル及び第２のコイルの間に存在する第２の絶縁膜は、例えば、Chemical Vapor Deposition(以下、CVDと称する)を適用して、０．１μｍ程度の極薄膜のAl2O3膜として形成できる。したがって、バックギャップ部と第１のポール部との間で、第１のコイル及び第２のコイルの断面積を最大化し、コイルターン数を維持したままで、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減することができる。これにより、書き込み動作時に、ポール部におけるサーマルプロトリュージョンの発生を抑制し、ヘッドクラッシュ及び磁気記録媒体上の磁気記録の損傷若しくは破壊を回避し、延いては、高記録密度のための低浮上量の要求に応えることができることになる。 As the second insulating film existing between the first coil and the second coil, for example, Chemical Vapor Deposition (hereinafter referred to as CVD) is applied to form a very thin Al 2 O 3 film of about 0.1 μm. It can be formed as a film. Therefore, between the back gap part and the first pole part, the cross-sectional areas of the first coil and the second coil are maximized, and the coil resistance value is reduced while maintaining the number of coil turns, thereby reducing the heat generation amount. Can be reduced. This suppresses the occurrence of thermal prototyping at the pole during the writing operation, avoids head crashes and damage or destruction of magnetic recording on the magnetic recording medium, and thus lowers the flying height for high recording density. It will be able to meet the demand for quantity.

第１のコイル及び第２のコイルは、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、第２の絶縁膜を介して嵌め込まれているから、コイル導体の配線密度が高くなる。このため、同一のターン数を保った状態では、ヨーク長ＹＬを短くすることができる。   Since one of the first coil and the second coil is fitted in the space between the other coil turns via the second insulating film, the wiring density of the coil conductor is increased. For this reason, the yoke length YL can be shortened while maintaining the same number of turns.

第１のコイル及び第２のコイルは同一方向の磁束を生じるように接続される。第１のコイル及び第２のコイルは、巻き方向が同一になるので、第１のコイルの内端と、第２のコイルの外端とを接続した直列接続構造をとることにより、同一方向の磁束を生じさせることができる。あるいは、第１のコイル及び第２のコイルを並列に接続して、同一方向の磁束を生じるようにしてもよい。この場合は、ターン数は少なくなるが、コイル抵抗値を低減できる。   The first coil and the second coil are connected so as to generate magnetic flux in the same direction. Since the first coil and the second coil have the same winding direction, by adopting a series connection structure in which the inner end of the first coil and the outer end of the second coil are connected, Magnetic flux can be generated. Or you may make it produce the magnetic flux of the same direction by connecting a 1st coil and a 2nd coil in parallel. In this case, the number of turns is reduced, but the coil resistance value can be reduced.

第１のコイル及び第２のコイルは、上面が導体面による同一平面を構成している。この構成によれば、第１のコイル及び第２のコイルの上面に対して、共通の第３の絶縁膜を付与することができるので、第１のコイル及び第２のコイルの上面に対する絶縁構造が簡単化される。また、第１のコイル及び第２のコイルの上に更に他のコイルを形成する際に、安定したベースを提供し、他のコイルを高精度のパターンとして形成することが可能になる。   As for the 1st coil and the 2nd coil, the upper surface comprises the same plane by a conductor surface. According to this configuration, since the common third insulating film can be applied to the upper surfaces of the first coil and the second coil, the insulating structure for the upper surfaces of the first coil and the second coil. Is simplified. In addition, when another coil is formed on the first coil and the second coil, a stable base is provided, and the other coil can be formed as a highly accurate pattern.

第１のコイル及び第２のコイルの上に、更に、他のコイルを形成する際は、第１のコイル及び第２のコイルの平坦化とあわせて、ポール片及びバックギャップ片の上面も、コイルの導体面と同一平面となるようにする。こうすることにより、他のコイルを形成する際に必要となるポール片及びバックギャップ片を、平坦化された第１のポール片及びバックギャップ片の上面に、高精度パターンとして形成することができる。   When another coil is further formed on the first coil and the second coil, the top surfaces of the pole piece and the back gap piece are also combined with the flattening of the first coil and the second coil. It should be flush with the conductor surface of the coil. By doing so, pole pieces and back gap pieces necessary for forming other coils can be formed as high-precision patterns on the upper surfaces of the flattened first pole pieces and back gap pieces. .

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、一般には、書き込み素子とともに、読み取り素子を含む複合型の薄膜磁気ヘッドを構成する。読み取り素子は、巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子と称する）を含む。ＧＭＲ素子は、スピンバルブ膜または強磁性トンネル接合の何れかを含む。   The thin film magnetic head according to the present invention generally constitutes a composite thin film magnetic head including a reading element together with a writing element. The reading element includes a giant magnetoresistive element (hereinafter referred to as a GMR element). The GMR element includes either a spin valve film or a ferromagnetic tunnel junction.

上述した薄膜磁気ヘッドの製造にあたっては、第３の磁性層を、均一な膜厚となるように形成した後、第３の磁性膜のうち、第２のポール部、および、傾斜フレア部となる部分を除き、第３の磁性膜の全体を、レジストマスクによって覆う。   In manufacturing the above-described thin film magnetic head, after the third magnetic layer is formed to have a uniform thickness, the second pole portion and the inclined flare portion of the third magnetic film are formed. Except for the portion, the entire third magnetic film is covered with a resist mask.

次に、第３の磁性膜のうち、少なくとも、第２のポール部となる部分、および、傾斜フレア部となる部分であって、レジストマスクによって覆われていない部分をエッチングし、狭幅化されたトラック幅を得る。   Next, of the third magnetic film, at least a portion that becomes the second pole portion and a portion that becomes the inclined flare portion and is not covered with the resist mask are etched to be narrowed. Get track width.

上記製造方法によれば、本発明に係る薄膜磁気ヘッドを、確実に製造することができる。
前記エッチング工程は、前記レジストマスクの存在下で、前記第３の磁性膜及び前記ギャップ膜をエッチングした後、前記レジストマスクを剥離し、前記レジストマスクを剥離した後、前記第２の磁性膜をエッチングする工程を含むことができる。 According to the above manufacturing method, the thin film magnetic head according to the present invention can be reliably manufactured.
In the etching step, after etching the third magnetic film and the gap film in the presence of the resist mask, the resist mask is peeled off, the resist mask is peeled off, and then the second magnetic film is removed. Etching may be included.

さらに別の態様として、前記エッチング工程は、前記レジストマスクの存在下で、前記ギャップ膜の表面までエッチングした後、前記レジストマスクを剥離し、前記レジストマスクを剥離した後、前記ギャップ膜及び前記第２のポール部をエッチングする工程を含むこともできる。   In yet another aspect, the etching step includes etching the surface of the gap film in the presence of the resist mask, then peeling the resist mask, peeling the resist mask, A step of etching the two pole portions can also be included.

本発明は、更に、薄膜磁気ヘッドとヘッド支持装置とを組み合わせた磁気ヘッド装置、及び、この磁気ヘッド装置と磁気記録媒体（ハードディスク）とを組み合わせた磁気記録再生装置についても開示する。   The present invention further discloses a magnetic head device combining a thin film magnetic head and a head support device, and a magnetic recording / reproducing device combining this magnetic head device and a magnetic recording medium (hard disk).

本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。図面は単なる例示にすぎない。   Other objects, configurations and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The drawings are merely illustrative.

１．薄膜磁気ヘッド
図１〜図４を参照すると、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、スライダ５と、書き込み素子２と、読み取り素子３とを含む。スライダ５は、例えば、Al2O3−TiC等でなる基体１５の表面に、Al2O3、SiO2等の絶縁膜１６を設けた（図３参照）セラミック構造体である。スライダ５は、媒体対向面に浮上特性制御用の幾何学的形状を有している。そのような幾何学的形状の代表例として、図示では、ABS側の基底面５０に、第１の段部５１、第２の段部５２、第３の段部５３、第４の段部５４、及び、第５の段部５５を備える例を示してある。基底面５０は、矢印F1で示す方向に流れる空気に対する負圧発生部となり、第２の段部５２及び第３の段部５３は、第１の段部５１から立ち上がるステップ状の空気軸受けを構成する。第２の段部５２及び第３の段部５３の表面は、ABSとなる。第４の段部５４は、基底面５０からステップ状に立ち上がり、第５の段部５５は第４の段部５４からステップ状に立ちあがっている。電磁変換素子２、３は第５の段部５５に設けられている。 1. Thin Film Magnetic Head Referring to FIGS. 1 to 4, the thin film magnetic head according to the present invention includes a slider 5, a writing element 2, and a reading element 3. The slider 5 is a ceramic structure in which an insulating film 16 such as Al 2 O 3 or SiO 2 is provided on the surface of a base 15 made of Al 2 O 3 —TiC, for example (see FIG. 3). The slider 5 has a geometric shape for controlling the flying characteristics on the medium facing surface. As a representative example of such a geometric shape, in the drawing, a first step portion 51, a second step portion 52, a third step portion 53, and a fourth step portion 54 are provided on a base surface 50 on the ABS side. And the example provided with the 5th step part 55 is shown. The basal plane 50 serves as a negative pressure generating portion for the air flowing in the direction indicated by the arrow F1, and the second step portion 52 and the third step portion 53 constitute a stepped air bearing rising from the first step portion 51. To do. The surface of the 2nd step part 52 and the 3rd step part 53 becomes ABS. The fourth step portion 54 rises in a step shape from the base surface 50, and the fifth step portion 55 rises in a step shape from the fourth step portion 54. The electromagnetic conversion elements 2 and 3 are provided in the fifth step portion 55.

電磁変換素子２、３は、書き込み素子２と、読み取り素子３とを含む。書き込み素子２及び読み取り素子３は、空気の流れ方向F1で見て、空気流出端（トレーリング．エッジ）の側に備えられている。   The electromagnetic conversion elements 2 and 3 include a writing element 2 and a reading element 3. The writing element 2 and the reading element 3 are provided on the air outflow end (trailing edge) side when viewed in the air flow direction F1.

図３、図４を参照するに、書き込み素子２は、第１のヨーク部２１１と、第２のヨーク部２２１、２２２と、アルミナ等でなるギャップ膜２４と、第１のポール部Ｐ１と、第２のポール部Ｐ２と、第１のコイル２３１と、第２のコイル２３２とを有している。
第１のヨーク部２１１は、第１の磁性膜によって構成されている。図示実施例において、第１のヨーク部２１１は一層の第１の磁性膜によって構成されているので、第１のヨーク部２１１と第１の磁性膜とは同義である。以下の説明において、その簡単化のため、第１のヨーク部２１１を第１の磁性膜２１１と表現することがある。 3 and 4, the writing element 2 includes a first yoke portion 211, second yoke portions 221, 222, a gap film 24 made of alumina, etc., a first pole portion P1, A second pole portion P 2, a first coil 231, and a second coil 232 are included.
The first yoke portion 211 is composed of a first magnetic film. In the illustrated embodiment, the first yoke portion 211 is composed of a single first magnetic film, and therefore the first yoke portion 211 and the first magnetic film are synonymous. In the following description, the first yoke portion 211 may be expressed as the first magnetic film 211 for the sake of simplicity.

第１の磁性膜２１１は、絶縁膜３４によって支持され、その表面は実質的に平坦な平面となっている。絶縁膜３４は、例えば、Al2O3、SiO2、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。 The first magnetic film 211 is supported by the insulating film 34, and the surface thereof is a substantially flat plane. The insulating film 34 is made of an inorganic insulating material such as Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC, for example.

第２のヨーク部２２１、２２２は、第１の磁性膜２１１とはインナーギャップを介して向き合っている。第２のヨーク部２２１、２２２は、第２の磁性膜２２１と第３の磁性膜２２２とを積層した構造を有する。説明の簡単化のため、第２のヨーク部２２１、２２２を、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２と表現することがある。   The second yoke portions 221 and 222 face the first magnetic film 211 via an inner gap. The second yoke portions 221 and 222 have a structure in which a second magnetic film 221 and a third magnetic film 222 are stacked. For simplification of description, the second yoke portions 221 and 222 may be expressed as a second magnetic film 221 and a third magnetic film 222.

第１の磁性膜２１１、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２は、例えば、NiFe、CoFe、CoFeN、CoNiFe、FeNまたはFeZrN等の磁性材料から選択することができる。第１の磁性膜２１１、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２のそれぞれは、各膜厚が、例えば、０．２５〜３μｍの範囲に設定される。このような第１の磁性膜２１１、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２はスパッタ、フレームメッキ又は両者の組み合せによって形成できる。   The first magnetic film 211, the second magnetic film 221 and the third magnetic film 222 can be selected from magnetic materials such as NiFe, CoFe, CoFeN, CoNiFe, FeN or FeZrN. Each of the first magnetic film 211, the second magnetic film 221, and the third magnetic film 222 has a thickness set in a range of 0.25 to 3 μm, for example. Such first magnetic film 211, second magnetic film 221 and third magnetic film 222 can be formed by sputtering, frame plating or a combination of both.

図示実施例において、第１の磁性膜２１１は、CoFeNまたはCoNiFeのいずれかによって構成するものとする。第３の磁性膜２２２はCoNiFeによって構成し、第２の磁性膜２２１は飽和磁束密度の高いCoFeNで構成することができる。   In the illustrated embodiment, the first magnetic film 211 is composed of either CoFeN or CoNiFe. The third magnetic film 222 can be made of CoNiFe, and the second magnetic film 221 can be made of CoFeN having a high saturation magnetic flux density.

第１の磁性膜２１１、第３の磁性膜２２２及び第２の磁性膜２２１の先端部は、微小厚みのギャップ膜２４を隔てて対向する第１のポール部Ｐ１及び第２のポール部Ｐ２の一部を構成しており、第１のポール部Ｐ１及び第２のポール部Ｐ２において書き込みを行なう。ギャップ膜２４は、非磁性金属膜またはアルミナ等の無機絶縁膜によって構成される。   The tip portions of the first magnetic film 211, the third magnetic film 222, and the second magnetic film 221 are formed on the first pole portion P1 and the second pole portion P2 that are opposed to each other with a gap film 24 having a small thickness. A part is formed, and writing is performed in the first pole portion P1 and the second pole portion P2. The gap film 24 is composed of a nonmagnetic metal film or an inorganic insulating film such as alumina.

図示実施例において、第１のポール部Ｐ１は、第１の磁性膜２１１の端部によって構成される第１のポール片の上に、第２のポール片２１２、第３のポール片２１３及び第４のポール片２１４を、この順序で積層した構造を有する。第２のポール片２１２、第３のポール片２１３及び第４のポール片２１４は、CoFeNまたはCoNiFeなどのHiBs材によって構成する。   In the illustrated embodiment, the first pole portion P1 has a second pole piece 212, a third pole piece 213, and a first pole piece on the first pole piece constituted by the end of the first magnetic film 211. 4 pole pieces 214 are stacked in this order. The second pole piece 212, the third pole piece 213, and the fourth pole piece 214 are made of a HiBs material such as CoFeN or CoNiFe.

第２のポール部Ｐ２は、ギャップ膜２４の上に、第２の磁性膜２２１の端部によって構成される第５のポール片２２１、及び、第３の磁性膜２２２の端部によって構成される第６のポール片２２４を、順次に積層した構造となっている。   The second pole portion P2 is formed on the gap film 24 by a fifth pole piece 221 constituted by the end portion of the second magnetic film 221 and an end portion of the third magnetic film 222. The sixth pole pieces 224 are sequentially stacked.

図４を参照すると、第１の磁性膜２１１の端部、第２のポール片２１２及び第３のポール片２１３は、ABSのトラック幅方向に広がりを見せているが、第４のポール片２１４は、その上端側が、両側から、狭トラック幅ＰＷとなるように削減されており、その上に積層されているギャップ膜２４、第２の磁性膜２２１の端部によって構成される第５のポール片２２１、及び、第３の磁性膜２２２の端部によって構成される第６のポール片２２４も、第４のポール片２１４とほぼ同じ狭トラック幅ＰＷとなっている。これにより、高密度記録に対応した狭トラック幅ＰＷが得られる。   Referring to FIG. 4, the end of the first magnetic film 211, the second pole piece 212, and the third pole piece 213 are widened in the ABS track width direction. The upper pole side is reduced from both sides so as to have a narrow track width PW, and the fifth pole formed by the gap film 24 and the end portion of the second magnetic film 221 stacked thereon is provided. The sixth pole piece 224 constituted by the end portion of the piece 221 and the third magnetic film 222 also has a narrow track width PW substantially the same as the fourth pole piece 214. Thereby, a narrow track width PW corresponding to high density recording is obtained.

第３の磁性膜２２２及び第２の磁性膜２２１は、更に、第１の磁性膜２１１との間にインナーギャップを保って、ABS５２、５３の後方に延び、バックギャップ片２１６、２１７及び２１８において、第１の磁性膜２１１に結合されている。これにより、第１の磁性膜２１１、第３の磁性膜２２２、第２の磁性膜２２１及びギャップ膜２４を巡る薄膜磁気回路が完結する。   The third magnetic film 222 and the second magnetic film 221 further extend behind the ABSs 52 and 53 while maintaining an inner gap with the first magnetic film 211, and in the back gap pieces 216, 217 and 218. , Coupled to the first magnetic film 211. Thereby, the thin film magnetic circuit surrounding the first magnetic film 211, the third magnetic film 222, the second magnetic film 221 and the gap film 24 is completed.

インナーギャップは、絶縁膜２５４〜２５６及びギャップ膜２４によって埋められており、第３の磁性膜２２２及び第２の磁性膜２２１によって構成される第２のヨーク部は、ギャップ膜２４の上に形成されている。   The inner gap is filled with the insulating films 254 to 256 and the gap film 24, and the second yoke part constituted by the third magnetic film 222 and the second magnetic film 221 is formed on the gap film 24. Has been.

第２の磁性膜２２１、及び、第３の磁性膜２２２によって構成される第２のヨーク部は、広い部分２２３と、細い部分２２４と、傾斜フレア部２２５とを含む。広い部分２２３は、表面が平坦で、ABS５２、５３を基準にして後方側のバックギャップ部２１６〜２１８により、第１の磁性膜２１１と結合されている。これにより、第１の磁性膜２１１、バックギャップ部２１６〜２１８、第２の磁性膜２２１、第３の磁性膜２２２及び書き込みギャップ膜２４をめぐる書き込み磁気回路が構成される。   The second yoke part constituted by the second magnetic film 221 and the third magnetic film 222 includes a wide part 223, a thin part 224, and an inclined flare part 225. The wide portion 223 has a flat surface and is coupled to the first magnetic film 211 by back gap portions 216 to 218 on the rear side with respect to the ABSs 52 and 53. Thus, a write magnetic circuit is formed around the first magnetic film 211, the back gap portions 216 to 218, the second magnetic film 221, the third magnetic film 222, and the write gap film 24.

細い部分２２４は、第２のポール部Ｐ２を構成する部分であって、表面が、広い部分２２３の表面よりは低い位置にある。傾斜フレア部２２５は、第２のポール部Ｐ２の表面から広い部分２２３の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大されている。   The thin portion 224 is a portion constituting the second pole portion P2, and the surface is at a position lower than the surface of the wide portion 223. The inclined flare portion 225 is inclined and continuous from the surface of the second pole portion P2 toward the surface of the wide portion 223, and the width is gradually enlarged.

したがって、第２のポール部Ｐ２を構成する細い部分２２４の表面と、広い部分２２３の表面との間には、傾斜フレア部２２５による三次元的段差ΔＨ１が生じる（図３参照）ことになる。この三次元的段差ΔＨ１は、フレアポイントFP1（図３参照）においても、大きな磁気ボリュームを与えるから、オーバライト特性が改善される。従って、本発明によれば、狭トラック幅ＰＷでありながら、充分なオーバライト特性を確保し得る高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現することができる。   Therefore, a three-dimensional step ΔH1 due to the inclined flare portion 225 occurs between the surface of the narrow portion 224 constituting the second pole portion P2 and the surface of the wide portion 223 (see FIG. 3). This three-dimensional level difference ΔH1 provides a large magnetic volume even at the flare point FP1 (see FIG. 3), so that the overwrite characteristic is improved. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a high recording surface density compatible thin film magnetic head capable of ensuring a sufficient overwrite characteristic while having a narrow track width PW.

しかも、傾斜フレア部２２５は、ABS５２、５３に近く、かつ、細い部分２２４の表面から、広い部分２２３の表面に向かって、傾斜しているから、書き込み動作時に、傾斜フレア部２２５から漏洩する磁束によって、磁気記録媒体上の隣のトラックの磁気記録が消去される（サイドイレーズ）ことも、磁気記録媒体上の隣のトラックに磁気記録がなされる（サイドライト）こともなくなる。   In addition, the inclined flare portion 225 is close to the ABSs 52 and 53 and is inclined from the surface of the narrow portion 224 toward the surface of the wide portion 223, so that the magnetic flux leaks from the inclined flare portion 225 during the writing operation. Thus, the magnetic recording of the adjacent track on the magnetic recording medium is not erased (side erase), and the magnetic recording is not performed on the adjacent track of the magnetic recording medium (side write).

従って、本発明によれば、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有し、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度に対応できる高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現することが可能になる。   Therefore, according to the present invention, a high recording surface density compatible thin film magnetic head having a track width of 0.1 to 0.2 μm and capable of corresponding to a high recording surface density of 100 (Gb / p) or more is realized. It becomes possible.

第1のポール部P1において、ギャップ膜２４と隣接する第４のポール片２１４は、その膜厚が、傾斜フレア部２２５による三次元的段差ΔＨ１よりも大きく、その基部に、両側に広がる部分を有している。このような構造によれば、第４のポール片２１４は、その材料的特性であるHiBs特性に加えて、増大された断面積を有することになるので、第４のポール片２１４における磁気飽和を回避し、改善されたオーバライト特性を得ることができる。   In the first pole portion P1, the fourth pole piece 214 adjacent to the gap film 24 has a film thickness larger than the three-dimensional step ΔH1 due to the inclined flare portion 225, and has a portion extending on both sides at the base portion. Have. According to such a structure, since the fourth pole piece 214 has an increased cross-sectional area in addition to the HiBs characteristic that is a material characteristic thereof, the magnetic saturation in the fourth pole piece 214 is reduced. It can be avoided and improved overwrite characteristics can be obtained.

具体的な態様として、細い部分２２４の表面及び傾斜フレア部２２５の表面は、第２の磁性膜２２１の上に付着された第３の磁性膜２２２の表面を、部分的にエッチングして得られる。好ましくは、第２の磁性膜２２１は、Co及びFeを含む磁性材料でなる。より具体的には、第２の磁性膜２２１はCoFe又はCoFeNの何れかでなる。CoFe又はCoFeNは、飽和磁束密度が２．２〜２．４（Ｔ）のHiBs材料であり、０．１〜０．２μｍのトラック幅を有する高記録面密度対応型の薄膜磁気ヘッドを実現できる。   As a specific mode, the surface of the thin portion 224 and the surface of the inclined flare portion 225 are obtained by partially etching the surface of the third magnetic film 222 attached on the second magnetic film 221. . Preferably, the second magnetic film 221 is made of a magnetic material containing Co and Fe. More specifically, the second magnetic film 221 is made of either CoFe or CoFeN. CoFe or CoFeN is a HiBs material having a saturation magnetic flux density of 2.2 to 2.4 (T), and can realize a high recording surface density compatible thin film magnetic head having a track width of 0.1 to 0.2 μm. .

CoFe又はCoFeNでなる第２の磁性膜２２１は、具体的には、スパッタ膜で構成する。その意図は、第２の磁性膜２２１をSeed層として利用し、その上に第３の磁性膜２２２をメッキによって形成することである。第３の磁性膜２２２は、例えば、CoNiFeによって構成する。   Specifically, the second magnetic film 221 made of CoFe or CoFeN is formed of a sputtered film. The intention is to use the second magnetic film 221 as a seed layer and form the third magnetic film 222 thereon by plating. The third magnetic film 222 is made of, for example, CoNiFe.

次に、図３〜図５とともに図６を参照すると、第１及び第２のコイル２３１、２３２は、バックギャップ部２１６〜２１８の周りを周回している。第１のコイル２３１は、スパイラル状であって、第１の磁性膜２１１の平坦な一面に形成された絶縁膜２５１の面上に配置され、絶縁膜２５１の面に対して垂直となる１つの軸の周りを平面状に周回する。第１のコイル２３１は、Ｃｕ（銅）などの導電金属材料によって構成される。絶縁膜２５１は、Al2O3、SiO2、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。 Next, referring to FIG. 6 together with FIGS. 3 to 5, the first and second coils 231 and 232 circulate around the back gap portions 216 to 218. The first coil 231 has a spiral shape, is disposed on the surface of the insulating film 251 formed on one flat surface of the first magnetic film 211, and is perpendicular to the surface of the insulating film 251. Circulate around the axis in a flat shape. The first coil 231 is made of a conductive metal material such as Cu (copper). The insulating film 251 is made of an inorganic insulating material such as Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC.

第２のコイル２３２もスパイラル状であって、第１のコイル２３１のコイルターン間のスペースに、絶縁膜２５２を介して嵌め込まれ、軸の周りを平面状に周回する。第２のコイル２３２も、Ｃｕ（銅）などの導電金属材料によって構成される。絶縁膜２５２も、Al2O3、SiO2、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。 The second coil 232 is also spiral, and is fitted in the space between the coil turns of the first coil 231 via the insulating film 252 and circulates around the axis in a planar shape. The second coil 232 is also made of a conductive metal material such as Cu (copper). The insulating film 252 is also made of an inorganic insulating material such as Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC.

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の周りは、絶縁膜２５３によって埋められている（図３参照）。絶縁膜２５３も、Al2O3、SiO2、AlNまたはDLC等の無機絶縁材料によって構成される。 The periphery of the first coil 231 and the second coil 232 is filled with an insulating film 253 (see FIG. 3). The insulating film 253 is also made of an inorganic insulating material such as Al 2 O 3 , SiO 2 , AlN, or DLC.

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の間に存在する絶縁膜２５２は、例えば、CVDを適用して、０．１μｍ程度の極薄膜のAl2O3膜として形成できる。したがって、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の断面積を最大化し、コイルターン数を維持したままで、コイル抵抗値を下げ、発熱量を低減することができる。これにより、書き込み動作時に、ポール部Ｐ１、Ｐ２におけるサーマルプロトリュージョンの発生を抑制し、ヘッドクラッシュ及び磁気記録媒体上の磁気記録の損傷若しくは破壊を回避し、延いては、高記録密度のための低浮上量の要求に応えることができることになる。 The insulating film 252 existing between the first coil 231 and the second coil 232 can be formed as an ultrathin Al 2 O 3 film of about 0.1 μm, for example, by applying CVD. Therefore, the cross-sectional areas of the first coil 231 and the second coil 232 are maximized, and the coil resistance value can be lowered and the heat generation amount can be reduced while maintaining the number of coil turns. This suppresses the occurrence of thermal prototyping at the pole portions P1 and P2 during the write operation, avoids head crashes and damage or destruction of magnetic recording on the magnetic recording medium, and consequently, due to high recording density. It is possible to meet the demand for low flying height.

第２のコイル２３２は、第１のコイル２３１のコイルターン間のスペースに、絶縁膜２５２を介して嵌め込まれているから、コイル導体の配線密度が高くなる。このため、同一のターン数を保った状態では、ヨーク長ＹＬ（図３参照）を短くし、高周波特性を改善することができる。   Since the second coil 232 is fitted in the space between the coil turns of the first coil 231 via the insulating film 252, the wiring density of the coil conductor is increased. For this reason, in the state which maintained the same number of turns, yoke length YL (refer FIG. 3) can be shortened, and a high frequency characteristic can be improved.

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は同一方向の磁束を生じるように接続される。第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、巻き方向が同一になるので、第１のコイル２３１の内端２８１と、第２のコイル２３２の外端２８３とを、接続導体２８２で接続した直列接続構造をとることにより、同一方向の磁束を生じさせることができる。第１のコイル２３１の外端２８６は接続導体２８５により端子２８４に接続され、更に、リード導体２９１により外部に導かれ、取り出し電極に接続される。第２のコイル２３２の内端２８７は接続導体２８８により、端子２８９に接続され、更に、リード導体２９２により外部に導かれ、取り出し電極に接続される。   The first coil 231 and the second coil 232 are connected so as to generate magnetic flux in the same direction. Since the first coil 231 and the second coil 232 have the same winding direction, the inner end 281 of the first coil 231 and the outer end 283 of the second coil 232 are connected by a connection conductor 282. By taking a series connection structure, magnetic fluxes in the same direction can be generated. The outer end 286 of the first coil 231 is connected to the terminal 284 by the connection conductor 285, and is further guided to the outside by the lead conductor 291 and connected to the extraction electrode. The inner end 287 of the second coil 232 is connected to a terminal 289 by a connection conductor 288, and is further guided to the outside by a lead conductor 292 and connected to an extraction electrode.

図６の図示とは異なって、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２を並列に接続して、同一方向の磁束を生じるようにしてもよい。この場合は、ターン数は少なくなるが、コイル抵抗値を低減できる。   Unlike the illustration in FIG. 6, the first coil 231 and the second coil 232 may be connected in parallel to generate magnetic flux in the same direction. In this case, the number of turns is reduced, but the coil resistance value can be reduced.

しかも、第２のコイル２３２と、第２のポール片２１２及びバックギャップ片２１６とは、例えば、CVDを適用して、０．１μｍ程度の極薄膜となり得る絶縁膜２５２によって隔てられるので、ヨーク長ＹＬの短縮化を、更に促進することができる。   Moreover, since the second coil 232 is separated from the second pole piece 212 and the back gap piece 216 by, for example, CVD, an insulating film 252 that can be an extremely thin film of about 0.1 μm, the yoke length The shortening of YL can be further promoted.

第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２は、上面が導体面による同一平面を構成している。この構成によれば、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の上面に対して、共通の絶縁膜２５４を付与することができるので、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の上面に対する絶縁構造が簡単化される。また、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の上に、平坦な安定したベース面を形成し、その後に高精度のパターンを形成することができる。   As for the 1st coil 231 and the 2nd coil 232, the upper surface comprises the same plane by a conductor surface. According to this configuration, since the common insulating film 254 can be applied to the upper surfaces of the first coil 231 and the second coil 232, the upper surfaces of the first coil 231 and the second coil 232 can be applied. The insulation structure is simplified. Further, a flat and stable base surface can be formed on the first coil 231 and the second coil 232, and then a highly accurate pattern can be formed.

この場合、第１のコイル２３１は、メッキ膜であり、第１の磁性膜２１１の一面に付着された絶縁膜２５１の上に形成される。第２のコイル２３２も、メッキ膜であり、第１のコイル２３１のコイルターン間に生じるスペース内において、絶縁膜２５２の上に形成される。絶縁膜２５２は、スペースの底面及び両側面に形成される。   In this case, the first coil 231 is a plating film and is formed on the insulating film 251 attached to one surface of the first magnetic film 211. The second coil 232 is also a plated film, and is formed on the insulating film 252 in a space generated between the coil turns of the first coil 231. The insulating film 252 is formed on the bottom surface and both side surfaces of the space.

保護膜２５８は、書き込み素子２の全体を覆っている。保護膜２５８は、Al2O3またはSiO2等の無機絶縁材料で構成されている。 The protective film 258 covers the entire writing element 2. The protective film 258 is made of an inorganic insulating material such as Al 2 O 3 or SiO 2 .

読み取り素子３の付近には、第１のシールド膜３１と、絶縁膜３２と、第２のシールド膜３３とが備えられている。第１のシールド膜３１及び第２のシールド膜３３は、NiFe等によって構成される。第１のシールド膜３１は、Al2O3、SiO2等の絶縁膜１６の上に形成されている。絶縁膜１６はAl2O3−TiC等でなる基体１５の表面に形成されている。 In the vicinity of the reading element 3, a first shield film 31, an insulating film 32, and a second shield film 33 are provided. The first shield film 31 and the second shield film 33 are made of NiFe or the like. The first shield film 31 is formed on the insulating film 16 such as Al 2 O 3 or SiO 2 . The insulating film 16 is formed on the surface of the base 15 made of Al 2 O 3 —TiC or the like.

読み取り素子３は、第１のシールド膜３１及び第２のシールド膜３３の間の絶縁膜３２の内部に配置されている。読み取り素子３は、端面がABS５２、５３に臨んでいる。読み取り素子３は、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を含む。ＧＭＲ素子は、スピンバルブ膜または強磁性トンネル接合素子の何れかによって構成することができる。   The reading element 3 is disposed inside the insulating film 32 between the first shield film 31 and the second shield film 33. The end face of the reading element 3 faces the ABSs 52 and 53. The read element 3 includes a giant magnetoresistive element (GMR element). The GMR element can be composed of either a spin valve film or a ferromagnetic tunnel junction element.

次に、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例について、図７、図８を参照して説明する。図７及び図８において、図１〜図６に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。図示実施例の薄膜磁気ヘッドの基本的構造は、図１〜図６に図示した薄膜磁気ヘッドと同じである。   Next, another embodiment of the thin film magnetic head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8, the same components as those shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals. The basic structure of the thin film magnetic head of the illustrated embodiment is the same as that of the thin film magnetic head shown in FIGS.

図７、図８に図示された薄膜磁気ヘッドが図１〜図６に図示され説明された薄膜磁気ヘッドと相違する点の１つは、図７、図８に図示された薄膜磁気ヘッドでは、第１のコイル２３１の内端２８１の上に、導体層２８２〜２８５を積層し、第１のコイル２３１を第２のコイル２３２に接続するための接続導体を形成したことである。導体層２８２〜２８５は、第３のポール片２１３、第４のポール片２１４、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２と同一の工程によって形成され、パターン化されたものである。   The thin film magnetic head shown in FIGS. 7 and 8 is different from the thin film magnetic head shown and described in FIGS. 1 to 6 in the thin film magnetic head shown in FIGS. That is, conductor layers 282 to 285 are laminated on the inner end 281 of the first coil 231, and a connection conductor for connecting the first coil 231 to the second coil 232 is formed. The conductor layers 282 to 285 are formed by the same process as the third pole piece 213, the fourth pole piece 214, the second magnetic film 221 and the third magnetic film 222, and are patterned.

従って、図７及び図８に示した薄膜磁気ヘッドによれば、図１〜図６に示した薄膜磁気ヘッドの有する作用効果が得られる他、第１のコイル２３１を第２のコイル２３２に接続するための接続導体形成工程が簡単化されるという利点が得られる。   Therefore, according to the thin film magnetic head shown in FIGS. 7 and 8, the effects of the thin film magnetic head shown in FIGS. 1 to 6 can be obtained, and the first coil 231 is connected to the second coil 232. An advantage is obtained that the connecting conductor forming process is simplified.

更に、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例について、図９を参照して説明する。図９において、図１〜図６に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。図示実施例の薄膜磁気ヘッドの基本的構造は、図１〜図６に図示され、説明された薄膜磁気ヘッドと同じである。   Further, another embodiment of the thin film magnetic head according to the present invention will be described with reference to FIG. 9, the same components as those shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals. The basic structure of the thin film magnetic head of the illustrated embodiment is the same as the thin film magnetic head shown and described in FIGS.

図９に図示された薄膜磁気ヘッドが、図１〜図６に図示され説明された薄膜磁気ヘッドと相違する点の１つは、図９に図示された薄膜磁気ヘッドでは、第１のコイル２３１の内端２８１の上に、導体層２８２〜２８４を積層し、第１のコイル２３１を第２のコイル２３２に接続するための接続導体を形成したことである。導体層２８２〜２８４は、第３のポール片２１３、第２の磁性膜２２１及び第３の磁性膜２２２と同一の工程によって形成され、パターン化されたものである。   One of the differences between the thin film magnetic head shown in FIG. 9 and the thin film magnetic head shown and described in FIGS. 1 to 6 is that the first coil 231 in the thin film magnetic head shown in FIG. In other words, the conductor layers 282 to 284 are stacked on the inner end 281, and a connection conductor for connecting the first coil 231 to the second coil 232 is formed. The conductor layers 282 to 284 are formed by the same process as the third pole piece 213, the second magnetic film 221, and the third magnetic film 222, and are patterned.

図９に示した薄膜磁気ヘッドによれば、図１〜図６に示した薄膜磁気ヘッドの有する作用効果が得られる他、第１のコイル２３１を第２のコイル２３２に接続するための接続導体形成工程が簡単化されるという利点が得られる。   According to the thin film magnetic head shown in FIG. 9, in addition to obtaining the functions and effects of the thin film magnetic head shown in FIGS. There is an advantage that the forming process is simplified.

もう一つの相違点は、第１のコイル２３１のみを備え、第１のコイル２３１のコイルターン間に生じるスペースを、絶縁膜２５２で埋め、絶縁膜２５２を絶縁膜２５４で覆ったことである。   Another difference is that only the first coil 231 is provided, a space generated between the coil turns of the first coil 231 is filled with the insulating film 252, and the insulating film 252 is covered with the insulating film 254.

２．薄膜磁気ヘッドの製造方法
（１）実施例１
製造方法に係る実施例１は、上述した薄膜磁気ヘッドのうち、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２を有する第１の態様に係る薄膜磁気ヘッド（図１〜図６）の製造プロセスである。図１１〜図４４に図示するプロセスは、ウエハー上で実行されるものであることを予め断っておく。 2. Manufacturing Method of Thin Film Magnetic Head (1) Example 1
Example 1 according to the manufacturing method is a manufacturing process of the thin film magnetic head according to the first aspect (FIGS. 1 to 6) having the first coil 231 and the second coil 232 among the thin film magnetic heads described above. is there. It should be noted in advance that the processes illustrated in FIGS. 11 to 44 are performed on a wafer.

まず、図１０を参照すると、基体１５の上に付着された絶縁膜１６の上に、第１のシールド膜３１、読み取り素子３、絶縁膜３２、第２のシールド膜３３、絶縁膜３４及び第１の磁性膜２１１を、周知のプロセスによって形成する。その後、第１の磁性膜２１１の平坦な表面に、コイル形成に要する面積よりも少し大きい面積で、絶縁膜２５１を形成し、絶縁膜２５１の表面にSeed膜２６０を形成する。Seed膜２６０は、絶縁膜２５１の表面及び第１の磁性膜２１１の表面を覆うように形成する。Seed膜２６０は、Ｃｕメッキ下地膜として適切な材料を用い、Cu−CVDの適用によって、５０ｎｍ〜８０ｎｍの膜厚となるように形成する。   First, referring to FIG. 10, the first shield film 31, the reading element 3, the insulating film 32, the second shield film 33, the insulating film 34, and the first film are formed on the insulating film 16 attached on the base 15. One magnetic film 211 is formed by a known process. Thereafter, the insulating film 251 is formed on the flat surface of the first magnetic film 211 with an area slightly larger than the area required for coil formation, and the seed film 260 is formed on the surface of the insulating film 251. The seed film 260 is formed so as to cover the surface of the insulating film 251 and the surface of the first magnetic film 211. The seed film 260 is formed using a material suitable as a Cu plating base film and having a thickness of 50 nm to 80 nm by application of Cu-CVD.

次に、Seed膜２６０の上にフォトレジスト膜RS1を、スピンコート法などの適用によって形成した後、コイルパターンを有するマスクＭＳＫを用いて露光し、現像する。これにより、図１１に図示するように、所定のパターンを有するレジストフレームFR1が形成される。フォトレジスト膜RS1は、ポジティブフォトレジスト、ネガティブフォトレジストの何れでもよい。実施例では、ポジティブフォトレジストを用いた場合を例にとって説明する。   Next, after forming a photoresist film RS1 on the seed film 260 by applying a spin coating method or the like, the photoresist film RS1 is exposed and developed using a mask MSK having a coil pattern. As a result, a resist frame FR1 having a predetermined pattern is formed as shown in FIG. The photoresist film RS1 may be either a positive photoresist or a negative photoresist. In the embodiment, a case where a positive photoresist is used will be described as an example.

次に、選択的Ｃｕメッキ処理を実行し、コイル形成用パターンＳ１の内部に存在するSeed膜２６０の上に、第１のコイル２３１を、例えば３〜３．５μｍの厚みとなるように成長させる。図１２は、上記選択的Ｃｕメッキ処理終了後の状態を示している。   Next, a selective Cu plating process is performed, and the first coil 231 is grown on the seed film 260 existing inside the coil formation pattern S1 so as to have a thickness of 3 to 3.5 μm, for example. . FIG. 12 shows a state after the selective Cu plating process is completed.

次に、図１３に図示するように、レジストフレームFR1を、ケミカルエッチングなどの手段によって除去した後、ポール片及びバックギャップ片を形成するためのフォトリソグラフィ工程を実行して、ポール片及びバックギャップ片のためのレジストフレームを形成する。   Next, as shown in FIG. 13, after removing the resist frame FR1 by means of chemical etching or the like, a photolithography process for forming pole pieces and back gap pieces is performed, so that the pole pieces and back gaps are formed. Form a resist frame for the strip.

次に、選択的メッキ処理を行い、第１の磁性膜２１１の上にポール片及びバックギャップ片を成長させ、その後、レジストフレームを、ケミカルエッチングなどの手段によって除去する。これにより、図１４に示すように、第１の磁性膜２１１の一面上に、ポール片２１２及びバックギャップ片２１６が間隔を隔てて形成される。   Next, selective plating is performed to grow pole pieces and back gap pieces on the first magnetic film 211, and then the resist frame is removed by means such as chemical etching. Thereby, as shown in FIG. 14, the pole piece 212 and the back gap piece 216 are formed on one surface of the first magnetic film 211 with a space therebetween.

次に、図１５に示すように、第１のコイル２３１、ポール片２２１及びバックギャップ片２１６を覆うフォトレジスト膜RS２を形成する。この後、フォトレジスト膜RS２に対してフォトリソグラフィ工程を実行し、図１６に示すように、第１のコイル２３１及びその周囲を覆うレジストカバーFR2を形成し、更に、レジストカバーFR2の全体を覆う絶縁膜２５３を付着させる。絶縁膜２５３は、４〜５μｍの範囲の膜厚となるように形成する。   Next, as shown in FIG. 15, a photoresist film RS <b> 2 that covers the first coil 231, the pole piece 221, and the back gap piece 216 is formed. Thereafter, a photolithography process is performed on the photoresist film RS2 to form a resist cover FR2 that covers the first coil 231 and its periphery as shown in FIG. 16, and further covers the entire resist cover FR2. An insulating film 253 is attached. The insulating film 253 is formed to have a thickness in the range of 4 to 5 μm.

次に、絶縁膜２５３及びレジストカバーFR2を、Chemical Mechanical Polishing（以下、CMPと称する）によって研磨し、平坦化する。CMPにあたっては、アルミナ系スラリーを用いる。図１７はCMP処理を施した後の状態を示している。   Next, the insulating film 253 and the resist cover FR2 are polished and planarized by chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP). An alumina-based slurry is used for CMP. FIG. 17 shows a state after the CMP process is performed.

次に、レジストカバーFR2を除去した後、絶縁膜２５１、２５３、第１のコイル２３１、第２のポール片２１２及びバックギャップ片２１６の表面及び側面に、絶縁膜２５２を付着させる。絶縁膜２５２は、具体的には、Al2O3−CVDによって形成されるもので、０．１μｍ程度の膜厚となるように形成する。 Next, after removing the resist cover FR2, an insulating film 252 is attached to the surfaces and side surfaces of the insulating films 251 and 253, the first coil 231, the second pole piece 212, and the back gap piece 216. Specifically, the insulating film 252 is formed by Al 2 O 3 -CVD, and is formed to have a thickness of about 0.1 μm.

更に、絶縁膜２５２の表面に、Cu−CVDによって、０．０５〜０．１μｍの範囲の膜厚となるように、Seed膜２６１を付着させる。   Further, a seed film 261 is attached to the surface of the insulating film 252 so as to have a film thickness in the range of 0.05 to 0.1 μm by Cu-CVD.

次に、図１８に図示するように、Seed膜２６１の上に、第２のコイルとなるメッキ膜２３２を、例えば、５μｍの膜厚となるように形成する。メッキ膜２３２は、Ｃｕを主成分とする。   Next, as illustrated in FIG. 18, a plating film 232 to be a second coil is formed on the seed film 261 so as to have a film thickness of 5 μm, for example. The plating film 232 contains Cu as a main component.

次に、図１９に図示するように、メッキ膜２３２をCMPによって研磨し、平坦化する。CMPにあたっては、アルミナ系スラリーを用いる。これにより、第２のコイル２３２が、平面状の渦巻きパターンとなるように、パターン化されるとともに、第１のコイル２３１から、絶縁膜２５２によって分離される。CMPにおいては、第２のポール片２１２、バックギャップ片２１６および絶縁膜２５３の表面も、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面と同一の平面となるように研磨される。   Next, as shown in FIG. 19, the plating film 232 is polished by CMP and planarized. An alumina-based slurry is used for CMP. Thus, the second coil 232 is patterned so as to have a planar spiral pattern, and is separated from the first coil 231 by the insulating film 252. In CMP, the surfaces of the second pole piece 212, the back gap piece 216, and the insulating film 253 are also polished so as to be flush with the surfaces of the first coil 231 and the second coil 232.

次に、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面を覆う絶縁膜２５４を付着させる。絶縁膜２５４は、Al2O3でなり、例えば、０．２μｍの膜厚となるように形成する。 Next, an insulating film 254 that covers the surfaces of the first coil 231 and the second coil 232 is attached. The insulating film 254 is made of Al 2 O 3 and is formed to have a thickness of 0.2 μm, for example.

次に、絶縁膜２５４を形成してある一面上で、フォトリソグラフィ工程を実行し、第１のコイル２３１の内端２８１と第２のコイル２３２の外端２８３（図６参照）とを接続する接続導体２８２のためのレジストフレーム、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７（図７参照）のためのレジストフレームを形成し、得られたレジストフレームによって画定されたパターンにしたがって、フレームメッキを実行する。これにより、図２０に示すように、接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７が形成される。接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７は、CoFe又はCoNiFeのメッキ膜であり、例えば、１〜２μｍの範囲の膜厚を有する。   Next, a photolithography process is performed on the surface on which the insulating film 254 is formed to connect the inner end 281 of the first coil 231 and the outer end 283 of the second coil 232 (see FIG. 6). A resist frame for the connection conductor 282, a third pole piece 213, and a resist frame for the back gap piece 217 (see FIG. 7) are formed, and frame plating is performed according to a pattern defined by the obtained resist frame. Execute. Thereby, as shown in FIG. 20, the connection conductor 282, the third pole piece 213, and the back gap piece 217 are formed. The connection conductor 282, the third pole piece 213, and the back gap piece 217 are CoFe or CoNiFe plating films, and have a film thickness in the range of 1 to 2 μm, for example.

次に、接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成してある表面に、Al2O3でなる絶縁膜２５５を、例えば、２〜３μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３、バックギャップ片２１７及び接続導体２８１の表面を、CMPによって研磨する。このCMPは、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の膜厚が、例えば、０．２〜０．６μｍの範囲となるように実行する。図２１はCMP実行後の状態を示している。 Next, an insulating film 255 made of Al 2 O 3 is attached to the surface on which the connection conductor 282, the third pole piece 213, and the back gap piece 217 are formed so as to have a film thickness of, for example, 2 to 3 μm. Then, the surfaces of the insulating film 255, the third pole piece 213, the back gap piece 217, and the connection conductor 281 are polished by CMP. This CMP is performed so that the film thicknesses of the third pole piece 213 and the back gap piece 217 are in the range of 0.2 to 0.6 μm, for example. FIG. 21 shows a state after execution of CMP.

次に、図２２に図示するように、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の被研磨面に、第４のポール片２１４（図３参照）のための磁性膜２１４を、例えば、０．５μｍ〜１μｍの膜厚となるように、スパッタ形成する。磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）、FeAlN、FeN、FeCoまたはFeZrNによって構成することができる。実施例では、磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）によって構成されている。更に、磁性膜２１４の表面に、フレームメッキ法によって、NiFeまたはCoNiFeなどのパターンメッキ２５０を形成する。パターンメッキ２５０は、バックギャップ２１６、２１７及び第３のポール片２１３の真上に位置するように形成する。   Next, as shown in FIG. 22, a magnetic film 214 for the fourth pole piece 214 (see FIG. 3) is formed on the polished surfaces of the insulating film 255, the third pole piece 213, and the back gap piece 217. For example, sputtering is formed so as to have a film thickness of 0.5 μm to 1 μm. The magnetic film 214 can be made of CoFeN (2.4T), FeAlN, FeN, FeCo, or FeZrN. In the embodiment, the magnetic film 214 is made of CoFeN (2.4T). Further, pattern plating 250 such as NiFe or CoNiFe is formed on the surface of the magnetic film 214 by frame plating. The pattern plating 250 is formed so as to be located immediately above the back gaps 216 and 217 and the third pole piece 213.

次に、図２３に図示するように、パターンメッキ２５０をマスクとして、磁性膜２１４を、Ion Beamによってエッチングした後、アルミナなどでなる絶縁膜２５６を、２〜３μｍの膜厚となるようにスパッタし、次に、絶縁膜２５６を、パターンメッキ２５０が除去される位置まで、CMPによって研磨し平坦化する。図２４は、このCMP処理が終了した後の状態を示している。   Next, as shown in FIG. 23, after the magnetic film 214 is etched by Ion Beam using the pattern plating 250 as a mask, the insulating film 256 made of alumina or the like is sputtered to a thickness of 2 to 3 μm. Next, the insulating film 256 is polished and flattened by CMP to a position where the pattern plating 250 is removed. FIG. 24 shows a state after the CMP process is completed.

次に、図２５に図示するように、CMPによって平坦化された面に、ギャップ膜２４を０．０６〜０．１μｍの膜厚となるように形成する。ギャップ膜２４は、例えば、Ｒｕなどの非磁性金属材料でなり、スパッタ等によって形成することができる。次に、ギャップ膜２４の表面、及び、平坦化面に、第２の磁性膜２２１を形成する。第２の磁性膜２２１は、HiBs材を用いて構成する。具体的には、FeAlN、FeN、CoFe、CoFeN、FeZrNなどのHiBs材料のうち、特に、CoFe、CoFeNが適している。第２の磁性膜２２１は、この後、第３の磁性膜をメッキによって形成する際に、Seed膜として用いられるものであり、例えば、０．３〜０．６μｍの膜厚となるように形成する。   Next, as shown in FIG. 25, a gap film 24 is formed on the surface flattened by CMP so as to have a thickness of 0.06 to 0.1 μm. The gap film 24 is made of, for example, a nonmagnetic metal material such as Ru, and can be formed by sputtering or the like. Next, the second magnetic film 221 is formed on the surface of the gap film 24 and the planarized surface. The second magnetic film 221 is configured using a HiBs material. Specifically, CoFe and CoFeN are particularly suitable among HiBs materials such as FeAlN, FeN, CoFe, CoFeN, and FeZrN. After that, the second magnetic film 221 is used as a seed film when the third magnetic film is formed by plating. For example, the second magnetic film 221 is formed to have a film thickness of 0.3 to 0.6 μm. To do.

この後、第２の磁性膜２２１をSeed膜として、フレームメッキ法により、第３の磁性膜２２２を形成する。第３の磁性膜２２２は、例えば、NiFe（組成比５５：４５）、CoNiFe（組成比約６７：１５：１８、１．９Ｔ〜２．１Ｔ）、または、CoFe（組成比４０：６０、２．３Ｔ）等によって構成される。その厚みは、３．５〜４．０μｍの範囲である。第３の磁性膜２２２は、図２６にも示すように、広い部分２２３と、細い部分２２４とを有するように形成される。広い部分２２３は、第2のヨーク部を構成する部分であり、細い部分２２４は第２のポール部を構成する部分である。   Thereafter, the third magnetic film 222 is formed by frame plating using the second magnetic film 221 as a seed film. The third magnetic film 222 is made of, for example, NiFe (composition ratio 55:45), CoNiFe (composition ratio about 67:15:18, 1.9T to 2.1T), or CoFe (composition ratio 40:60, 2 .3T) etc. Its thickness is in the range of 3.5 to 4.0 μm. As shown in FIG. 26, the third magnetic film 222 is formed to have a wide portion 223 and a narrow portion 224. The wide portion 223 is a portion constituting the second yoke portion, and the thin portion 224 is a portion constituting the second pole portion.

次に、図２７〜図２９に図示するように、第３の磁性膜２２２のうち、細い部分２２４を除き、第３の磁性膜２２２の広い部分２３の全体を、レジストマスクFR3によって覆う。レジストマスクFR3は、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２をも覆うように広がっている。また、レジストマスクFR3は、その端面が、細い部分２２４の表面に対して、直交するように形成する。   Next, as shown in FIGS. 27 to 29, the entire wide portion 23 of the third magnetic film 222 is covered with a resist mask FR3 except for the thin portion 224 of the third magnetic film 222. The resist mask FR3 extends so as to cover the first coil 231 and the second coil 232 as well. Further, the resist mask FR3 is formed so that the end face thereof is orthogonal to the surface of the thin portion 224.

次に、図３０及び図３１に図示するように、レジストマスクFR3によって覆われていない領域を、Ion Beamによってエッチングする。このエッチングにより、レジストマスクFR3の周囲に露出しているSeed膜２２１、及び、第３の磁性膜２２２の細い部分２２４がトリミングされる。   Next, as shown in FIGS. 30 and 31, the region not covered by the resist mask FR3 is etched by Ion Beam. By this etching, the seed film 221 exposed around the resist mask FR3 and the thin portion 224 of the third magnetic film 222 are trimmed.

レジストマスクFR3を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内で留めてもよいし、ギャップ膜２４に達するまで実行してもよいし、ギャップ膜２４を通過し、第１のポール部を構成する磁性膜２１４に達するように実行してもよい。   The etching with the resist mask FR3 may be stopped within the thickness of the seed film 221 or may be performed until the gap film 24 is reached, or may pass through the gap film 24 to be the first pole portion. It may be executed so as to reach the magnetic film 214 constituting

図示実施例では、図３１に図示するように、レジストマスクFR3を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内でとどめている。そして、図３２、図３３に図示するように、レジストマスクFR3を除去した後、磁性膜２１４までエッチングする。これにより、ギャップ膜と隣接する第４のポール片２１４が、幅方向の両側において、第２のポール部の幅に合わせてトリミングされる。トリミングによって生じた凹部の底部の厚みは、第４のポール片２１４に向かうにつれて増大している。この後、保護膜２５８（図２参照）する等して、製造プロセスが終了する。   In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 31, the etching with the resist mask FR3 is limited within the thickness of the seed film 221. Then, as shown in FIGS. 32 and 33, after removing the resist mask FR3, the magnetic film 214 is etched. Thereby, the fourth pole piece 214 adjacent to the gap film is trimmed in accordance with the width of the second pole portion on both sides in the width direction. The thickness of the bottom portion of the concave portion generated by the trimming increases toward the fourth pole piece 214. Thereafter, the protective film 258 (see FIG. 2) is used to complete the manufacturing process.

上記エッチングプロセスによって、細い部分２２４の表面が、広い部分２２３の表面よりは低い位置まで、トリミングされる。これにより、細い部分２２４の表面から広い部分２２３の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大された傾斜フレア部２２５が生じる。   By the etching process, the surface of the narrow portion 224 is trimmed to a position lower than the surface of the wide portion 223. As a result, an inclined flare portion 225 that is inclined and continuous from the surface of the narrow portion 224 toward the surface of the wide portion 223 and whose width is gradually enlarged is generated.

したがって、第２のポール部Ｐ２を構成する細い部分２２４の表面と、広い部分２２３の表面との間には、傾斜フレア部２２５による三次元的段差が生じることになる。この三次元的段差の利点については、既に述べたとおりである。   Therefore, a three-dimensional step due to the inclined flare portion 225 is generated between the surface of the narrow portion 224 constituting the second pole portion P2 and the surface of the wide portion 223. The advantages of this three-dimensional step are as already described.

次に、ポールトリミングのプロセスについて、更に詳しく説明する。
ポールトリミングは、第１のポール部及び第２のポール部を同じ幅にすることにより、実効書き込みトラック幅の広がりを防止するために不可欠である。図３４及び図３５を参照すると、レジストマスクFR3は、第３の磁性膜２２２のうち、細い部分２２４に対応する部分が開口し、第３の磁性膜２２２の広い部分２３の全体、及び、コイルを覆っている。この状態で、細い部分２２４の表面をIon Beamによってトリミングする。このとき、レジストマスクFR3の周囲に存在する磁性膜２１3も、細い部分２２４のトリミング深さに応じた分だけエッチングされる。 Next, the pole trimming process will be described in more detail.
Pole trimming is indispensable for preventing the effective write track width from expanding by setting the first pole portion and the second pole portion to the same width. Referring to FIGS. 34 and 35, in the resist mask FR3, a portion corresponding to the thin portion 224 of the third magnetic film 222 is opened, and the entire wide portion 23 of the third magnetic film 222 and the coil are formed. Covering. In this state, the surface of the thin portion 224 is trimmed by Ion Beam. At this time, the magnetic film 213 existing around the resist mask FR3 is also etched by an amount corresponding to the trimming depth of the thin portion 224.

図３５を参照すると、レジストフレームFR3は、ABSよりも、コイル側（後方側）で、かつ、フレアポイントFP1とほぼ一致する位置で立ち上がっている。従って、図３４及び図３５に示すトリミング工程において、フレアポイントFP1が変動することがないから、薄膜磁気ヘッドとしたときのABSからフレアポイントFP1までの距離を、一定した微小寸法に設定し、オーバライト特性を確保することができる。   Referring to FIG. 35, the resist frame FR3 stands up from the ABS on the coil side (rear side) and at a position substantially coincident with the flare point FP1. Therefore, in the trimming process shown in FIGS. 34 and 35, since the flare point FP1 does not fluctuate, the distance from the ABS to the flare point FP1 when the thin film magnetic head is formed is set to a constant minute dimension, Write characteristics can be ensured.

次に、図３６、図３７に示すように、レジストマスクFR3を除去し、Seed膜として用いられている第２の磁性膜２２１を、第３の磁性膜２２２をマスクとして、Ion Beamによってエッチングする。第２の磁性膜２２１のエッチングプロセスでは、レジストマスクFR3は、既に除去されているので、第２の磁性膜２２１のエッチングによって生じた金属微粒子が、レジストマスクの側端面を介して、第２のポール部となる細い部分２２４に再付着することがない。このため、トラック幅を、例えば、０．２μｍ以下まで、狭小化がすることができる。   Next, as shown in FIGS. 36 and 37, the resist mask FR3 is removed, and the second magnetic film 221 used as the seed film is etched by ion beam using the third magnetic film 222 as a mask. . In the etching process of the second magnetic film 221, since the resist mask FR3 has already been removed, the metal fine particles generated by the etching of the second magnetic film 221 pass through the side end face of the resist mask through the second end surface. It does not reattach to the narrow portion 224 that becomes the pole portion. For this reason, the track width can be reduced to, for example, 0.2 μm or less.

トリミングは、図３８、図３９に図示するように、さらに、第１のポール部を構成する最上層の磁性膜２１３まで達するように実行する。これにより、第１のポール部及び第２のポール部が同じトラック幅を有するようになり、実効書き込みトラック幅の広がりが防止される。   As shown in FIGS. 38 and 39, the trimming is further performed so as to reach the uppermost magnetic film 213 constituting the first pole portion. As a result, the first pole portion and the second pole portion have the same track width, thereby preventing the effective write track width from expanding.

また、第３の磁性膜２２２のトリミング量は、ポール両側のトリミング量よりも大きくなる第３の磁性膜２２２の表面では、トリミングを妨げるものがないのに対し、ポール部の両側では、ポール自体が、ビームの妨げとなるからである。これにより、三次元的な段差構造が得られる。   Further, the trimming amount of the third magnetic film 222 is larger than the trimming amount on both sides of the pole, while there is nothing to prevent the trimming on the surface of the third magnetic film 222, whereas on the both sides of the pole portion, the pole itself. This is because it interferes with the beam. Thereby, a three-dimensional step structure is obtained.

次に、本発明に係るトリミング方法の利点について、従来トリミング方法と対比して説明する。
図４０は本発明に係るトリミング方法を示す平面図、図４２は図４０に示したトリミングを経た後の状態を示す図である。図４０は、図３５及び図３６に図示したプロセスを、平面的に示した図である。図４０を参照すると、レジストフレームFR3は、ABSよりも、コイル側（後方側）で、かつ、フレアポイントFP1とほぼ一致する位置で立ち上がっている。ただし、レジストフレームFR3の立ち上がり位置は、フレアポイントFP1と一致する必要はなく、その前後に設定されていてもよい。 Next, advantages of the trimming method according to the present invention will be described in comparison with the conventional trimming method.
FIG. 40 is a plan view showing a trimming method according to the present invention, and FIG. 42 is a diagram showing a state after the trimming shown in FIG. FIG. 40 is a plan view showing the process illustrated in FIGS. 35 and 36. Referring to FIG. 40, the resist frame FR3 stands up from the ABS on the coil side (rear side) and at a position substantially coincident with the flare point FP1. However, the rising position of the resist frame FR3 does not have to coincide with the flare point FP1, and may be set before and after the flare point FP1.

本発明に係るトリミング方法によれば、レジストフレームFR3は、ABSよりも、コイル側（後方側）で立ち上がっているから、図４０に示すトリミング工程において、フレアポイントFP1が変動することがない。このため、薄膜磁気ヘッドとしたときのABSからフレアポイントFP1までの距離Ａを、一定した微小寸法に設定し、オーバライト特性を確保することができる。   According to the trimming method of the present invention, since the resist frame FR3 rises on the coil side (rear side) from ABS, the flare point FP1 does not fluctuate in the trimming process shown in FIG. For this reason, the distance A from the ABS to the flare point FP1 in the case of a thin film magnetic head can be set to a constant minute dimension to ensure overwrite characteristics.

図４１は従来のトリミング方法を示す平面図、図４３は図４１のトリミングを経た後の状態を示す平面図である。従来は図４１に図示するように、上部ヨークを構成する第３の磁性膜２２２の形状に沿って、コイル部分を覆うようにトリミング．マスクFR3を設け、上部ヨークとなる広い部分２２３及び上部ポールとなる細い部分２２４を、マスクで覆うことはしなかった。   41 is a plan view showing a conventional trimming method, and FIG. 43 is a plan view showing a state after the trimming shown in FIG. Conventionally, as shown in FIG. 41, trimming is performed so as to cover the coil portion along the shape of the third magnetic film 222 constituting the upper yoke. The mask FR3 was provided, and the wide portion 223 serving as the upper yoke and the narrow portion 224 serving as the upper pole were not covered with the mask.

このために、上部ポールとなる細い部分２２４から上部ヨークとなる広い部分２２３にかけて、次第に幅が増大する傾斜フレア部２２５が、Ion Beamによってトリミングされ、図４３に示すように、幅の拡大を開始するフレア．ポイントFP1が、点FP2まで後退し、ABSからフレアポイントFP2までの距離Ｂまで拡大される。距離Ｂは距離Ａよりも大きい（Ｂ＞Ａ）。   For this purpose, an inclined flare portion 225 that gradually increases in width from a thin portion 224 that serves as an upper pole to a wide portion 223 that serves as an upper yoke is trimmed by Ion Beam, and starts expanding the width as shown in FIG. Flare to do. Point FP1 moves backward to point FP2 and is expanded to a distance B from ABS to flare point FP2. The distance B is larger than the distance A (B> A).

この後退は、磁気ボリュームを減少させ、オーバライト特性を劣化させる。なぜなら、傾斜フレア部２２５において、フレアポイントFP1が、ABSに近いほど、優れたオーバライト特性が得られるからである。トラック幅が０．２μｍ以下に狭小化された場合は、特に、フレアポイントをABSに近づけなければならない。
従来のトリミング方法では、上述した理由から、フレアポイントが後退するほか、別の問題点も生じる。この点について、図４４〜図４７を参照して説明する。 This retraction reduces the magnetic volume and degrades the overwrite characteristics. This is because in the inclined flare portion 225, the closer the flare point FP1 is to the ABS, the more excellent overwrite characteristics can be obtained. In particular, when the track width is narrowed to 0.2 μm or less, the flare point must be close to the ABS.
In the conventional trimming method, for the reasons described above, the flare point moves backward and another problem arises. This point will be described with reference to FIGS.

図４４は本発明に係るトリミング方法によって得られたポール構造を示す図、図４５は従来のトリミング方法によって得られたポール構造を示す図である。   44 shows a pole structure obtained by the trimming method according to the present invention, and FIG. 45 shows a pole structure obtained by the conventional trimming method.

本発明に係るトリミング方法では、図４４に図示するように、レジストマスクFR3を除去した後に、ポール部及びSeed膜を含む全体をIon Beamでトリミングする。この段階では、レジストマスクFR3はすでに除去されているから、３０度〜４５度と、比較的、小さい角度で、Ion Beamを照射することができる。このため、ポール部のトラック幅を高精度でコントロールすることができる。   In the trimming method according to the present invention, as shown in FIG. 44, after removing the resist mask FR3, the entire structure including the pole portion and the seed film is trimmed with Ion Beam. At this stage, since the resist mask FR3 has already been removed, the ion beam can be irradiated at a relatively small angle of 30 to 45 degrees. For this reason, the track width of the pole portion can be controlled with high accuracy.

これに対して、従来は、上部ヨークとなる第３の磁性膜２２２の形状に沿って、コイル部分を覆うようにトリミングマスクFR3を設け、第３の磁性膜２２２及び上部ポールを、マスクで覆うことはしなかったから、Ion Beamで磁性膜２１３をトリミングした場合、それによって飛散した金属粒子が、上部ポールの側壁面に再付着DP1、DP2する。所定のトラック幅を得るためには、この再付着膜DP1、DP2は除去しなければならない。再付着膜DP1、DP2の除去にあたっては、５０〜７５度の広い角度で、Ion Beamを照射しなければない。この広い角度のIon Beamの照射は、図４６に図示するように、上部ポールを構成する磁性膜２２２、２２１を更に細らせる。   In contrast, conventionally, a trimming mask FR3 is provided so as to cover the coil portion along the shape of the third magnetic film 222 serving as the upper yoke, and the third magnetic film 222 and the upper pole are covered with the mask. Since nothing was done, when the magnetic film 213 was trimmed with Ion Beam, the scattered metal particles reattached DP1 and DP2 to the side wall surface of the upper pole. In order to obtain a predetermined track width, the redeposition films DP1 and DP2 must be removed. In removing the redeposition films DP1 and DP2, the ion beam must be irradiated at a wide angle of 50 to 75 degrees. As shown in FIG. 46, this wide-angle ion beam irradiation further narrows the magnetic films 222 and 221 constituting the upper pole.

しかも、ポールが、フレアポイントからABSに向かって、幅が次第に縮小するテーパ角を持つようになり、ABSで見たトラック幅が個々の薄膜磁気ヘッドで変動してしまうという問題を生じる。   In addition, the pole has a taper angle in which the width gradually decreases from the flare point toward the ABS, and there arises a problem that the track width as viewed by the ABS varies with each thin film magnetic head.

また、平面形状のポール構造に半導体加工技術を適用して、ポール部にサブミクロン加工を施し、狭トラック構造が実現されたとしても、ポール部からヨーク部に向かって幅の広がる傾斜フレア部の表面が、ポール部の表面とヨーク部の表面と同一平面を構成するため、書き込み動作時に、傾斜フレア部のサイドから漏洩する磁束によって、磁気記録媒体上の隣のトラックの磁気記録が消去（サイドイレーズ）され、又は、隣のトラックに磁気記録がなされる（サイドライト）などの問題を生じる。このため、０．２μｍ以下の正確なトラックコントロールが困難であり、１００（Ｇｂ／ｐ）以上の高記録面密度を実現することができない。   In addition, even if a narrow track structure is realized by applying semiconductor processing technology to the pole structure with a flat shape and sub-micron processing is performed on the pole part, the inclined flare part that widens from the pole part toward the yoke part Since the surface is flush with the surface of the pole portion and the surface of the yoke portion, the magnetic recording of the adjacent track on the magnetic recording medium is erased by the magnetic flux leaking from the side of the inclined flare portion during the writing operation (side This causes problems such as erasure) or magnetic recording on the adjacent track (side light). For this reason, accurate track control of 0.2 μm or less is difficult, and a high recording surface density of 100 (Gb / p) or more cannot be realized.

本発明によれば、これら、従来のトリミング方法に付随する問題点を解決できることは、上述した説明から明らかである。   According to the present invention, it is apparent from the above description that these problems associated with the conventional trimming method can be solved.

（２）実施例２
実施例２は、図７、図８に図示された薄膜磁気ヘッドの製造方法に係る。図４7〜図６５は、その製造プロセスを示している。図４７〜図６３に図示するプロセスも、ウエハー上で実行されるものであることを予め断っておく。 (2) Example 2
Example 2 relates to a method of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIGS. 47 to 65 show the manufacturing process. It should be noted in advance that the processes illustrated in FIGS. 47 to 63 are also performed on the wafer.

（Ａ）図４７の状態に至るプロセス
図４７を参照すると、基体１５の上に付着された絶縁膜１６の上に、第１のシールド膜３１、読み取り素子３、絶縁膜３２、第２のシールド膜３３、絶縁膜３４及び第１の磁性膜２１１が、周知のプロセスによって形成されている。
第１の磁性膜２１１は、NiFe（80％：20％）、NiFe(45％：55％)またはCoNiFeのメッキ膜で構成できるほか、FeAlN、FeN、FeCo、CoFeNまたはFeZrNなどのスパッタ膜により、０．５〜０．６μｍの膜厚として形成することもできる。
その後、第１の磁性膜２１１の平坦な表面に、コイル形成に要する面積よりも少し大きい面積で、絶縁膜２５１を、例えば、０．２μｍの膜厚となるように形成し、絶縁膜２５１の表面にSeed膜２６０を形成する。Seed膜２６０は、絶縁膜２５１の表面及び第１の磁性膜２１１の表面を覆うように形成する。Seed膜２６０は、Ｃｕメッキ下地膜として適切な材料を用い、Cu−CVDの適用によって、５０ｎｍ〜８０ｎｍの膜厚となるように形成する。 (A) Process leading to the state of FIG. 47 Referring to FIG. 47, the first shield film 31, the reading element 3, the insulating film 32, and the second shield are formed on the insulating film 16 attached on the substrate 15. The film 33, the insulating film 34, and the first magnetic film 211 are formed by a known process.
The first magnetic film 211 can be composed of a NiFe (80%: 20%), NiFe (45%: 55%) or CoNiFe plating film, or a sputtered film such as FeAlN, FeN, FeCo, CoFeN or FeZrN. It can also be formed as a film thickness of 0.5 to 0.6 μm.
Thereafter, an insulating film 251 is formed on the flat surface of the first magnetic film 211 so as to have a film thickness of, for example, 0.2 μm with an area slightly larger than the area required for coil formation. A seed film 260 is formed on the surface. The seed film 260 is formed so as to cover the surface of the insulating film 251 and the surface of the first magnetic film 211. The seed film 260 is formed using a material suitable as a Cu plating base film and having a thickness of 50 nm to 80 nm by application of Cu-CVD.

次に、Seed膜２６０の上にフォトレジスト膜を、スピンコート法などの適用によって形成した後、コイルパターンを有するマスクを用いて露光し、現像する。フォトレジスト膜は、ポジティブフォトレジスト、ネガティブフォトレジストの何れでもよい。上述した露光工程を経て現像することにより、レジストフレームが得られる。次に、選択的Ｃｕメッキ処理を実行し、コイル形成用パターンの内部に存在するSeed膜２６０の上に、第１のコイル２３１を、例えば３〜３．５μｍの厚みとなるように成長させる。図４７は、上記選択的Ｃｕメッキ処理終了後の状態を示している。   Next, a photoresist film is formed on the seed film 260 by applying a spin coating method or the like, and then exposed and developed using a mask having a coil pattern. The photoresist film may be either a positive photoresist or a negative photoresist. A resist frame is obtained by developing through the exposure process described above. Next, a selective Cu plating process is performed, and the first coil 231 is grown on the seed film 260 existing inside the coil formation pattern so as to have a thickness of, for example, 3 to 3.5 μm. FIG. 47 shows a state after the selective Cu plating process is completed.

（Ｂ）図４８の状態に至るプロセス
図４７の状態から図４８の状態に至るプロセスでは、ポール片及びバックギャップ片を形成するためのフォトリソグラフィ工程を実行し、ポール片及びバックギャップ片のためのレジストフレームを形成する。 (B) Process leading to the state of FIG. 48 In the process from the state of FIG. 47 to the state of FIG. 48, a photolithography step for forming the pole piece and the back gap piece is performed. The resist frame is formed.

次に、選択的メッキ処理を行い、第１の磁性膜２１１の上にポール片及びバックギャップ片を、例えば３．５μｍの膜厚となるように形成し、その後、レジストフレームを、ケミカルエッチングなどの手段によって除去する。これにより、図４８に示すように、第１の磁性膜２１１の一面上に、ポール片２１２及びバックギャップ片２１６が間隔を隔てて形成される。ポール片２１２及びバックギャップ片２１６は、CoNiFe（組成比６７：１５：１８ １．８Ｔ〜１．９Ｔ）又はFeCo（組成比６０：４０ ２．４Ｔ）で構成することができる。   Next, selective plating is performed to form pole pieces and back gap pieces on the first magnetic film 211 so as to have a film thickness of, for example, 3.5 μm, and then a resist frame is formed by chemical etching or the like. Remove by means of Thus, as shown in FIG. 48, the pole piece 212 and the back gap piece 216 are formed on one surface of the first magnetic film 211 with a gap therebetween. The pole piece 212 and the back gap piece 216 can be made of CoNiFe (composition ratio 67:15:18 1.8T to 1.9T) or FeCo (composition ratio 60:40 2.4T).

（Ｃ）図４９の状態に至るプロセス
図４８の状態から図４９の状態に至るプロセスでは、第１のコイル２３１、ポール片２２１及びバックギャップ片２１６を覆うフォトレジスト膜ＲＳ4を形成する。そして、フォトレジスト膜ＲＳ4によるレジストカバーをマスクにして、Ion Beam Etching（以下、IBEと称する）により、第１の磁性膜２１１を、選択的にエッチングする。 (C) Process leading to the state of FIG. 49 In the process from the state of FIG. 48 to the state of FIG. 49, a photoresist film RS4 covering the first coil 231, the pole piece 221 and the back gap piece 216 is formed. Then, the first magnetic film 211 is selectively etched by Ion Beam Etching (hereinafter referred to as IBE) using a resist cover made of the photoresist film RS4 as a mask.

（Ｄ）図５０の状態に至るプロセス
図４９の状態から図５０の状態に至るプロセスでは、図４９に図示されたレジストカバーRS4を除去した後、図５０に図示するように、絶縁膜２５１、第１のコイル２３１、第２のポール片２１２及びバックギャップ片２１６の表面及び側面に、絶縁膜２５２を付着させる。絶縁膜２５２は、具体的には、Al2O3−CVDによって形成されるもので、０．０５〜０．１５μｍの膜厚となるように形成する。絶縁膜２５２は、減圧雰囲気下で、１００℃以上の温度で形成する。絶縁膜２５２をAl2O3膜として形成する場合、H2O、N2、N2OまたはH2O2の減圧雰囲気中に、Al(CH3)3またはAlCl3を交互に断続的に噴射するアルミナCVD膜形成方法を採用することができる。 (D) Process leading to the state of FIG. 50 In the process from the state of FIG. 49 to the state of FIG. 50, after removing the resist cover RS4 illustrated in FIG. 49, as illustrated in FIG. An insulating film 252 is attached to the surface and side surfaces of the first coil 231, the second pole piece 212, and the back gap piece 216. Specifically, the insulating film 252 is formed by Al 2 O 3 -CVD, and is formed to have a film thickness of 0.05 to 0.15 μm. The insulating film 252 is formed at a temperature of 100 ° C. or higher in a reduced pressure atmosphere. When the insulating film 252 is formed as an Al 2 O 3 film, Al (CH 3 ) 3 or AlCl 3 is alternately and intermittently in a reduced-pressure atmosphere of H 2 O, N 2 , N 2 O, or H 2 O 2. A method of forming an alumina CVD film to be sprayed can be employed.

次に、絶縁膜２５２の表面に、Seed膜２６１を付着させる。Seed膜２６１は、例えば、膜厚５０ｎｍのＣｕスパッタ膜、及び、膜厚５０ｎｍのCu−CVD膜の積層膜として構成することができる。   Next, a seed film 261 is attached to the surface of the insulating film 252. The Seed film 261 can be configured, for example, as a laminated film of a Cu sputtered film having a thickness of 50 nm and a Cu-CVD film having a thickness of 50 nm.

（Ｅ）図５１の状態に至るプロセス
図５０の状態から図５１の状態に至るプロセスでは、Seed膜２６１の上に、第２のコイルとなるメッキ膜２３２を、フレームメッキ法により、例えば、３〜４μｍの膜厚となるように形成する。メッキ膜２３２は、Ｃｕを主成分とし、選択メッキ法によって形成する。メッキ膜２３２によって覆われていないSeed膜２６１を希塩酸、希硫酸もしくは硫酸銅などを用いたウエットエッチング、又は、Ion Millingなどのドライエッチングによって除去する。 (E) Process leading to the state of FIG. 51 In the process from the state of FIG. 50 to the state of FIG. 51, a plating film 232 to be the second coil is formed on the seed film 261 by frame plating, for example, 3 It is formed so as to have a film thickness of ˜4 μm. The plating film 232 is mainly composed of Cu and is formed by a selective plating method. The Seed film 261 not covered with the plating film 232 is removed by wet etching using dilute hydrochloric acid, dilute sulfuric acid, copper sulfate, or the like, or dry etching such as Ion Milling.

その後、メッキ膜２３２及びメッキ膜２３２によって覆われていない領域、及び、メッキ膜２３２を覆うように、Al2O3でなる絶縁膜２５３を形成する。絶縁膜２５３は、４〜６μｍのスパッタ膜として形成する。 Thereafter, an insulating film 253 made of Al 2 O 3 is formed so as to cover the plating film 232, the region not covered with the plating film 232, and the plating film 232. The insulating film 253 is formed as a sputtered film having a thickness of 4 to 6 μm.

（Ｆ）図５２の状態に至るプロセス
図５１の状態から図５２の状態に至るプロセスでは、絶縁膜２５３及びメッキ膜２３２をCMPによって研磨し、平坦化する。これにより、第２のコイル２３２が、平面状の渦巻きパターンとなるように、パターン化されるとともに、第１のコイル２３１から、絶縁膜２５２によって分離される。CMPにおいては、第２のポール片２１２、バックギャップ片２１６および絶縁膜２５３の表面も、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面と同一の平面となるように研磨される。 (F) Process leading to the state of FIG. 52 In the process from the state of FIG. 51 to the state of FIG. 52, the insulating film 253 and the plating film 232 are polished and planarized by CMP. Thus, the second coil 232 is patterned so as to have a planar spiral pattern, and is separated from the first coil 231 by the insulating film 252. In CMP, the surfaces of the second pole piece 212, the back gap piece 216, and the insulating film 253 are also polished so as to be flush with the surfaces of the first coil 231 and the second coil 232.

（Ｇ）図５３の状態に至るプロセス
図５２の状態から図５３の状態に至るプロセスでは、図５３に図示するように、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２の表面を覆う絶縁膜２５４を付着させる。絶縁膜２５４は、Al2O3でなり、例えば、０．２μｍ〜０．５μｍの膜厚となるように形成する。 (G) Process leading to the state of FIG. 53 In the process from the state of FIG. 52 to the state of FIG. 53, as shown in FIG. 53, the insulating film 254 covering the surfaces of the first coil 231 and the second coil 232. To attach. The insulating film 254 is made of Al 2 O 3 and is formed to have a film thickness of 0.2 μm to 0.5 μm, for example.

次に、絶縁膜２５４に対して、リアクティブ．イオン．エッチング（RIE）又はIon Millingを施し、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７（図７、図８参照）のための開口を形成する。その後、メッキにより、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成する。第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成した後は、レジストフレームは除去する。第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７は、CoFe又はCoNiFe（２．１〜２．３Ｔ）のメッキ膜であり、例えば、１〜２μｍの範囲の膜厚を有する。   Next, reactive. ion. Etching (RIE) or Ion Milling is performed to form openings for the third pole piece 213 and the back gap piece 217 (see FIGS. 7 and 8). Thereafter, the third pole piece 213 and the back gap piece 217 are formed by plating. After the third pole piece 213 and the back gap piece 217 are formed, the resist frame is removed. The third pole piece 213 and the back gap piece 217 are CoFe or CoNiFe (2.1 to 2.3 T) plating films, and have a film thickness in the range of 1 to 2 μm, for example.

次に、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成してある表面に、Al2O3でなる絶縁膜２５５を、例えば、１〜２μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の表面を、CMPによって研磨する。 Next, after an insulating film 255 made of Al 2 O 3 is attached to the surface on which the third pole piece 213 and the back gap piece 217 are formed, for example, to a thickness of 1 to 2 μm, The surfaces of the insulating film 255, the third pole piece 213, and the back gap piece 217 are polished by CMP.

（Ｈ）図５４及び図５５の状態に至るプロセス
図５３の状態から図５４の状態に至るプロセスでは、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の被研磨面に、磁性膜２１４を、例えば、０．５〜１．０μｍの膜厚となるように形成する。磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）のメッキ膜、又は、FeAlN、FeN、FeCoもしくはFeZrNのスパッタ膜によって構成することができる。この後、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の上に、NiFeまたはCoNiFeのパターンメッキ膜でなるマスク２５０が形成される。そして、マスク２５０を介して、磁性膜２１４をIBEの適用によってパターニングする。これにより、図５５に図示するように、第４のポール片２１４と、バックギャップ片２１８が形成される。 (H) Process leading to the state of FIGS. 54 and 55 In the process from the state of FIG. 53 to the state of FIG. 54, a magnetic film is formed on the surface to be polished of the insulating film 255, the third pole piece 213, and the back gap piece 217. For example, 214 is formed to have a film thickness of 0.5 to 1.0 μm. The magnetic film 214 can be composed of a CoFeN (2.4T) plated film or a sputtered film of FeAlN, FeN, FeCo, or FeZrN. Thereafter, a mask 250 made of a NiFe or CoNiFe pattern plating film is formed on the third pole piece 213 and the back gap piece 217. Then, the magnetic film 214 is patterned through the mask 250 by applying IBE. As a result, as shown in FIG. 55, a fourth pole piece 214 and a back gap piece 218 are formed.

パターンメッキ膜でなるマスク２５０を用いて磁性膜２１４をパターニングする場合、Ion Beamが用いられ、その照射角度を零度と７５度に設定する。これにより、HiBs材でなる磁性膜２１４を選択的にパターニングすることができる。
磁性膜２１４は上記とは異なる方法によってもパターニングすることができる。例えば、Cl2またはBCl3＋Cl2などのハロゲン系ガス雰囲気中、５０℃〜３００℃の高温で、RIEを実行し、磁性膜２１４を、例えば、その膜厚の８０％程度までエッチングする。RIEを行うときの温度は、５０℃以上、特に、２００〜２５０℃の範囲が好ましい。この温度範囲であれば、高精度のパターンを得ることができる。 When the magnetic film 214 is patterned using the mask 250 made of a pattern plating film, Ion Beam is used, and the irradiation angle is set to zero degrees and 75 degrees. Thereby, the magnetic film 214 made of a HiBs material can be selectively patterned.
The magnetic film 214 can be patterned by a method different from the above. For example, RIE is performed at a high temperature of 50 ° C. to 300 ° C. in a halogen-based gas atmosphere such as Cl 2 or BCl 3 + Cl 2 to etch the magnetic film 214 to, for example, about 80% of its film thickness. The temperature at the time of performing RIE is preferably 50 ° C. or higher, particularly 200 to 250 ° C. Within this temperature range, a highly accurate pattern can be obtained.

また、Cl2系ガスにO2を導入することで、エッチングプロファイルを正確にコントロールできる。特に、BCl3＋Cl2ガスにO2を混入することにより、残存ボロンガスの堆積物を綺麗に除去できるので、エッチングプロファイルを極めて正確にコントロールできる。
さらに、Cl2、BCl3＋Cl2またはこれらにO2を混入したガスに、CO2ガスを混合したエッチングガスを用いることにより、RIEのエッチングスピードが速まり、Mask材との選択比が３０〜５０％も向上する。 In addition, the etching profile can be accurately controlled by introducing O 2 into the Cl 2 gas. In particular, by mixing O 2 into BCl 3 + Cl 2 gas, the remaining boron gas deposit can be removed cleanly, so that the etching profile can be controlled very accurately.
Furthermore, by using an etching gas in which CO 2 gas is mixed with Cl 2 , BCl 3 + Cl 2 or a gas in which O 2 is mixed, the etching speed of RIE is increased and the selectivity to the Mask material is 30 to 30%. Improve by 50%.

上述のようにして、磁性膜２１４を一部（８０％程度）エッチングした後、残存する磁性膜２１４に対して、追加的なIon Beam Etching（以下、IBEと称する）を施す。このIBEは、例えば、４０〜７０度の照射角度で行う。   As described above, after part of the magnetic film 214 (about 80%) is etched, additional Ion Beam Etching (hereinafter referred to as IBE) is applied to the remaining magnetic film 214. This IBE is performed at an irradiation angle of 40 to 70 degrees, for example.

上述したように、NiFeまたはCoNiFeのパターンメッキ膜でなるマスク２５０を用いて、磁性膜２１４をパターニングすることにより、第４のポール片２１４を正確に形成することができる。このため、第４のポール片２１４によって定まるスロートハイトを高精度でコントロールすることができる。例えば、スロートハイトを、０．１〜０．５μｍ又は０．２〜０．７μｍのように、自由にコントロールすることができる。したがって、書き込み電流の立ち上がりが速く、かつ、オーバライト特性の優れた薄膜磁気ヘッドを得ることができる。   As described above, the fourth pole piece 214 can be accurately formed by patterning the magnetic film 214 using the mask 250 made of a NiFe or CoNiFe pattern plating film. Therefore, the throat height determined by the fourth pole piece 214 can be controlled with high accuracy. For example, the throat height can be freely controlled such as 0.1 to 0.5 μm or 0.2 to 0.7 μm. Therefore, it is possible to obtain a thin film magnetic head having a fast write current rise and excellent overwrite characteristics.

しかも、厚いHiBs材で構成された第４のポール片２１４によってスロートハイトが決定されるため、メディアに磁気記録を与えるための書き込み磁束を、途中の漏洩を減少させながら、ポール端に集中させることができる。このため、サイドライトやサイドイレーズの問題が解消される。   Moreover, since the throat height is determined by the fourth pole piece 214 made of a thick HiBs material, the write magnetic flux for applying magnetic recording to the medium is concentrated on the pole end while reducing the leakage during the process. Can do. For this reason, the problem of side light and side erase is solved.

（Ｉ）図５６及び図５７の状態に至るプロセス
図５５の状態から図５６の状態に至るプロセスでは、Al2O3でなる絶縁膜２５６を、スパッタなどの手段によって付着させる。この後、図５７に図示するように、絶縁膜２５６、第４のポール片２１４及びバックギャップ片２１８の表面を、CMPによって研磨して平坦化する。 (I) Process leading to the state of FIGS. 56 and 57 In the process from the state of FIG. 55 to the state of FIG. 56, an insulating film 256 made of Al 2 O 3 is deposited by means such as sputtering. Thereafter, as shown in FIG. 57, the surfaces of the insulating film 256, the fourth pole piece 214 and the back gap piece 218 are polished and flattened by CMP.

（Ｊ）図５８及び図５９の状態に至るプロセス
図５7の状態から図５８及び図５９の状態に至るプロセスでは、第３の磁性膜２２２のうち、細い部分２２４を除き、第３の磁性膜２２２の広い部分２２３の全体を、レジストマスクＦＲ４によって覆う。レジストマスクＦＲ４は、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２をも覆うように広がっている。また、レジストマスクＦＲ４は、その端面が、細い部分２２４の表面に対して、直交するように形成する。 (J) Process leading to the state of FIGS. 58 and 59 In the process from the state of FIG. 57 to the state of FIGS. 58 and 59, the third magnetic film is removed except for the thin portion 224 of the third magnetic film 222. The entire wide portion 223 of 222 is covered with a resist mask FR4. The resist mask FR4 extends so as to cover the first coil 231 and the second coil 232 as well. Further, the resist mask FR4 is formed so that the end surface thereof is orthogonal to the surface of the thin portion 224.

次に、図５８及び図５９に図示するように、レジストマスクＦＲ４によって覆われていない領域を、Ion Beamによってエッチングする。このエッチングにより、レジストマスクＦＲ４の周囲に露出しているSeed膜２２１、及び、第３の磁性膜２２２の細い部分２２４がトリミングされる。   Next, as shown in FIGS. 58 and 59, the region not covered by the resist mask FR4 is etched by Ion Beam. By this etching, the seed film 221 exposed around the resist mask FR4 and the thin portion 224 of the third magnetic film 222 are trimmed.

レジストマスクＦＲ４を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内で留めてもよいし、ギャップ膜２４に達するまで実行してもよいし、ギャップ膜２４を通過し、第１のポール部を構成する磁性膜２１４に達するように実行してもよい。   The etching with the resist mask FR4 may be kept within the thickness of the seed film 221 or may be executed until the gap film 24 is reached, or may pass through the gap film 24 to be the first pole portion. It may be executed so as to reach the magnetic film 214 constituting

（Ｋ）図６０及び図６１の状態に至るプロセス
図５８及び図５９の状態から図６０及び図６１の状態に至るプロセスでは、レジストマスクＦＲ４を除去した後、磁性膜２１４までエッチングする。この後、保護膜２５８（図２参照）する等して、製造プロセスが終了する。 (K) Process leading to the state of FIGS. 60 and 61 In the process from the state of FIGS. 58 and 59 to the state of FIGS. 60 and 61, the resist mask FR4 is removed and then the magnetic film 214 is etched. Thereafter, the protective film 258 (see FIG. 2) is used to complete the manufacturing process.

上記エッチングプロセスによって、細い部分２２４の表面が、広い部分２２３の表面よりは低い位置まで、トリミングされるとともに、細い部分２２４の表面から広い部分２２３の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大された傾斜フレア部２２５が生じる。   By the etching process, the surface of the narrow portion 224 is trimmed to a position lower than the surface of the wide portion 223, and is continuously inclined from the surface of the thin portion 224 toward the surface of the wide portion 223, and As a result, an inclined flare portion 225 whose width is gradually enlarged is generated.

したがって、第２のポール部Ｐ２を構成する細い部分２２４の表面と、広い部分２２３の表面との間には、傾斜フレア部２２５による三次元的段差が生じることになる。この三次元的段差の利点については、既に述べたとおりである。   Therefore, a three-dimensional step due to the inclined flare portion 225 occurs between the surface of the narrow portion 224 constituting the second pole portion P2 and the surface of the wide portion 223. The advantages of this three-dimensional step are as already described.

（Ｌ）９図６２及び図６３の状態に至るプロセス
図６０及び図６１の状態から図６２及び図６３の状態に至るプロセスでは、第３の磁性膜２２２及び、第２の磁性膜２２１をマスクにして、IBEを実行し、第１のポール部Ｐ１に属する第４のポール片２１４を、例えば、０．２５〜０．３５μｍの深さでトリミングした後、図６４、図６５に図示するように、保護膜２５８を、２０〜４０μｍの膜厚となるように、付着させる。保護膜２５８はスパッタによって付着させることができる。 (L) 9 Process leading to the state of FIGS. 62 and 63 In the process from the state of FIGS. 60 and 61 to the state of FIGS. 62 and 63, the third magnetic film 222 and the second magnetic film 221 are masked. As shown in FIGS. 64 and 65, after performing IBE, the fourth pole piece 214 belonging to the first pole portion P1 is trimmed to a depth of, for example, 0.25 to 0.35 μm. Next, the protective film 258 is attached so as to have a thickness of 20 to 40 μm. The protective film 258 can be deposited by sputtering.

以上の工程は、ウエハ上で実行される。この後、ウエハからのバー状ヘッド集合体の切り出し、スロートハイト設定のための研磨、及び、ABS５２、５３加工などの周知の後加工が実行される。   The above steps are performed on the wafer. Thereafter, known post-processing such as cutting of the bar-shaped head aggregate from the wafer, polishing for setting the throat height, and ABS 52 and 53 processing is performed.

（３）実施例３
実施例３は、図９に図示した薄膜磁気ヘッドの製造プロセスであり、図６６〜図７１に図示されている。実施例１または実施例２において図示され、説明されたプロセスであって、実施例３においても適用されるプロセスについては、実施例１又は実施例２の説明を参照し、図示は省略することがある。 (3) Example 3
The third embodiment is a manufacturing process of the thin film magnetic head shown in FIG. 9, and is shown in FIGS. The processes illustrated and described in the first or second embodiment, and the processes applied in the third embodiment are also referred to the description of the first or second embodiment and are not illustrated. is there.

（Ａ）図６６の状態に至るプロセス
基体１５の上に付着された絶縁膜１６の上に、第１のシールド膜３１、読み取り素子３、絶縁膜３２、第２のシールド膜３３、絶縁膜３４及び第１の磁性膜２１１を、周知のプロセスによって形成する。その後、第１の磁性膜２１１の平坦な表面に、コイル形成に要する面積よりも少し大きい面積で、絶縁膜２５１を形成する。絶縁膜２５１は、バックギャップ部及びポール部に相当する部分に開口が生じるように形成する。そして、この開口に、フレームメッキ法の適用によって、第２のポール片２１２及び第１のバックギャップ片２１６を形成する。図６６は第２のポール片２１２及び第１のバックギャップ片２１６を形成した後の状態を示している。 (A) Process leading to the state of FIG. 66 On the insulating film 16 attached on the substrate 15, the first shield film 31, the reading element 3, the insulating film 32, the second shield film 33, and the insulating film 34. The first magnetic film 211 is formed by a known process. Thereafter, the insulating film 251 is formed on the flat surface of the first magnetic film 211 with an area slightly larger than the area required for coil formation. The insulating film 251 is formed so that openings are formed in portions corresponding to the back gap portion and the pole portion. Then, the second pole piece 212 and the first back gap piece 216 are formed in this opening by applying a frame plating method. FIG. 66 shows a state after the second pole piece 212 and the first back gap piece 216 are formed.

（Ｂ）図６７の状態に至るプロセス
図６６の工程の後、絶縁膜２５1を形成してある一面上で、フォトリソグラフィ工程を実行し、レストフレームメッキ法により、第1のコイル２３１を形成する。次に、第１のコイル２３１のコイルターン間のスペースに、フォトレジストでなる絶縁膜２５２を形成する。 (B) Process leading to the state of FIG. 67 After the step of FIG. 66, a photolithography step is performed on the surface on which the insulating film 251 is formed, and the first coil 231 is formed by rest frame plating. . Next, an insulating film 252 made of a photoresist is formed in the space between the coil turns of the first coil 231.

次に、ポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成してある表面に、Al2O3でなる絶縁膜２５４を、例えば、３〜４μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５４、ポール片２１２及びバックギャップ片２１６の表面を、CMPによって研磨する。図６７はCMPが終了した後の状態を示している。 Next, an insulating film 254 made of Al 2 O 3 is attached to the surface on which the pole piece 213 and the back gap piece 217 are formed, for example, to a thickness of 3 to 4 μm, and then the insulating film 254 is formed. The surfaces of the pole piece 212 and the back gap piece 216 are polished by CMP. FIG. 67 shows a state after the CMP is completed.

（Ｃ）図６８及び図６９の状態に至るプロセス
図６７の工程から図６８及び図６９に至るには、図２０〜図２７の工程が実行される。まず、絶縁膜２５４を形成してある一面上で、フォトリソグラフィ工程を実行し、第１のコイル２３１の内端２８１と接続される接続導体２８２のためのレジストフレーム、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７（図２７参照）のためのレジストフレームを形成し、得られたレジストフレームによって画定されたパターンにしたがって、フレームメッキを実行する。これにより、接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７が形成される。接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７は、CoFe又はCoNiFeのメッキ膜であり、例えば、１〜２μｍの範囲の膜厚を有する（図２０参照）。 (C) Process leading to the state of FIGS. 68 and 69 From the process of FIG. 67 to the processes of FIGS. 68 and 69, the processes of FIGS. First, a photolithography process is performed on one surface on which the insulating film 254 is formed, and a resist frame for the connection conductor 282 connected to the inner end 281 of the first coil 231, the third pole piece 213, and A resist frame for the back gap piece 217 (see FIG. 27) is formed, and frame plating is performed according to the pattern defined by the obtained resist frame. Thereby, the connection conductor 282, the third pole piece 213, and the back gap piece 217 are formed. The connection conductor 282, the third pole piece 213, and the back gap piece 217 are CoFe or CoNiFe plating films, and have a film thickness in the range of 1 to 2 μm, for example (see FIG. 20).

次に、接続導体２８２、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７を形成してある表面に、Al2O3でなる絶縁膜２５５を、例えば、２〜３μｍの膜厚となるように付着させた後、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３、バックギャップ片２１７及び接続導体２８１の表面を、CMPによって研磨する。このCMPは、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の膜厚が、例えば、０．２〜０．６μｍの範囲となるように実行する（図２１参照）。 Next, an insulating film 255 made of Al 2 O 3 is attached to the surface on which the connection conductor 282, the third pole piece 213, and the back gap piece 217 are formed so as to have a film thickness of, for example, 2 to 3 μm. Then, the surfaces of the insulating film 255, the third pole piece 213, the back gap piece 217, and the connection conductor 281 are polished by CMP. This CMP is performed so that the film thicknesses of the third pole piece 213 and the back gap piece 217 are in the range of 0.2 to 0.6 μm, for example (see FIG. 21).

次に、絶縁膜２５５、第３のポール片２１３及びバックギャップ片２１７の被研磨面に、第４のポール片２１４（図２７参照）のための磁性膜２１４を、例えば、０．５μｍ〜１μｍの膜厚となるように、スパッタ形成する（図２２参照）。磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）、FeAlN、FeN、FeCoまたはFeZrNによって構成することができる。実施例では、磁性膜２１４は、CoFeN（２．４Ｔ）によって構成されている。更に、磁性膜２１４の表面に、フレームメッキ法によって、NiFeまたはCoNiFeなどのパターンメッキ２５０を形成する。パターンメッキ２５０は、バックギャップ２１６、２１７及び第３のポール片２１３の真上に位置するように形成する。   Next, a magnetic film 214 for the fourth pole piece 214 (see FIG. 27) is formed on the surface to be polished of the insulating film 255, the third pole piece 213, and the back gap piece 217, for example, 0.5 μm to 1 μm. Sputtering is performed so that the film thickness becomes (see FIG. 22). The magnetic film 214 can be made of CoFeN (2.4T), FeAlN, FeN, FeCo, or FeZrN. In the embodiment, the magnetic film 214 is made of CoFeN (2.4T). Further, pattern plating 250 such as NiFe or CoNiFe is formed on the surface of the magnetic film 214 by frame plating. The pattern plating 250 is formed so as to be located immediately above the back gaps 216 and 217 and the third pole piece 213.

次に、パターンメッキ２５０をマスクとして、磁性膜２１４を、Ion Beamによってエッチングした後、アルミナなどでなる絶縁膜２５６を、２〜３μｍの膜厚となるようにスパッタし（図２３参照）、次に、絶縁膜２５６を、パターンメッキ２５０が除去される位置まで、CMPによって研磨し平坦化する（図２４参照）。   Next, the magnetic film 214 is etched by Ion Beam using the pattern plating 250 as a mask, and then an insulating film 256 made of alumina or the like is sputtered to a thickness of 2 to 3 μm (see FIG. 23). Then, the insulating film 256 is polished and flattened by CMP to a position where the pattern plating 250 is removed (see FIG. 24).

次に、CMPによって平坦化された面に、ギャップ膜２４を０．０６〜０．１μｍの膜厚となるように形成する（図２５参照）。ギャップ膜２４は、例えば、Ｒｕなどの非磁性金属材料でなり、スパッタ等によって形成することができる。次に、ギャップ膜２４の表面、及び、平坦化面に、第２の磁性膜２２１を形成する。第２の磁性膜２２１は、HiBs材を用いて構成する。具体的には、FeAlN、FeN、CoFe、CoFeN、FeZrNなどのHiBs材料のうち、特に、CoFe及びCoFeNが適している。第２の磁性膜２２１は、この後、第３の磁性膜をメッキによって形成する際に、Seed膜として用いられるものであり、例えば、０．３〜０．６μｍの膜厚となるように形成する。   Next, a gap film 24 is formed on the surface flattened by CMP so as to have a thickness of 0.06 to 0.1 μm (see FIG. 25). The gap film 24 is made of, for example, a nonmagnetic metal material such as Ru, and can be formed by sputtering or the like. Next, the second magnetic film 221 is formed on the surface of the gap film 24 and the planarized surface. The second magnetic film 221 is configured using a HiBs material. Specifically, CoFe and CoFeN are particularly suitable among HiBs materials such as FeAlN, FeN, CoFe, CoFeN, and FeZrN. After that, the second magnetic film 221 is used as a seed film when the third magnetic film is formed by plating. For example, the second magnetic film 221 is formed to have a film thickness of 0.3 to 0.6 μm. To do.

この後、第２の磁性膜２２１をSeed膜として、フレームメッキ法により、第３の磁性膜２２２を形成する。第３の磁性膜２２２は、例えば、NiFe（組成比５５：４５）、CoNiFe（組成比約６７：１５：１８、１．９Ｔ〜２．１Ｔ）、または、CoFe（組成比４０：６０、２．３Ｔ）等によって構成される。その厚みは、３．５〜４．０μｍの範囲である。第３の磁性膜２２２は、広い部分２２３と、細い部分２２４とを有するように形成される（図２６参照）。広い部分２２３は、第２のヨーク部を構成する部分であり、細い部分２２４は第２のポール部を構成する部分である。   Thereafter, the third magnetic film 222 is formed by frame plating using the second magnetic film 221 as a seed film. The third magnetic film 222 is made of, for example, NiFe (composition ratio 55:45), CoNiFe (composition ratio about 67:15:18, 1.9T to 2.1T), or CoFe (composition ratio 40:60, 2 .3T) etc. Its thickness is in the range of 3.5 to 4.0 μm. The third magnetic film 222 is formed to have a wide portion 223 and a narrow portion 224 (see FIG. 26). The wide portion 223 is a portion constituting the second yoke portion, and the thin portion 224 is a portion constituting the second pole portion.

次に、第３の磁性膜２２２のうち、細い部分２２４を除き、第３の磁性膜２２２の広い部分２３の全体を、レジストマスクFR3によって覆う（図２７〜図２９参照）。レジストマスクFR3は、第１のコイル２３１及び第２のコイル２３２をも覆うように広がっている。また、レジストマスクFR3は、その端面が、細い部分２２４の表面に対して、直交するように形成する。図６８及び図６９はレジストマスクFR3を形成した後の状態を示している。   Next, the entire wide portion 23 of the third magnetic film 222 is covered with a resist mask FR3 except for the thin portion 224 of the third magnetic film 222 (see FIGS. 27 to 29). The resist mask FR3 extends so as to cover the first coil 231 and the second coil 232 as well. Further, the resist mask FR3 is formed so that the end face thereof is orthogonal to the surface of the thin portion 224. 68 and 69 show a state after the resist mask FR3 is formed.

次に、図６８及び図６９に図示するように、レジストマスクFR3によって覆われていない領域を、Ion Beamによってエッチングする。このエッチングにより、レジストマスクFR3の周囲に露出しているSeed膜２２１、及び、第３の磁性膜２２２の細い部分２２４がトリミングされる。   Next, as shown in FIGS. 68 and 69, the region not covered with the resist mask FR3 is etched by Ion Beam. By this etching, the seed film 221 exposed around the resist mask FR3 and the thin portion 224 of the third magnetic film 222 are trimmed.

レジストマスクFR3を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内で留めてもよいし、ギャップ膜２４に達するまで実行してもよいし、ギャップ膜２４を通過し、第１のポール部を構成する磁性膜２１３に達するように実行してもよい。   The etching with the resist mask FR3 may be stopped within the thickness of the seed film 221 or may be performed until the gap film 24 is reached, or may pass through the gap film 24 to be the first pole portion. It may be executed so as to reach the magnetic film 213 constituting the structure.

図示実施例では、図６９に図示するように、レジストマスクFR3を有した状態でのエッチングは、Seed膜２２１の厚み内でとどめている。そして、図７０、図７１に図示するように、レジストマスクFR3を除去した後、磁性膜２１３までエッチングする。この後、保護膜２５８（図２参照）を形成する等して、製造プロセスが終了する。   In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 69, the etching with the resist mask FR3 is limited within the thickness of the seed film 221. Then, as shown in FIGS. 70 and 71, after removing the resist mask FR3, the magnetic film 213 is etched. Thereafter, a protective film 258 (see FIG. 2) is formed, and the manufacturing process is completed.

上記エッチングプロセスによって、細い部分２２４の表面が、広い部分２２３の表面よりは低い位置まで、トリミングされる。このトリミングにより、細い部分２２４の表面から広い部分２２３の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大された傾斜フレア部２２５が生じる。   By the etching process, the surface of the narrow portion 224 is trimmed to a position lower than the surface of the wide portion 223. By this trimming, an inclined flare portion 225 that is inclined and continuous from the surface of the narrow portion 224 toward the surface of the wide portion 223 and the width is gradually increased is generated.

したがって、第２のポール部Ｐ２を構成する細い部分２２４の表面と、広い部分２２３の表面との間には、傾斜フレア部２２５による三次元的段差が生じることになる。この三次元的段差の利点については、既に述べたとおりである。   Therefore, a three-dimensional step due to the inclined flare portion 225 is generated between the surface of the narrow portion 224 constituting the second pole portion P2 and the surface of the wide portion 223. The advantages of this three-dimensional step are as already described.

３．磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置
本発明は、更に、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置についても開示する。図７２及び図７３を参照すると、本発明に係る磁気ヘッド装置は、図１〜図１０に示した薄膜磁気ヘッド４００と、ヘッド支持装置６とを含む。ヘッド支持装置６は、金属薄板でなる支持体６１の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体６２を取付け、この可撓体６２の下面に薄膜磁気ヘッド４００を取付けた構造となっている。 3. The present invention further discloses a magnetic head device and a magnetic recording / reproducing apparatus. Referring to FIGS. 72 and 73, the magnetic head device according to the present invention includes the thin film magnetic head 400 shown in FIGS. The head support device 6 has a flexible body 62 made of a metal thin plate attached to a free end at one end in the longitudinal direction of a support body 61 made of a thin metal plate, and a thin film magnetic head 400 attached to the lower surface of the flexible body 62. It has a structure.

具体的には、可撓体６２は、支持体６１の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部６２１、６２２と、支持体６１から離れた端において外側枠部６２１、６２２を連結する横枠６２３と、横枠６２３の略中央部から外側枠部６２１、６２２に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片６２４とを有する。横枠６２３のある方向とは反対側の一端は、支持体６１の自由端付近に溶接等の手段によって取付けられている。   Specifically, the flexible body 62 connects the two outer frame portions 621 and 622 extending substantially in parallel with the longitudinal axis of the support body 61 and the outer frame portions 621 and 622 at the end away from the support body 61. And a tongue-like piece 624 extending from a substantially central portion of the horizontal frame 623 so as to be substantially parallel to the outer frame portions 621 and 622 and having a free end at the tip. One end of the side opposite to the direction in which the horizontal frame 623 is present is attached to the vicinity of the free end of the support 61 by means such as welding.

支持体６１の下面には、例えば半球状の荷重用突起６２５が設けられている。この荷重用突起６２５により、支持体６１の自由端から舌状片６２４へ荷重力が伝えられる。   For example, a hemispherical load protrusion 625 is provided on the lower surface of the support 61. The load projection 625 transmits a load force from the free end of the support 61 to the tongue-like piece 624.

薄膜磁気ヘッド４００は、舌状片６２４の下面に接着等の手段によって取付けられている。薄膜磁気ヘッド４００は、ピッチ動作及びロール動作が許容されるように支持されている。   The thin film magnetic head 400 is attached to the lower surface of the tongue-like piece 624 by means such as adhesion. The thin film magnetic head 400 is supported so that pitch operation and roll operation are allowed.

本発明に適用可能なヘッド支持装置６は、上記実施例に限定するものではなく、これまで提案され、またはこれから提案されることのあるヘッド支持装置を、広く適用できる。例えば、支持体６１と舌状片６２４とを、タブテープ（ＴＡＢ）等のフレキシブルな高分子系配線板を用いて一体化したもの等を用いることもできる。また、従来より周知のジンバル構造を持つものを自由に用いることができる。   The head support device 6 applicable to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and head support devices that have been proposed or may be proposed in the future can be widely applied. For example, a support body 61 and a tongue-like piece 624 integrated with a flexible polymer wiring board such as a tab tape (TAB) can be used. Moreover, what has a conventionally well-known gimbal structure can be used freely.

次に、図７４を参照すると、本発明に係る磁気記録再生装置は、軸７０の回りに回転可能に設けられた磁気ディスク７１と、磁気ディスク７１に対して情報の記録及び再生を行う薄膜磁気ヘッド７２と、薄膜磁気ヘッド７２を磁気ディスク７１のトラック上に位置決めするためのアッセンブリキャリッジ装置７３とを備えている。   Next, referring to FIG. 74, a magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention includes a magnetic disk 71 that is rotatably provided around an axis 70, and a thin film magnetic that records and reproduces information on the magnetic disk 71. A head 72 and an assembly carriage device 73 for positioning the thin film magnetic head 72 on the track of the magnetic disk 71 are provided.

アセンブリキャリッジ装置７３は、軸７４を中心にして回動可能なキャリッジ７５と、このキャリッジ７５を回動駆動する例えばボイスコイルモータ(VCM)からなるアクチュエータ７６とから主として構成されている。   The assembly carriage device 73 is mainly composed of a carriage 75 that can be rotated about a shaft 74 and an actuator 76 that is, for example, a voice coil motor (VCM) that drives the carriage 75 to rotate.

キャリッジ７５には、軸７４の方向にスタックされた複数の駆動アーム７７の基部が取り付けられており、各駆動アーム７７の先端部には、薄膜磁気ヘッド７２を搭載したヘッドサスペンションアッセンブリ７８が固着されている。各ヘッドサスペンションアセンブリ７８は、その先端部に有する薄膜磁気ヘッド７２が、各磁気ディスク７１の表面に対して対向するように駆動アーム７７の先端部に設けられている。   A base portion of a plurality of drive arms 77 stacked in the direction of the shaft 74 is attached to the carriage 75, and a head suspension assembly 78 on which a thin film magnetic head 72 is mounted is fixed to the distal end portion of each drive arm 77. ing. Each head suspension assembly 78 is provided at the tip of the drive arm 77 so that the thin film magnetic head 72 at the tip of the head suspension assembly 78 faces the surface of each magnetic disk 71.

駆動アーム７７、ヘッドサスペンションアッセンブリ７８及び薄膜磁気ヘッド７２は、図７２、図７３を参照して説明した磁気ヘッド装置を構成する。薄膜磁気ヘッド７２は、図１〜図１０に示した構造を有する。従って、図７４に示した磁気記録再生装置は、図１〜図１０を参照して説明した作用効果を奏する。   The drive arm 77, the head suspension assembly 78, and the thin film magnetic head 72 constitute the magnetic head device described with reference to FIGS. The thin film magnetic head 72 has the structure shown in FIGS. Therefore, the magnetic recording / reproducing apparatus shown in FIG. 74 has the effects described with reference to FIGS.

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。   Although the contents of the present invention have been specifically described with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can take various modifications based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is.

本発明に係る薄膜磁気ヘッドをABS側から見た平面図である。It is the top view which looked at the thin film magnetic head concerning the present invention from the ABS side. 図１に示した薄膜磁気ヘッドの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film magnetic head shown in FIG. 1. 図１、図２に示した薄膜磁気ヘッドの電磁変換部分の構造を、拡大して示す断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of an electromagnetic conversion portion of the thin film magnetic head shown in FIGS. 1 and 2. 図３に示した電磁変換部分をABS側から見た図である。It is the figure which looked at the electromagnetic conversion part shown in FIG. 3 from the ABS side. 図３及び図４に示した電磁変換部分の内、書き込み素子の部分を切り取って示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing the write element portion cut out from the electromagnetic conversion portion shown in FIGS. 3 and 4. 図３乃至図５に示した電磁変換部分における書き込み素子のコイル構造を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a coil structure of a write element in the electromagnetic conversion portion shown in FIGS. 3 to 5. 本発明に係る薄膜磁気ヘッドの電磁変換部分について、別の実施例を、拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows another Example about the electromagnetic conversion part of the thin film magnetic head which concerns on this invention. 図７に示した電磁変換部分をABS側から見た図である。It is the figure which looked at the electromagnetic conversion part shown in FIG. 7 from the ABS side. 本発明に係る薄膜磁気ヘッドの電磁変換部分について、更に別の実施例を、拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows another Example about the electromagnetic conversion part of the thin film magnetic head which concerns on this invention. 図３乃至図６に示した電磁変換部を持つ薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the thin film magnetic head having the electromagnetic conversion portion shown in FIGS. 3 to 6. 図１０に示した工程の後の工程を示す図である。It is a figure which shows the process after the process shown in FIG. 図１１に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 11. 図１２に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 12. 図１３に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 13. 図１４に示した工程の後の工程を示す図である。It is a figure which shows the process after the process shown in FIG. 図１５に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 15. 図１６に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 16. 図１７に示した工程の後の工程を示す図である。It is a figure which shows the process after the process shown in FIG. 図１８に示した工程の後の工程を示す図である。It is a figure which shows the process after the process shown in FIG. 図１９に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 19. 図２０に示した工程の後の工程を示す図である。It is a figure which shows the process after the process shown in FIG. 図２１に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 21. 図２２に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 22. 図２３に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 23. 図２４に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 24. 図２５に示した工程において、ABS側から見た図である。It is the figure seen from the ABS side in the process shown in FIG. 図２５及び図２６に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 25 and FIG. 26. 図２７に示した工程において、ABS側から見た図である。It is the figure seen from the ABS side in the process shown in FIG. 図２７及び図２８に示した工程において、書き込み素子の部分を切り取って示す斜視図である。FIG. 29 is a perspective view showing a portion of the writing element cut out in the step shown in FIGS. 27 and 28. 図２８及び図２９に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 28 and 29. 図３０に示した工程をABS側から見た図である。It is the figure which looked at the process shown in FIG. 30 from the ABS side. 図３０及び図３１に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 32 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 30 and 31. 図３２に示した工程をABS側から見た図である。It is the figure which looked at the process shown in FIG. 32 from the ABS side. 図３２及び図３３に示した工程の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the process shown in FIG.32 and FIG.33. 図３４に示した工程を上面側から見た図である。It is the figure which looked at the process shown in FIG. 34 from the upper surface side. 図３４及び図３５に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 36 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 34 and 35. 図３６に示した工程を上面側から見た図である。It is the figure which looked at the process shown in FIG. 36 from the upper surface side. 図３６及び図３７に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 38 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 36 and 37. 図３８に示した工程をABS側から見た図である。It is the figure which looked at the process shown in FIG. 38 from the ABS side. 図３０、図３１に示す工程を上面側から見た図である。It is the figure which looked at the process shown in FIG. 30, FIG. 31 from the upper surface side. 図４０と対比される従来工程を上面側から見た図である。It is the figure which looked at the conventional process contrasted with FIG. 40 from the upper surface side. 図４０に示した工程を経た後の状態を上面側から見た図である。It is the figure which looked at the state after passing through the process shown in FIG. 40 from the upper surface side. 図４１に示した従来工程を経た後の状態を上面側から見た図である。It is the figure which looked at the state after passing through the conventional process shown in FIG. 41 from the upper surface side. 図４０に示した後の工程を示す図である。FIG. 41 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 40. 図４１に示した後の工程を示す図である。FIG. 42 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 41. 図４４に示した後の従来工程による結果を示す図である。It is a figure which shows the result by the conventional process after it shows in FIG. 図７及び図８に示した薄膜磁気ヘッドの工程を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a process of the thin film magnetic head shown in FIGS. 7 and 8. 図４７に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 48 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 47. 図４８に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 49 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 48. 図４９に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 50 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 49. 図５０に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 51 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 50. 図５１に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 52 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 51. 図５２に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 53 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 52. 図５３に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 54 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 53. 図５４に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 55 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 54. 図５５に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 56 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 55. 図５６に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 57 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 56. 図５７に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 58 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 57. 図５８に示した工程をABS側から見た図である。It is the figure which looked at the process shown in FIG. 58 from the ABS side. 図５８及び図５９に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 60 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 58 and 59. 図６０に示した工程をABS側から見た図である。FIG. 61 is a diagram of the process illustrated in FIG. 60 viewed from the ABS side. 図６０及び図６１に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 62 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 60 and 61. 図６２に示した工程をABS側を示す図である。FIG. 63 is a diagram showing an ABS side of the process shown in FIG. 62. 図６２及び図６３に示した工程の後の工程（完成工程）を示す図である。FIG. 64 is a diagram showing a step (completed step) after the step shown in FIGS. 62 and 63. 図６４の完成状態を、ABS側から見た図である。FIG. 65 is a diagram of the completed state of FIG. 64 as viewed from the ABS side. 図９に示した薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the thin film magnetic head shown in FIG. 図６６に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 67 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 66. 図６７に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 68 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 67. 図６８に示した工程をABS側から見た図である。FIG. 69 is a diagram of the process illustrated in FIG. 68 viewed from the ABS side. 図６７及び図６８に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 69 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 67 and 68. 図７０に示した工程をABS側から見た図である。It is the figure which looked at the process shown in FIG. 70 from the ABS side. 本発明に係る薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ヘッド装置の正面図である。1 is a front view of a magnetic head device using a thin film magnetic head according to the present invention. 図７２に示した磁気ヘッド装置を底面側（ABS側）から見た図である。FIG. 73 is a view of the magnetic head device shown in FIG. 72 as viewed from the bottom surface side (ABS side). 本発明に係る薄膜磁気ヘッド及び磁気ヘッド装置と磁気記録媒体とを組み合わせた磁気記録再生装置を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a magnetic recording / reproducing apparatus in which a thin film magnetic head and a magnetic head device according to the present invention are combined with a magnetic recording medium.

符号の説明Explanation of symbols

２ 書き込み素子
２１１ 第１の磁性膜
２２１ 第２の磁性膜
２２２ 第３の磁性膜
Ｐ１、Ｐ２ 第１、第２のポール部
２１２〜２１５、２２３ ポール片
２１６〜２１９、２２４ バックギャップ片
２３１〜２３４ 第１のコイル〜第４のコイル
２４ ギャップ膜
２６０〜２６２ Ｓｅｅｄ膜
３ 読み取り素子
１６、３２、３４、２５１〜２５７、２７１〜２７３ 絶縁膜
４００ 薄膜磁気ヘッド 2 Write element 211 First magnetic film 221 Second magnetic film 222 Third magnetic film P1, P2 First and second pole portions 212 to 215, 223 Pole pieces 216 to 219, 224 Back gap pieces 231 to 234 First coil to fourth coil 24 Gap film 260 to 262 Seed film 3 Read element 16, 32, 34, 251 to 257, 271 to 273 Insulating film 400 Thin film magnetic head

Claims (18)

書き込み素子を含む薄膜磁気ヘッドであって、
前記書き込み素子は、第１のヨーク部と、第１のポール部と、第２のポール部と、第２のヨーク部と、ギャップ膜と、コイルとを含んでおり、
前記第１のヨーク部は、第１の磁性膜によって構成され、一面が平面であり、
前記第１のポール部は、媒体対向面側において、前記第１の磁性膜の前記一面上に突設され、上端が縮小された幅を有しており、
前記第２のポール部は、前記第１のポール部の前記上端と、前記ギャップ膜を介して、同一幅で対向しており、
前記第２のヨーク部は、広い部分と、細い部分と、傾斜フレア部とを含み、
前記広い部分は、表面が平坦で、前記媒体対向面を基準にして後方側のバックギャップ部により、前記第１の磁性膜と結合されており、
前記細い部分は、前記第２のポール部を構成し、表面が、前記広い部分の表面よりは低い位置にあり、
前記傾斜フレア部は、前記細い部分の前記表面から前記広い部分の表面に向かって、傾斜して連続し、かつ、幅が次第に拡大されており、
前記コイルは、前記第１の磁性膜の前記一面上に形成された第１の絶縁膜の面上で、前記バックギャップ部の周りを、渦巻き状に周回している
薄膜磁気ヘッド。 A thin film magnetic head including a writing element,
The write element includes a first yoke portion, a first pole portion, a second pole portion, a second yoke portion, a gap film, and a coil.
The first yoke portion is constituted by a first magnetic film, and one surface is a plane,
The first pole portion protrudes on the one surface of the first magnetic film on the medium facing surface side and has a width with a reduced upper end.
The second pole portion is opposed to the upper end of the first pole portion with the same width via the gap film,
The second yoke portion includes a wide portion, a thin portion, and an inclined flare portion,
The wide portion has a flat surface and is coupled to the first magnetic film by a back gap portion on the rear side with respect to the medium facing surface.
The thin portion constitutes the second pole portion, and the surface is at a position lower than the surface of the wide portion,
The inclined flare portion is inclined and continuous from the surface of the thin portion toward the surface of the wide portion, and the width is gradually enlarged,
The thin-film magnetic head, wherein the coil spirals around the back gap portion on the surface of the first insulating film formed on the one surface of the first magnetic film. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第１のポール部は、前記ギャップ膜と隣接するポール片が、幅方向の両側において、前記第２のポール部の幅に合わせてトリミングされ、トリミングによって生じた凹部の底部の厚みが、前記ポール片に向かうにつれて増大している
薄膜磁気ヘッド。 2. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the first pole portion is formed by trimming pole pieces adjacent to the gap film in accordance with the width of the second pole portion on both sides in the width direction. A thin film magnetic head in which the thickness of the bottom of the concave portion generated by trimming increases toward the pole piece. 請求項１又は２の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記ギャップ膜と隣接するポール片を構成する磁性膜は、CoFe、CoFeN、FeAlN、FeN、FeCo又はFeZrNのいずれかで構成されている
薄膜磁気ヘッド。 3. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the magnetic film constituting the pole piece adjacent to the gap film is composed of any one of CoFe, CoFeN, FeAlN, FeN, FeCo, and FeZrN. Thin film magnetic head. 請求項１乃至３の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、
前記第２のヨーク部は、第２の磁性膜と第３の磁性膜とを含み、前記第３の磁性膜は前記第２の磁性膜の上に付着されており、
前記広い部分は、前記第２の磁性膜及び前記第３の磁性膜の膜厚の均一な部分によって構成されており、
前記細い部分の表面及び傾斜フレア部の表面は、前記第３の磁性膜の表面を、部分的にエッチングして得られたものである
薄膜磁気ヘッド。 A thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 3,
The second yoke portion includes a second magnetic film and a third magnetic film, and the third magnetic film is attached on the second magnetic film,
The wide part is constituted by a uniform part of the thickness of the second magnetic film and the third magnetic film,
The surface of the thin portion and the surface of the inclined flare portion are thin film magnetic heads obtained by partially etching the surface of the third magnetic film. 請求項４に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第２の磁性膜は、Co及びＦｅを含む磁性材料でなる薄膜磁気ヘッド。   5. The thin film magnetic head according to claim 4, wherein the second magnetic film is made of a magnetic material containing Co and Fe. 請求項４又は５の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第２の磁性膜はCoFe又はCoFeNの何れかでなる薄膜磁気ヘッド。   6. The thin film magnetic head according to claim 4, wherein the second magnetic film is made of either CoFe or CoFeN. 請求項４乃至６の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記第２の磁性膜は、スパッタ膜である薄膜磁気ヘッド。   7. The thin film magnetic head according to claim 4, wherein the second magnetic film is a sputtered film. 請求項１乃至７の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、
前記コイルは、第１のコイルと、第２のコイルとを含み、
前記第１のコイル及び前記第２のコイルは、前記第１の磁性膜の前記一面上に形成された第１の絶縁膜の面上で、前記バックギャップ部の周りを、渦巻き状に周回し、一方が、他方のコイルターン間のスペースに、第２の絶縁膜を介して嵌め込まれ、同一方向の磁束を生じるように接続されており、
前記第１のコイル及び前記第２のコイルは、上面が平坦化された平面を構成する
薄膜磁気ヘッド。 A thin film magnetic head according to claim 1,
The coil includes a first coil and a second coil,
The first coil and the second coil circulate around the back gap portion in a spiral shape on the surface of the first insulating film formed on the one surface of the first magnetic film. , One is inserted in the space between the other coil turns through the second insulating film, and connected so as to generate a magnetic flux in the same direction,
The first coil and the second coil are thin film magnetic heads that form a flat surface having a flat upper surface. 請求項８に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
前記第１のコイルは、メッキ膜であり、前記第１の磁性膜の前記一面に付着された前記第１の絶縁膜の上に形成されており、
前記第２のコイルは、メッキ膜であり、前記スペース内において、前記第２の絶縁膜の上に形成されており、前記第２の絶縁膜は、前記スペースの底面及び両側面に形成されている薄膜磁気ヘッド。 The thin film magnetic head according to claim 8,
The first coil is a plating film, and is formed on the first insulating film attached to the one surface of the first magnetic film,
The second coil is a plating film, and is formed on the second insulating film in the space. The second insulating film is formed on a bottom surface and both side surfaces of the space. Thin film magnetic head. 請求項１乃至９の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、
前記第１のポール部は、第１のポール片と、第２のポール片と、第３のポール片と、第４のポール片とを含み、
前記第１のポール片は、前記第１の磁性膜の端によって構成されており、
前記第２のポール片は、一面が前記第１のポール片に隣接しており、
前記第３のポール片は、一面が前記第２のポール片の他面に隣接しており、
前記第４のポール片は、一面が前記第３のポール片の他面に隣接し、他面が前記ギャップ膜に隣接しており、
前記第２のポール片は、前記他面が、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの平坦化された平面と、同一位置になるように平坦化されており、
前記第３のポール片は、前記他面が、前記平坦化された平面の上に設けられた第３の絶縁膜の表面と同一位置になるように平坦化されており、
前記第４のポール片は、前記他面が、前記第３の絶縁膜の上に設けられた第４の絶縁膜の表面と同一位置になるように平坦化されており、
前記ギャップ膜は、前記第４のポール片及び前記第４の絶縁膜の平坦化された表面上に存在する薄膜磁気ヘッド。 A thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 9,
The first pole portion includes a first pole piece, a second pole piece, a third pole piece, and a fourth pole piece,
The first pole piece is constituted by an end of the first magnetic film,
One surface of the second pole piece is adjacent to the first pole piece,
One surface of the third pole piece is adjacent to the other surface of the second pole piece,
The fourth pole piece has one surface adjacent to the other surface of the third pole piece, and the other surface adjacent to the gap film,
The second pole piece is flattened so that the other surface is in the same position as the flattened planes of the first coil and the second coil,
The third pole piece is flattened so that the other surface is at the same position as the surface of the third insulating film provided on the flattened plane,
The fourth pole piece is flattened so that the other surface is at the same position as the surface of the fourth insulating film provided on the third insulating film,
The gap film is a thin-film magnetic head that exists on a planarized surface of the fourth pole piece and the fourth insulating film. 請求項１０に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
前記第４のポール片は、第２の磁性膜、第３の磁性膜の前記広い部分の表面と、第２のポール部の表面との間の段差よりも厚い膜厚を有する
薄膜磁気ヘッド。 The thin film magnetic head according to claim 10,
The fourth pole piece is a thin film magnetic head having a thickness greater than a step between the surface of the second magnetic film and the wide portion of the third magnetic film and the surface of the second pole portion. 請求項１乃至１１の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、
前記コイルは、コイルターン間のスペースが、有機絶縁樹脂によって埋められており、
前記コイル及び前記有機樹脂は、無機絶縁材料でなる第５の絶縁膜によって覆われており、
前記第５の絶縁膜は、表面が平坦化されており、
前記第１のポール部は、第１のポール片と、第２のポール片と、第３のポール片とを含み、
前記第１のポール片は、前記第１の磁性膜の端によって構成されており、
前記第２のポール片は、一面が前記第１のポール片に隣接しており、
前記第３のポール片は、一面が前記第２のポール片の他面に隣接しており、
前記第２のポール片は、前記他面が、前記第５の絶縁膜の平坦化された平面と、同一位置になるように平坦化されており、
前記第３のポール片は、前記他面が、前記第５の絶縁膜の平坦化された平面に設けられた第６の絶縁膜の表面と同一位置になるように平坦化されており、
前記ギャップ膜は、前記第３のポール片及び前記第６の絶縁膜の平坦化された表面上に存在する
薄膜磁気ヘッド。 A thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 11,
In the coil, a space between coil turns is filled with an organic insulating resin,
The coil and the organic resin are covered with a fifth insulating film made of an inorganic insulating material,
The fifth insulating film has a flat surface.
The first pole portion includes a first pole piece, a second pole piece, and a third pole piece,
The first pole piece is constituted by an end of the first magnetic film,
One surface of the second pole piece is adjacent to the first pole piece,
One surface of the third pole piece is adjacent to the other surface of the second pole piece,
The second pole piece is flattened so that the other surface is in the same position as the flattened plane of the fifth insulating film,
The third pole piece is flattened so that the other surface is at the same position as the surface of the sixth insulating film provided on the flattened plane of the fifth insulating film,
The gap film is a thin film magnetic head that exists on the planarized surfaces of the third pole piece and the sixth insulating film. 請求項１乃至１２の何れかに記載された薄膜磁気ヘッドであって、更に、読み取り素子を含んでおり、前記読み取り素子は、巨大磁気抵抗効果素子を含む
薄膜磁気ヘッド。 13. The thin film magnetic head according to claim 1, further comprising a reading element, wherein the reading element includes a giant magnetoresistive element. 請求項１３に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記巨大磁気抵抗効果素子は、スピンバルブ膜または強磁性トンネル接合の何れかを含む
薄膜磁気ヘッド。 14. The thin film magnetic head according to claim 13, wherein the giant magnetoresistive element includes either a spin valve film or a ferromagnetic tunnel junction. 薄膜磁気ヘッドと、磁気記録媒体とを含む磁気記録再生装置であって、
前記薄膜磁気ヘッドは、請求項１乃至１４に記載されたものでなり、
前記磁気記録媒体は、前記薄膜磁気ヘッドと協働して磁気記録再生を行う
磁気記録再生装置。 A magnetic recording / reproducing apparatus including a thin film magnetic head and a magnetic recording medium,
The thin film magnetic head is the one described in claims 1 to 14,
The magnetic recording medium is a magnetic recording / reproducing apparatus that performs magnetic recording / reproduction in cooperation with the thin film magnetic head. 書き込み素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記薄膜磁気ヘッドは、請求項１乃至１４に記載されたものでなり、
前記書き込み素子の製造にあたり、
前記第３の磁性層を、均一な膜厚となるように形成した後、前記第３の磁性膜のうち、細い部分を除き、前記第３の磁性膜の広い部分の全体を、レジストマスクによって覆い、
次に、前記第３の磁性膜のうち、少なくとも、前記第２のポール部となる部分、および、前記傾斜フレア部となる部分であって、前記レジストマスクによって覆われていない部分をエッチングし、狭幅化されたトラック幅を得る工程を含む
薄膜磁気ヘッドの製造方法。 A method of manufacturing a thin film magnetic head having a writing element,
The thin film magnetic head is the one described in claims 1 to 14,
In manufacturing the writing element,
After the third magnetic layer is formed so as to have a uniform film thickness, the entire wide portion of the third magnetic film is removed by a resist mask except for a thin portion of the third magnetic film. Covering,
Next, of the third magnetic film, at least a portion to be the second pole portion and a portion to be the inclined flare portion, which are not covered with the resist mask, are etched, A method of manufacturing a thin film magnetic head including a step of obtaining a narrowed track width. 請求項１６に記載された薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記エッチング工程は、前記レジストマスクの存在下で、前記第３の磁性膜及び前記ギャップ膜をエッチングした後、前記レジストマスクを剥離し、
前記レジストマスクを剥離した後、前記第２の磁性膜をエッチングする工程を含む
薄膜磁気ヘッドの製造方法。 A method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 16,
In the etching step, after etching the third magnetic film and the gap film in the presence of the resist mask, the resist mask is peeled off,
A method of manufacturing a thin film magnetic head, comprising: a step of etching the second magnetic film after removing the resist mask. 請求項１７に記載された薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記エッチング工程は、前記レジストマスクの存在下で、前記ギャップ膜の表面までエッチングした後、前記レジストマスクを剥離し、
前記レジストマスクを剥離した後、前記ギャップ膜及び第２のポール部をエッチングする工程を含む
薄膜磁気ヘッドの製造方法。 A method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 17,
In the etching step, in the presence of the resist mask, after etching to the surface of the gap film, the resist mask is peeled off,
A method of manufacturing a thin film magnetic head, comprising: a step of etching the gap film and the second pole portion after removing the resist mask.
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