JP3611836B2

JP3611836B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法

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Publication number: JP3611836B2
Application number: JP2002246642A
Authority: JP
Inventors: 聡史上島; 豊昭田中
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Current assignee: TDK Corp
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Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2005-01-19
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスク装置の面記録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。薄膜磁気ヘッドとしては、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドと読み出し用の磁気抵抗（以下、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）とも記す。）素子を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００３】
ところで、記録ヘッドの性能のうち、記録密度を高めるには、磁気記録媒体におけるトラック密度を上げる必要がある。このためには、記録ギャップ層を挟んでその上下に形成された下部磁極および上部磁極のエアベアリング面（媒体対向面）での幅、すなわちトラック幅を数ミクロンからサブミクロン寸法まで狭くした狭トラック構造の記録ヘッドを実現する必要があり、これを達成するために半導体加工技術が利用されている。
【０００４】
また、下部磁極と上部磁極との間における磁束の広がりによる実効的な記録トラック幅の増加を防止するために、下部磁極のうちの少なくとも記録ギャップ層側の一部の幅を上部磁極の幅に揃えた構造が多く採用されている。この構造は、トリム（Ｔｒｉｍ）構造と呼ばれる。また、以下、このようなトリム構造を形成することを磁極トリミングと言う。
【０００５】
磁極トリミングの方法としては、例えば、特開平１０−１１２００７号公報や特開２０００−１０５９０６号公報等に示されるように、上部磁極をマスクとして、上部磁極の周辺領域において、記録ギャップ層および下部磁極のうちの記録ギャップ層側の一部を、ドライエッチングによってエッチングするという方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、記録ギャップ層がアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の非金属材料によって形成されている場合には、上述の方法で磁極トリミングを行うと、記録ギャップ層の幅が上部磁極の幅よりも大きくなり、その結果、下部磁極のうちの記録ギャップ層側の一部の幅も上部磁極の幅よりも大きくなるという問題点があった。
【０００７】
以下、図２２ないし図３１を参照して、上記の問題点について詳しく説明する。図２２ないし図３１は、従来の上部磁極の形成から磁極トリミングまでの一連の工程の一例を説明するための断面図である。この例では、図２２に示したように、下部磁極３０１の上に記録ギャップ層３０２を形成する。次に、図示しないが、記録ギャップ層３０２の上に、めっき用の電極膜を形成する。
【０００８】
次に、図２３に示したように、電極膜の上に、スピンコート法等により、レジストを塗布して、レジスト層３０３Ａを形成する。次に、必要に応じて、レジスト層３０３Ａに対して熱処理を施す。
【０００９】
次に、図２４に示したように、マスク３０４を介してレジスト層３０３Ａの露光を行い、レジスト層３０３Ａに、マスク３０４のパターンに対応した潜像を形成する。次に、必要に応じて、レジスト層３０３Ａに対して熱処理を施す。
【００１０】
次に、図２５に示したように、レジスト層３０３Ａを現像液によって現像し、水洗し、乾燥させて、残ったレジスト層３０３Ａによって、フレーム３０３Ｂを形成する。このフレーム３０３Ｂは、溝部３０３Ｃを有している。
【００１１】
次に、必要に応じてめっき前処理を行った後、図２６に示したように、電極膜に電流を流して電気めっきを行って、溝部３０３Ｃ内に上部磁極３０５を形成する。
【００１２】
次に、例えば、図２６に示した積層体を有機溶剤に浸漬し、揺動することによって、図２７に示したように、フレーム３０３Ｂを溶解させて除去する。
【００１３】
次に、図２８に示したように、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、上部磁極３０５の側部をエッチングすると共に、上部磁極３０５をマスクとして、上部磁極３０５の周辺領域において、電極膜および記録ギャップ層３０２を除去する。
【００１４】
このエッチングの工程において、イオンミリングを用いる場合には、記録ギャップ層３０２のエッチングレートは上部磁極３０５のエッチングレートよりも小さい。また、上記エッチングの工程において、反応性イオンエッチングを用いる場合にも、記録ギャップ層３０２のエッチングレートが上部磁極３０５のエッチングレートよりも小さくなる場合がある。そのため、このエッチングの工程の後では、図２９に示したように、記録ギャップ層３０２の幅が上部磁極３０５の幅よりも大きくなっている場合がある。以下、この場合について説明する。
【００１５】
次に、図３０に示したように、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、上部磁極３０５の側部と記録ギャップ層３０２の側部をエッチングすると共に、上部磁極３０５および記録ギャップ層３０２をマスクとして、上部磁極３０５の周辺領域において、下部磁極３０１のうちの記録ギャップ層３０２側の一部をエッチングする。
【００１６】
このエッチングの工程の後では、図３１に示したように、記録ギャップ層３０２の幅が上部磁極３０５の幅Ｗ１２よりも大きくなっている。そのため、下部磁極３０１のうちの記録ギャップ層３０２側の一部の幅Ｗ１１も、上部磁極３０５の幅Ｗ１２よりも大きくなっている。
【００１７】
このように、従来の磁極トリミングの方法では、下部磁極のうちの記録ギャップ層側の一部の幅が上部磁極の幅よりも大きくなる場合がある。この場合には、上部磁極３０５の幅Ｗ１２である光学的なトラック幅を小さくしても、実効的な記録トラック幅は光学的なトラック幅よりも大きくなってしまう。
【００１８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、実効的な記録トラック幅の増加を防止できるように磁極トリミングを行うことができるようにした薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、記録媒体に対向する媒体対向面と、媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された第１および第２の磁性層と、第１の磁性層の磁極部分と第２の磁性層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、少なくとも一部が第１および第２の磁性層の間に、第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えた薄膜磁気ヘッドを製造する方法である。
【００２０】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、第１の磁性層を形成する工程と、第１の磁性層の上に薄膜コイルを形成する工程と、第１の磁性層の磁極部分の上にギャップ層を形成する工程と、ギャップ層の上に第２の磁性層を形成する工程とを備えている。第２の磁性層を形成する工程は、ギャップ層側の端部近傍においてアンダーカットの入った初期形状の第２の磁性層の磁極部分を形成する。
【００２１】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、ドライエッチングを用いて、初期形状の第２の磁性層の磁極部分の側部をエッチングすると共に、第２の磁性層の磁極部分をマスクとしてギャップ層および第１の磁性層の磁極部分のうちの少なくともギャップ層側の一部をエッチングして、第２の磁性層の磁極部分、ギャップ層および第１の磁性層の磁極部分のうちの少なくともギャップ層側の一部の各幅を揃える工程を備えている。
【００２２】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第２の磁性層の磁極部分は、初めは、ギャップ層側の端部近傍においてアンダーカットの入った形状に形成される。そして、その後、ドライエッチングを用いて、第２の磁性層の磁極部分の側部をエッチングすると共に、第２の磁性層の磁極部分をマスクとしてギャップ層および第１の磁性層の磁極部分のうちの少なくともギャップ層側の一部をエッチングすることによって、第２の磁性層の磁極部分、ギャップ層および第１の磁性層の磁極部分のうちの少なくともギャップ層側の一部の各幅が揃えられる。
【００２３】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、第２の磁性層を形成する工程は、ギャップ層の上に、溝部を有するフレームを形成する工程と、このフレームを用いてめっきを行って、溝部内に初期形状の第２の磁性層の磁極部分を形成する工程とを含み、フレームを形成する工程は、ギャップ層に最も近い位置における溝部の幅が、他の位置における溝部の幅よりも小さくなるように、フレームを形成してもよい。
【００２４】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、フレームを形成する工程は、溝部に面するフレームの内壁部において、ギャップ層に最も近い位置からフレームの厚さの２分の１だけ離れた位置を第１の位置とし、ギャップ層に最も近い位置からフレームの厚さの１０分の１だけ離れた位置を第２の位置としたときに、ギャップ層に最も近い位置から第２の位置までの間における内壁部の少なくとも一部が、第１の位置と第２の位置とを通過する架空の線よりも溝部側に突出していてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
始めに、図１２ないし図１７を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法の概略について説明する。図１２ないし図１７において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【００２６】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図１２に示したように、アルティック（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の絶縁材料よりなる絶縁層２を、例えば１〜５μｍの厚みに形成する。次に、絶縁層２の上に、スパッタリング法またはめっき法等によって、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等の磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層３を、例えば約３μｍの厚みに形成する。
【００２７】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜４を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、再生用のＧＭＲ素子５と、図示しないバイアス磁界印加層と、リード層６を、それぞれ、例えば数十ｎｍの厚みに形成する。
【００２８】
次に、下部シールドギャップ膜４およびＧＭＲ素子５の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜７を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。
【００２９】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層（以下、下部磁極層と記す。）８を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。なお、下部磁極層８に用いる磁性材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料である。下部磁極層８は、スパッタリング法またはめっき法等によって形成される。
【００３０】
なお、下部磁極層８の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタリング法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けてもよい。
【００３１】
次に、図１３に示したように、下部磁極層８の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部分において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００３２】
次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図１３（ａ）において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を表している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００３３】
次に、図１４に示したように、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００３４】
次に、絶縁層１１のうちの後述するエアベアリング面２０側（図１４（ａ）における左側）の斜面部分からエアベアリング面２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。
【００３５】
トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され、上部磁極層１２の磁極部分となる先端部１２ａ_１と、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の斜面部分の上に形成され、ヨーク部分層１２ｃに接続される接続部１２ａ_２とを有している。先端部１２ａ_１の幅は記録トラック幅と等しくなっている。すなわち、先端部１２ａ_１は記録トラック幅を規定している。接続部１２ａ_２の幅は、先端部１２ａ_１の幅よりも大きくなっている。
【００３６】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時に、コンタクトホール９ａの上に磁性材料よりなる連結部分層１２ｂを形成すると共に、接続部１０ａの上に磁性材料よりなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、下部磁極層８に磁気的に連結される部分を構成する。
【００３７】
次に、磁極トリミングを行う。すなわち、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。これにより、図１４（ｂ）に示したように、上部磁極層１２の磁極部分（トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ_１）、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分の少なくとも一部の各幅が揃えられたトリム（Ｔｒｉｍ）構造が形成される。このトリム構造によれば、記録ギャップ層９の近傍における磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【００３８】
次に、図１５に示したように、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料よりなる絶縁層１４を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。次に、この絶縁層１４を、例えば化学機械研磨によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂおよび接続層１３の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【００３９】
次に、図１６に示したように、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図１６（ａ）において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を表している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００４０】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００４１】
次に、図１７に示したように、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４，１６および連結部分層１２ｂの上に、パーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃを形成する。ヨーク部分層１２ｃのエアベアリング面２０側の端部は、エアベアリング面２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して下部磁極層８に接続されている。
【００４２】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００４３】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面２０）と再生ヘッドと記録ヘッド（誘導型電磁変換素子）とを備えている。再生ヘッドは、ＧＭＲ素子５と、エアベアリング面２０側の一部がＧＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＧＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層（下部磁極層８）とを有している。
【００４４】
記録ヘッドは、エアベアリング面２０側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された下部磁極層８および上部磁極層１２と、この下部磁極層８の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層８および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル１０，１５とを有している。この薄膜磁気ヘッドでは、図１７（ａ）に示したように、エアベアリング面２０から、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の端部までの長さが、スロートハイトＴＨとなる。なお、スロートハイトとは、２つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）をいう。
【００４５】
本実施の形態において、下部磁極層８は本発明における第１の磁性層に対応し、上部磁極層１２は本発明における第２の磁性層に対応する。また、トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ_１は、本発明における第２の磁性層の磁極部分に対応する。また、下部磁極層８のうち、記録ギャップ層９を介して先端部１２ａ_１に対向する部分は、本発明における第１の磁性層の磁極部分に対応する。
【００４６】
次に、図１ないし図１１を参照して、本実施の形態における上部磁極層の磁極部分の形成から磁極トリミングまでの一連の工程について詳しく説明する。この一連の工程では、まず、図１に示したように、下部磁極層８の上に記録ギャップ層９を形成する。その後、図１３および図１４に示したように、記録ギャップ層９の上に、薄膜コイルの第１層部分１０および絶縁層１１を形成する。次に、図示しないが、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、めっき用の電極膜を形成する。
【００４７】
次に、図２に示したように、電極膜の上に、スピンコート法等により、レジストを塗布して、レジスト層１０３Ａを形成する。なお、レジストは、ポジ型でもよいしネガ型でもよい。次に、必要に応じて、レジスト層１０３Ａに対して熱処理を施す。
【００４８】
次に、図３に示したように、マスク１０４を介してレジスト層１０３Ａの露光を行い、レジスト層１０３Ａに、マスク１０４のパターンに対応した潜像を形成する。本実施の形態では、この後に形成されるフレーム１０３Ｂが、後で説明する所望の形状となるように潜像の形成を行う。次に、必要に応じて、レジスト層１０３Ａに対して熱処理を施す。
【００４９】
次に、図４に示したように、レジスト層１０３Ａを現像液によって現像し、水洗し、乾燥させて、残ったレジスト層１０３Ａによって、フレーム１０３Ｂを形成する。このフレーム１０３Ｂは、溝部１０３Ｃを有している。なお、図４には、レジスト層１０３Ａの形成に用いられるレジストがポジ型で、そのため、レジスト層１０３Ａのうち、露光された部分が現像後に除去される例を示している。
【００５０】
フレーム１０３Ｂは、記録ギャップ層９に最も近い位置における溝部１０３Ｃの幅が、他の位置における溝部１０３Ｃの幅よりも小さくなっている。
【００５１】
ここで、図１１を参照して、本実施の形態におけるフレーム１０３Ｂの形状について詳しく説明する。図１１に示したように、フレーム１０３Ｂの厚さをＴとする。また、溝部１０３Ｃに面するフレーム１０３Ｂの内壁部１０３Ｄにおいて、記録ギャップ層９に最も近い位置からフレーム１０３Ｂの厚さＴの２分の１だけ離れた位置を第１の位置Ｐ１とする。また、内壁部１０３Ｄにおいて、記録ギャップ層９に最も近い位置からフレーム１０３Ｂの厚さＴの１０分の１だけ離れた位置を第２の位置Ｐ２とする。また、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とを通過する架空の線Ｌを想定する。本実施の形態では、記録ギャップ層９に最も近い位置から第２の位置Ｐ２までの間における内壁部１０３Ｄの少なくとも一部は、上記の架空の線Ｌよりも溝部１０３Ｃ側に突出している。この部分では、底部に近づくに従って徐々に、架空の線Ｌからの突出量が大きくなるのが好ましい。
【００５２】
フレーム１０３Ｂの形状を、図１１に示したような形状とするための方法には、例えば、以下のようないくつかの方法がある。なお、以下の説明中における適正条件とは、底部からの距離にかかわらず溝部１０３Ｃの幅がほぼ一定になるようにフレーム１０３Ｂを形成するための条件のことである。
【００５３】
（１）レジスト層１０３Ａの厚さを、適正条件に比べて大きくする。
（２）レジスト層１０３Ａに対する熱処理すなわちプリベークの温度を、適正条件に比べて高くする。
（３）露光装置の光源の出力を適正条件に比べて小さくすることによって、レジスト層１０３Ａの露光時の露光量（Ｄｏｓｅ）を適正条件に比べて小さくする。
（４）マスク１０４の面積を適正条件に比べて大きくすることによって、レジスト層１０３Ａの露光時の露光量（Ｄｏｓｅ）を適正条件に比べて小さくする。
（５）レジスト層１０３Ａの露光時における焦点位置を、適正条件に比べて、記録ギャップ層９から離れる方向に移動させる。
（６）レジスト層１０３Ａの現像時間を、適正条件に比べて短くする。
【００５４】
次に、必要に応じてめっき前処理を行った後、図５に示したように、電極膜に電流を流して電気めっきを行って、溝部１０３Ｃ内に、初期形状のトラック幅規定層１２ａを形成する。このトラック幅規定層１２ａは、上部磁極層１２の磁極部分を含んでいる。
【００５５】
次に、例えば、図５に示した積層体を有機溶剤に浸漬し、揺動することによって、図６に示したように、フレーム１０３Ｂを溶解させて除去する。このようにして形成されたトラック幅規定層１２ａの初期形状は、記録ギャップ層９側の端部近傍においてアンダーカットの入った形状となっている。
【００５６】
次に、図７に示したように、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、トラック幅規定層１２ａの側部をエッチングすると共に、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、電極膜および記録ギャップ層９を除去する。
【００５７】
このエッチングの工程において、イオンミリングを用いる場合には、記録ギャップ層９のエッチングレートは、トラック幅規定層１２ａのエッチングレートよりも小さい。また、上記エッチングの工程において、反応性イオンエッチングを用いる場合にも、記録ギャップ層９のエッチングレートがトラック幅規定層１２ａのエッチングレートよりも小さくなる場合がある。しかし、本実施の形態では、トラック幅規定層１２ａの初期形状は、記録ギャップ層９側の端部近傍においてアンダーカットの入った形状となっている。そのため、トラック幅規定層１２ａのアンダーカットの下の領域においても記録ギャップ層９のエッチングが行われる。その結果、この工程の後において、図８に示したように、記録ギャップ層９の幅はトラック幅規定層１２ａの幅よりも大きくなっていない。
【００５８】
次に、図９に示したように、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、トラック幅規定層１２ａの側部と記録ギャップ層９の側部をエッチングすると共に、トラック幅規定層１２ａおよび記録ギャップ層９をマスクとして、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、下部磁極層８の磁極部分８ａのうちの記録ギャップ層９側の一部をエッチングする。
【００５９】
このエッチングの工程の後では、図１０に示したように、記録ギャップ層９の幅はトラック幅規定層１２ａの幅Ｗ２とほぼ等しくなっている。そのため、下部磁極層８の磁極部分８ａのうちの記録ギャップ層９側の一部の幅Ｗ１も、トラック幅規定層１２ａの幅Ｗ２とほぼ等しくなっている。
【００６０】
このようにして、トラック幅規定層１２ａ、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分８ａのうちの記録ギャップ層９側の一部の各幅が揃えられる。本実施の形態では、実効的に記録トラック幅は、トラック幅規定層１２ａの幅Ｗ２である光学的な記録トラック幅とほぼ等しくなる。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実効的な記録トラック幅の増加を防止できるように磁極トリミングを行うことができる。
【００６２】
次に、本実施の形態における上部磁極層の磁極部分の形成から磁極トリミングまでの一連の工程の実施例と、この実施例との比較のための比較例とについて説明する。
【００６３】
比較例および実施例では、基板１として、直径３インチ（７６．２ｍｍ）、厚さ２．０ｍｍのアルティック（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣ）基板を用い、この基板１の上に、図１２ないし図１４に示した工程によって、絶縁層２から絶縁層１１までの各層を形成した。次に、スパッタ装置を用いて、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、以下の条件でＮｉＦｅをスパッタリングして、ＮｉＦｅよりなる厚さ１００ｎｍの電極膜を形成した。スパッタ装置としては、日電アネルバ社製の直流スパッタ装置ＳＰＦ−７４０Ｈ（製品名）を用いた。スパッタ装置におけるターゲットはＮｉＦｅとした。スパッタ装置の出力は１０００Ｗとした。スパッタ装置におけるスパッタ室内には、Ａｒガスを５０ｓｃｃｍの流量で供給した。スパッタ室内におけるＡｒガスの圧力は、２．０ｍＴｏｒｒ（約０．２６６Ｐａ）とした。
【００６４】
比較例および実施例では、次に、電極膜の上に、スピンコート法によりレジストを塗布して、レジスト層１０３Ａを形成した。レジストとしては、信越化学工業社製ＳＥＰＲ−ＩＸ０２０（製品名）を使用した。レジスト層１０３Ａの厚みは５μｍとした。次に、レジスト層１０３Ａに対して、ホットプレートを用いて１２０℃の温度で、１８０秒間の熱処理を施した。
【００６５】
比較例および実施例では、次に、露光装置を用いて、以下の条件で、マスク１０４を介してレジスト層１０３Ａの露光を行い、レジスト層１０３Ａに、マスク１０４のパターンに対応した潜像を形成した。露光装置としては、ニコン社製ＮＳＲ−ＴＦＨＥＸ１４Ｃ（製品名）を用いた。比較例では、幅が０．３μｍの孤立した直線状の透光部を有するマスク１０４を用い、露光量（Ｄｏｓｅ）を７０ｍＪ／ｃｍ^２とした。実施例では、幅が０．４μｍの孤立した直線状の透光部を有するマスク１０４を用い、露光量（Ｄｏｓｅ）を５０ｍＪ／ｃｍ^２とした。
【００６６】
比較例および実施例では、次に、レジスト層１０３Ａに対して、ホットプレートを用いて８０℃の温度で、９０秒間の熱処理、すなわち現像前ベークを施した。次に、現像液として２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液を用いて、パドル法によって、レジスト層１０３Ａに対して、５０秒間の現像を３回行った。その後、レジスト層１０３Ａを水洗し、乾燥させて、フレーム１０３Ｂを形成した。
【００６７】
比較例におけるフレーム１０３Ｂは、厚さが５μｍで、底部における溝部１０３Ｃの幅は０．４μｍ、底部から２．５μｍだけ離れた位置における溝部１０３Ｃの幅は０．４μｍであった。実施例におけるフレーム１０３Ｂは、厚さが５μｍで、底部における溝部１０３Ｃの幅は０．３μｍ、底部から２．５μｍだけ離れた位置における溝部１０３Ｃの幅は０．４μｍであった。
【００６８】
このように、実施例では、フレーム１０３Ｂの形状を図１１に示したような形状としている。実施例では、フレーム１０３Ｂの形状を図１１に示したような形状とするために、前述の方法（１）〜（６）のうちの方法（４）を用いている。
【００６９】
なお、上記の各寸法は、以下のようにして作成した測定用めっき層の断面における各寸法を測定することによって得た。測定用めっき層は、比較例または実施例と同じ条件で形成された２つのフレームを用いてめっきを行うことによって作成した。測定用めっき層の断面は、集束イオンビームエッチングによって形成した。また、この断面における各寸法の測定は、測長走査型電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）を用いて行った。
【００７０】
比較例および実施例では、次に、フレーム１０３Ｂを用いて電気めっきを行って、溝部１０３Ｃ内に、ＮｉＦｅよりなるトラック幅規定層１２ａを形成した。めっき浴としては、一般的なワット浴にＦｅイオン源を添加しためっき浴を用いた。トラック幅規定層１２ａの厚さは４．５μｍとした。
【００７１】
次に、このようにして得られた比較例および実施例におけるトラック幅規定層１２ａの断面を、集束イオンビームエッチングによって形成し、この断面における各寸法を測長走査型電子顕微鏡を用いて測定することによって、比較例および実施例における初期形状のトラック幅規定層１２ａの各寸法を測定した。
【００７２】
比較例におけるトラック幅規定層１２ａは、高さ（厚さ）が４．５μｍで、底部における幅は０．４μｍで、底部から２．５μｍだけ離れた位置における幅は０．４μｍであった。実施例におけるトラック幅規定層１２ａは、高さ（厚さ）が４．５μｍで、底部における幅は０．３μｍで、底部から２．５μｍだけ離れた位置における幅は０．４μｍであった。
【００７３】
比較例および実施例では、次に、トラック幅規定層１２ａを含む積層体を、アセトン中に浸漬し、揺動することによって、フレーム１０３Ｂを溶解させて除去した。
【００７４】
比較例および実施例では、次に、イオンミリング装置を用いて、下記の条件で、トラック幅規定層１２ａの側部をエッチングすると共に、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、電極膜および記録ギャップ層９を除去した。イオンミリング装置としては、コモンウェルス社製８Ｃ（製品名）を用いた。イオンミリング装置における出力は、５００Ｗ、５００ｍＡとした。エッチング室内のガスの圧力は３ｍＴｏｒｒ（約０．４Ｐａ）とした。基板に垂直な方向に対してイオン照射方向がなす角度は１０°とした。
【００７５】
比較例および実施例では、次に、イオンミリング装置を用いて、下記の条件で、トラック幅規定層１２ａの側部と記録ギャップ層９の側部をエッチングすると共に、トラック幅規定層１２ａおよび記録ギャップ層９をマスクとして、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、下部磁極層８の磁極部分８ａのうちの記録ギャップ層９側の一部をエッチングした。イオンミリング装置としては、コモンウェルス社製８Ｃ（製品名）を用いた。イオンミリング装置における出力は、５００Ｗ、５００ｍＡとした。エッチング室内のガスの圧力は３ｍＴｏｒｒ（約０．４Ｐａ）とした。トラック幅規定層１２ａの側部と記録ギャップ層９の側部をエッチングする際には、基板に垂直な方向に対してイオン照射方向がなす角度を７０°とした。一方、下部磁極層８の磁極部分８ａのうちの記録ギャップ層９側の一部をエッチングする際には、基板に垂直な方向に対してイオン照射方向がなす角度を１０°とした。
【００７６】
また、上記のエッチングの工程では、エッチング後のトラック幅規定層１２ａの幅が０．３μｍになるようにした。また、このエッチングの工程では、下部磁極層８におけるエッチング深さが０．５μｍになるようにした。
【００７７】
次に、このようにして得られた比較例および実施例におけるトラック幅規定層１２ａ、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分８ａのうちの記録ギャップ層９側の一部の断面を、集束イオンビームエッチングによって形成した。そして、この断面における各寸法を測長走査型電子顕微鏡を用いて測定することによって、比較例および実施例におけるトラック幅規定層１２ａの幅Ｗ２と下部磁極層８の磁極部分８ａのうちの記録ギャップ層９側の一部の幅Ｗ１とを測定した。
【００７８】
比較例では、幅Ｗ１は０．３５μｍで、幅Ｗ２は０．３０μｍであった。一方、実施例では、幅Ｗ１と幅Ｗ２は共に０．３０μｍであった。このように、比較例では幅Ｗ１が幅Ｗ２よりも大きくなったが、実施例では幅Ｗ１は幅Ｗ２と等しくなった。
【００７９】
次に、本実施の形態における薄膜磁気ヘッドを含むヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図１８を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図１７における基板１およびオーバーコート層１７からなる基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、表面が媒体対向面となるレール部２１２が形成されている。レール部２１２の空気流入側の端部（図１８における右上の端部）の近傍にはテーパ部またはステップ部が形成されている。ハードディスクが図１８におけるｚ方向に回転すると、テーパ部またはステップ部より流入し、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図１８におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図１８におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図１８における左下の端部）の近傍には、薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【００８０】
次に、図１９を参照して、ヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００８１】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００８２】
図１９は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００８３】
次に、図２０および図２１を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例とハードディスク装置について説明する。図２０はハードディスク装置の要部を示す説明図、図２１はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００８４】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、本発明における位置決め装置に対応し、スライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００８５】
ハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００８６】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、実施の形態では、上部磁極層１２がトラック幅規定層１２ａと連結部分層１２ｂとヨーク部分層１２ｃとを有する構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、本発明は上部磁極層が１つの層で構成された構造の薄膜磁気ヘッドについても適用することができる。
【００８７】
また、実施の形態では、基体側に読み取り用のＭＲ素子を形成し、その上に、書き込み用の誘導型電磁変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。
【００８８】
また、本発明は、誘導型電磁変換素子のみを備えた記録専用の薄膜磁気ヘッドや、誘導型電磁変換素子によって記録と再生を行う薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第２の磁性層の磁極部分は、初めは、ギャップ層側の端部近傍においてアンダーカットの入った形状に形成される。そして、その後、ドライエッチングを用いて、第２の磁性層の磁極部分の側部をエッチングすると共に、第２の磁性層の磁極部分をマスクとしてギャップ層および第１の磁性層の磁極部分のうちの少なくともギャップ層側の一部をエッチングすることによって、第２の磁性層の磁極部分、ギャップ層および第１の磁性層の磁極部分のうちの少なくともギャップ層側の一部の各幅が揃えられる。従って、本発明によれば、実効的な記録トラック幅の増加を防止できるように磁極トリミングを行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図２】図１に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】図６に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態におけるフレームの形状を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】図１２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１３に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１４に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１６】図１５に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１７】図１６に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１８】ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図１９】ヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図２０】ハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図２１】ハードディスク装置の平面図である。
【図２２】従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】図２３に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２５】図２４に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２６】図２５に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２７】図２６に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２８】図２７に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図２９】図２８に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３０】図２９に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図３１】図３０に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
８…下部磁極層、９…記録ギャップ層、１０…薄膜コイルの第１層部分、１５…薄膜コイルの第２層部分、１２…上部磁極層、１２ａ…トラック幅規定層、１０３Ａ…レジスト層、１０３Ｂ…フレーム、１０３Ｃ…溝部、１０４…マスク。

Claims

記録媒体に対向する媒体対向面と、前記媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された第１および第２の磁性層と、前記第１の磁性層の磁極部分と前記第２の磁性層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、少なくとも一部が前記第１および第２の磁性層の間に、前記第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えた薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、
前記第１の磁性層を形成する工程と、
前記第１の磁性層の上に前記薄膜コイルを形成する工程と、
前記第１の磁性層の磁極部分の上に前記ギャップ層を形成する工程と、
前記ギャップ層の上に前記第２の磁性層を形成する工程とを備え、
前記第２の磁性層を形成する工程は、前記ギャップ層側の端部近傍においてアンダーカットの入った初期形状の第２の磁性層の磁極部分を形成し、
更に、ドライエッチングを用いて、前記初期形状の第２の磁性層の磁極部分の側部をエッチングすると共に、前記第２の磁性層の磁極部分をマスクとして前記ギャップ層および前記第１の磁性層の磁極部分のうちの少なくとも前記ギャップ層側の一部をエッチングして、前記第２の磁性層の磁極部分、前記ギャップ層および前記第１の磁性層の磁極部分のうちの少なくとも前記ギャップ層側の一部の各幅を揃える工程を備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記第２の磁性層を形成する工程は、
前記ギャップ層の上に、溝部を有するフレームを形成する工程と、
前記フレームを用いてめっきを行って、前記溝部内に前記初期形状の第２の磁性層の磁極部分を形成する工程とを含み、
前記フレームを形成する工程は、前記ギャップ層に最も近い位置における前記溝部の幅が、他の位置における前記溝部の幅よりも小さくなるように、前記フレームを形成することを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記フレームを形成する工程は、前記溝部に面する前記フレームの内壁部において、前記ギャップ層に最も近い位置から前記フレームの厚さの２分の１だけ離れた位置を第１の位置とし、前記ギャップ層に最も近い位置から前記フレームの厚さの１０分の１だけ離れた位置を第２の位置としたときに、前記ギャップ層に最も近い位置から前記第２の位置までの間における前記内壁部の少なくとも一部が、前記第１の位置と第２の位置とを通過する架空の線よりも前記溝部側に突出するように、前記フレームを形成することを特徴とする請求項２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。