JP4033437B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

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およびその製造方法、ヘッドジンバルアセンブリならびにハードディスク装置に関する。
【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効果素子（以下、ＭＲ（Magneto-resistive）素子とも記す。）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】
記録ヘッドは、それぞれエアベアリング面側において互いに対向する磁極部分を含む下部磁極層および上部磁極層と、下部磁極層の磁極部分と上部磁極層の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層と、少なくとも一部が下部磁極層および上部磁極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ている。
【０００４】
ところで、高記録密度化のために記録ヘッドに要求されることの一つに、記録トラック幅を規定する磁極幅の縮小がある。磁極幅としては、例えば０．５μｍ以下の寸法が要求されてきている。
【０００５】
記録トラック幅を規定する磁極を形成する方法としては、例えば、特開平７−２６２５１９号公報に示されるように、フレームめっき法が用いられる。フレームめっき法では、下地の上に、例えばスパッタリング法によって、めっき用の電極となる下地膜を形成し、この下地膜の上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層をフォトリソグラフィ工程によりパターニングして、めっき用のフレーム（外枠）を形成する。このフレームは、磁極を形成すべき位置に開口部を有する。そして、このフレームを用い、先に形成した下地膜を電極として電解めっきを行って、下地膜の上に、磁極となるめっき層を形成する。その後、フレームを除去し、下地膜のうち、めっき層の下に存在する部分以外の不要な部分をイオンミリング等のドライエッチングを用いて除去する。
【０００６】
フレームめっき法によって磁極幅の小さな磁極を形成するためには、幅の狭い開口部を有するフレームを形成する必要がある。幅の狭い開口部を有するフレームを形成する方法としては、例えば特開平１０−３６１３号公報、特開平１１−１７５９１５号公報および特開２０００−１３２８１２号公報に示されるように、３層以上の多層膜を用いてフレームを形成する方法が知られている。
【０００７】
ここで、３層の多層膜を用いてフレームを形成する従来の方法について簡単に説明する。この方法では、まず、３層の多層膜を形成する。この多層膜の最上層は薄いフォトレジスト層であり、その下の層は、金属、セラミック等よりなる中間層であり、最下層は実際にめっき用のフレームとなる厚いフォトレジスト層である。この方法では、フォトリソグラフィによって最上層のフォトレジスト層をパターニングして、開口部を有するマスクを形成する。次に、このマスクを用いて、反応性イオンエッチングによって中間層をパターニングする。次に、パターニングされた中間層をマスクとして、反応性イオンエッチングによって最下層のフォトレジスト層をパターニングする。この方法では、最上層のフォトレジスト層は薄いため、この最上層のフォトレジスト層をフォトリソグラフィによって微細にパターニングすることが可能である。従って、最上層のフォトレジスト層によって、幅の狭い開口部を有するマスクを形成することができる。そして、このマスクの開口部のパターンを、複数回の反応性イオンエッチングによって、中間層と最下層のフォトレジスト層に順に転写していくことで、最下層のフォトレジスト層に、幅の狭い開口部を形成することができる。
【０００８】
なお、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法における多層膜は、上記の３層の他に、特開平１１−１７５９１５号公報に示されるようなエッチングストッパ膜等の他の層を有していてもよい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用しても、例えば０．５μｍ以下のような微小な磁極幅の磁極を形成できるように、最上層のフォトレジスト層をフォトリソグラフィによって微細にパターニングすることは難しい。
【００１０】
また、最上層のフォトレジスト層によるマスクの開口部のパターンを、反応性イオンエッチングによって中間層に転写するには、反応性イオンエッチングによるオーバーエッチングが必要になる。そのため、たとえ、最上層のフォトレジスト層を微細にパターニングできたとしても、中間層によるマスクの開口部の寸法にはばらつきが生じる。
【００１１】
以上のことから、従来は、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用しても、例えば０．５μｍ以下のような微小な磁極幅の磁極を、安定して形成することは困難であった。
【００１２】
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、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用して、微小な磁極幅の磁極を、安定して形成する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。
【００１３】
【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、互いに磁気的に連結され、媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも１つの層を含む第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、第１の磁性層と第２の磁性層の少なくとも一方は、記録トラック幅を規定する第１の部分と他の第２の部分とを含むトラック幅規定層を有する薄膜磁気ヘッドを製造する方法である。
【００１４】
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、
薄膜コイルを形成する工程とを備え、
第１の磁性層を形成する工程と第２の磁性層を形成する工程の少なくとも一方は、トラック幅規定層の下地の上に、トラック幅規定層に対応した形状の開口部を有するフレームを形成する工程と、めっき法によって、フレームの開口部内に、トラック幅規定層を形成する工程とを含み、
フレームを形成する工程は、
トラック幅規定層の下地の上に、少なくとも第１の層、第２の層および第３の層を、この順に形成する工程と、
フォトリソグラフィによって、第３の層に、トラック幅規定層の第２の部分に対応した形状の第１の開口部を形成する工程と、
第１の開口部が形成された第３の層をエッチングマスクとして第２の層をエッチングして、第２の層に、第３の層における第１の開口部に対応した形状の第２の開口部を形成する工程と、
エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第２の層をエッチングして、第２の層に、トラック幅規定層の第１の部分に対応した形状の第３の開口部を形成する工程と、
第１の層によってフレームが形成されるように、第２の開口部と第３の開口部とが形成された第２の層をエッチングマスクとして第１の層をエッチングして、第１の層に、トラック幅規定層に対応した形状の第４の開口部を形成する工程とを含むものである。
【００１５】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、めっき法によってトラック幅規定層を形成するために用いられるフレームは、以下のようにして形成される。すなわち、まず、トラック幅規定層の下地の上に、少なくとも第１の層、第２の層および第３の層が、この順に形成される。次に、フォトリソグラフィによって、第３の層に、トラック幅規定層の第２の部分に対応した形状の第１の開口部が形成される。次に、第１の開口部が形成された第３の層をエッチングマスクとして第２の層をエッチングすることによって、第２の層に、第３の層における第１の開口部に対応した形状の第２の開口部が形成される。次に、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第２の層をエッチングすることによって、第２の層に、トラック幅規定層の第１の部分に対応した形状の第３の開口部が形成される。次に、第２の開口部と第３の開口部とが形成された第２の層をエッチングマスクとして第１の層をエッチングすることによって、第１の層に、トラック幅規定層に対応した形状の第４の開口部が形成され、この第１の層によってフレームが形成される。
【００１６】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、第２の開口部を形成する工程は反応性イオンエッチングを用いてもよい。
【００１７】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法は、集束イオンビームを用いたエッチング方法であってもよい。
【００１８】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、第４の開口部を形成する工程は反応性イオンエッチングを用いてもよい。
【００１９】
【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。まず、図１ないし図６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。なお、図１ないし図６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。
【００２０】
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１に示したように、アルティック（Ａｌ₂Ｏ₃・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（Ａｌ₂Ｏ₃）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。
【００２１】
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、スパッタリング法等によって、再生用のＭＲ素子５を、例えば数十ｎｍの厚みに形成する。ＭＲ素子５には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。
【００２２】
次に、下部シールドギャップ膜４の上に、スパッタリング法等によって、ＭＲ素子５に電気的に接続される一対の電極層６を、数十ｎｍの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４およびＭＲ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。
【００２３】
なお、上記の再生ヘッドを構成する各層は、レジストパターンを用いた一般的なエッチング方法やリフトオフ法やこれらを併用した方法によってパターニングされる。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
次に、図２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。
【００２７】
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２（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。
【００２８】
次に、図３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。
【００２９】
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３（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。トラック幅規定層１２ａは、後で詳しく説明するように、めっき法によって形成される。
【００３０】
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１２ａ₁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１２ａ₂とを有している。先端部１２ａ₁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１２ａ₁は記録トラック幅を規定している。接続部１２ａ₂の幅は、先端部１２ａ₁の幅よりも大きくなっている。先端部１２ａ₁は本発明における第１の部分に対応し、接続部１２ａ₂は本発明における第２の部分に対応する。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、トラック幅規定層１２ａの周辺において、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。記録ギャップ層９のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層８のエッチングには例えばイオンミリングが用いられる。図３（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１２ａ₁）、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側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム（Trim）構造と呼ばれる。
【００３３】
次に、図４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。
【００３４】
次に、図５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５（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。
【００３５】
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。
【００３６】
次に、図６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。
【００３７】
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。
【００３８】
このようにして製造される本実施の形態に係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、ＭＲ素子５と、エアベアリング面２０側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ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。
【００３９】
記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、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み、それぞれ少なくとも１つの層を含む下部磁極層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。本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、図６（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。
【００４０】
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。
【００４１】
次に、図７ないし図２７を参照して、本実施の形態における上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａの形成方法について詳しく説明する。図７ないし図９、図１０ないし図１２、図１３ないし図１５、図１６ないし図１８、図１９ないし図２１、図２２ないし図２４、図２５ないし図２７の各組は、それぞれ、同じ工程に対応している。また、図９、図１２、図１５、図１８、図２１、図２４および図２７は、トラック幅規定層１２ａの形成方法の各工程中の積層体の上面を表している。図７、図１０、図１３、図１６、図１９、図２２および図２５は、上記積層体における接続部１２ａ₂に対応する部分の断面、すなわち図９におけるＡ−Ａ線を通る断面を表している。図８、図１１、図１４、図１７、図２０、図２３および図２６は、上記積層体における先端部１２ａ₁に対応する部分の断面、すなわち図９におけるＢ−Ｂ線を通る断面を表している。なお、図９には、先端部１２ａ₁および接続部１２ａ₂を含むめっき層が形成される領域を二点鎖線で示している。図９等において、符号１２ａ₃は、めっき層のうち、エアベアリング面２０を形成するためのスライダの機械加工の際に除去される除去予定部を示している。
【００４２】
本実施の形態では、フレームめっき法によってトラック幅規定層１２ａを形成する。また、本実施の形態では、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する。
【００４３】
本実施の形態におけるトラック幅規定層１２ａの形成方法では、まず、図７ないし図９に示したように、記録ギャップ層９の上に、めっき法によってトラック幅規定層１２ａを形成する際に用いられ、トラック幅規定層１２ａの下地となる導電性の下地膜３０を、例えばスパッタリング法によって形成する。下地膜３０の材料は、例えばＮｉＦｅでもよいし、ＦｅＣｏ、ＣｏＮｉＦｅ、ＦｅＮ等の高飽和磁束密度材料でもよい。また、下地膜３０を、異なる複数の材料よりなる複数の層で構成してもよい。この場合、下地膜３０の最下層は、その上の層と記録ギャップ層９との密着性を向上させるための接着層であってもよい。接着層を構成する材料としては，例えばＴｉが用いられる。
【００４４】
次に、下地膜３０の上に、第１の層３１、第２の層３２および第３の層３３を、この順に形成する。第１の層３１は、めっき用のフレームとなるようにパターニングされる層であり、比較的厚く形成される。これに対し、第２の層３２および第３の層３３は、第１の層３１に転写するパターンが形成される層であり、第１の層３１よりも薄く形成される。第１の層３１の厚みは１．５〜８．０μｍが好ましい。第２の層３２の厚みは０．０５〜０．５μｍが好ましい。第３の層３３の厚みは０．２〜２．０μｍが好ましい。
【００４５】
第１の層３１の材料としては、例えば、フォトレジスト、ポリイミド等の有機材料が用いられる。
【００４６】
第２の層３２の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、セラミックが用いられる。具体的には、第２の層３２の材料としては、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ポリシンコン、窒化シリコン等が用いられる。また、第２の層３２を、金属と金属酸化物、あるいは２種類のセラミック等の異なる複数の材料よりなる複数の層で構成してもよい。例えば、第２の層３２を下層と上層の２層構造とし、下層をＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂等の金属酸化物で形成し、上層をＴａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属で形成してもよい。
【００４７】
図１０ないし図１２は次の工程を表している。この工程では、図１０および図１２に示したように、接続部１２ａ₂および除去予定部１２ａ₃に対応する部分において、フォトリソグラフィによって、第３の層３３に、接続部１２ａ₂および除去予定部１２ａ₃に対応した形状の第１の開口部３３Ａを形成する。この時点では、図１１に示したように、先端部１２ａ₁に対応する部分において、第３の層３３に開口部は形成されていない。
【００４８】
図１３ないし図１５は次の工程を表している。この工程では、図１３および図１５に示したように、第１の開口部３３Ａが形成された第３の層３３をエッチングマスクとして第２の層３２をエッチングして、第２の層３２に、第３の層３３における第１の開口部３３Ａに対応した形状の第２の開口部３２Ａを形成する。この時点では、図１４に示したように、先端部１２ａ₁に対応する部分では、第２の層３２および第３の層３３に開口部は形成されていない。
【００４９】
第２の開口部３２Ａを形成するための第２の層３２のエッチングには、例えば反応性イオンエッチングが用いられる。このときの反応性イオンエッチングでは、反応性ガスとして、例えば、Ｏ₂を含む酸素系ガス、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃等の塩素系ガスまたはＣＦ₄、ＳＦ₆等のフッ素系ガスが用いられる。
【００５０】
図１６ないし図１８は次の工程を表している。この工程では、図１７および図１８に示したように、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第３の層３３および第２の層３２をエッチングして、第３の層３３および第２の層３２に、それぞれ、先端部１２ａ₁に対応した形状の第３の開口部３３Ｂ，３２Ｂを形成する。エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法としては、集束イオンビーム（Focused Ion Beam；以下、ＦＩＢとも記す。）を用いたエッチング方法が用いられる。この場合、エッチングする領域におけるＦＩＢの走査回数は、例えば３回以下とする。ＦＩＢの走査を複数回行う場合には、同一線上を複数回走査してもよいし、少しずつ位置をずらしながら複数回走査してもよい。
【００５１】
図１９ないし図２１は次の工程を表している。この工程では、まず、第３の層３３を剥離する。次に、第２の開口部３２Ａと第３の開口部３２Ｂとが形成された第２の層３２をエッチングマスクとして第１の層３１をエッチングして、第１の層３１に、トラック幅規定層１２ａに対応した形状の第４の開口部３１Ａ，３１Ｂを形成する。なお、第４の開口部３１Ａの形状は第２の開口部３２Ａの形状に対応しており、第４の開口部３１Ｂの形状は第３の開口部３２Ｂの形状に対応している。このようにして、第１の層３１によって、めっき用のフレームが形成される。
【００５２】
第４の開口部３１Ａ，３１Ｂを形成するための第１の層３１のエッチングには、例えば反応性イオンエッチングが用いられる。このときの反応性イオンエッチングでは、反応性ガスとして、例えば、前述の酸素系ガス、塩素系ガスまたはフッ素系ガスが用いられる。
【００５３】
図２２ないし図２４は次の工程を表している。この工程では、下地膜３０を電極として電解めっきを行って、第１の層３１の第４の開口部３１Ａ，３１Ｂ内にトラック幅規定層１２ａを形成する。なお、第４の開口部３１Ａ内にはトラック幅規定層１２ａの接続部１２ａ₂および除去予定部１２ａ₃が形成され、第４の開口部３１Ｂ内にはトラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ₁が形成される。
【００５４】
図２５ないし図２７は次の工程を表している。この工程では、まず、第１の層３１および第２の層３２を除去する。次に、下地膜３０のうち、トラック幅規定層１２ａの下に存在する部分以外の不要な部分をイオンミリング等のドライエッチングを用いて除去する。
【００５５】
なお、本実施の形態において、めっき用のフレームを形成するために用いられる多層膜は、第１ないし第３の層３１，３２，３３の他に、エッチングストッパ膜等の他の層を有していてもよい。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態では、ＦＩＢを用いたエッチング方法を用いて第２の層３２をエッチングすることによって、第２の層３２に、トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ₁に対応した形状の第３の開口部３２Ｂを形成する。ＦＩＢを用いて第２の層３２のエッチングを行えば、エッチングマスクを用いて反応性イオンエッチングによって第２の層３２をエッチングする場合に比べて、微細に且つ精度よく第２の層３２をエッチングすることが可能になる。従って、本実施の形態によれば、先端部１２ａ₁に対応した形状の第３の開口部３２Ｂを微細に且つ精度よく形成することができる。その結果、本実施の形態によれば、フレームとしての第１の層３１の開口部３１Ａ，３１Ｂのうち、トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ₁に対応した開口部３１Ｂの幅を微小に且つ精度よく形成することが可能になる。従って、本実施の形態によれば、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用して、例えば０．５μｍ以下の微小な磁極幅の磁極を、安定して形成することができる。
【００５７】
ところで、ＦＩＢを用いたエッチングは、エッチングマスクを用いて行う反応性イオンエッチングに比べて、微細に且つ精度よくエッチングを行うことができるが、多くの時間を要する。そのため、第２の層３２に形成される開口部を全てＦＩＢを用いたエッチングによって形成すると、エッチングに時間がかかりすぎて、薄膜磁気ヘッドの製造効率が低下する。これに対し、本実施の形態では、第２の層３２に形成される開口部のうち、トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ₁に対応する第３の開口部３２Ｂは、ＦＩＢを用いたエッチングによって形成するが、接続部１２ａ₁および除去予定部１２ａ₃に対応する第３の開口部３２Ａは、第３の層３３をエッチングマスクとして反応性イオンエッチングによって形成する。従って、本実施の形態によれば、薄膜磁気ヘッドの製造効率をあまり低下させることなく、微小な磁極幅の磁極を、安定して形成することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態において、ＦＩＢを用いたエッチングによって形成する開口部３２Ｂの好ましい形状は矩形であり、開口部３２Ｂの好ましい大きさの範囲は、幅が０．１〜２．０μｍ、長さが１．０〜８．０μｍの範囲である。また、本実施の形態において、反応性イオンエッチングによって形成する開口部３２Ａに関しては、形状は問わないが、各孤立領域が２μｍ^２以上となる大きさが好ましい。例えば、孤立領域の形状が矩形の場合には、孤立領域の大きさとしては、幅が１μｍ以上、長さが２μｍ以上となる大きさが好ましい。
【００５９】
ところで、めっき用のフレームを形成する際には、基板に設けられた位置決め用のマークを基準にしてフレームのパターニングを行う必要がある。そのため、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する場合には、各層が光を透過させる層である必要がある。ここで、光を透過させる第２の層３２を形成する場合、第２の層３２の材料としてはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を用いることが考えられる。
【００６０】
しかし、アルミナは吸湿性が大きいため、第３の層３３の材料であるフォトレジストとの密着性が悪い。そのため、アルミナよりなる第２の層３２の上に直接、フォトレジストよりなる第３の層３３を形成すると、第３の層３３を微細にパターニングすることが難しくなる。
【００６１】
そこで、光を透過させる第２の層３２を形成し、且つ第３の層３３の微細なパターニングを可能にするためには、第２の層３２を以下のような構成とするのが好ましい。すなわち、第２の層３２を下層と上層の２層構造とし、下層を、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂等の金属酸化物よりなり、厚みが０．０２〜０．３μｍの層とし、上層をＴａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属よりなり、厚みが０．０３μｍ以下の層とするのが好ましい。これにより、下層と上層の双方が光を透過させる層となり、第２の層３２全体としても光を透過させる層となる。また、上記の構成とすることにより、第３の層３３はアルミナではなく金属よりなる上層の上に形成されるため、第２の層３２と第３の層３３との密着性がよくなり、第３の層３３を微細にパターニングすることが可能になる。
【００６２】
以下、本実施の形態における薄膜磁気ヘッドが適用される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２８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６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、表面がエアベアリング面となるレール部２１２が形成されている。レール部２１２の空気流入側の端部（図２８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２８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２８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２８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２８における左下の端部）の近傍には、本実施の形態における薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【００６３】
次に、図２９を参照して、本実施の形態における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・アッセンブリ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３００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。
【００６４】
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。
【００６５】
図２９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。
【００６６】
次に、図３０および図３１を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態におけるハードディスク装置について説明する。図３０はハードディスク装置の要部を示す説明図、図３１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。
【００６７】
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、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。
【００６８】
本実施の形態における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。
【００６９】
なお、本発明は上記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のみがトラック幅規定層１２ａを有しているが、下部磁極層８のみがトラック幅規定層を有していてもよいし、下部磁極層８と上部磁極層１２の双方がトラック幅規定層を有していてもよい。
【００７０】
また、実施の形態では、上部磁極層１２が、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃで構成されているが、本発明は、上部磁極層１２が１つの層で構成される場合にも適用することができる。この場合には、上部磁極層１２を構成する１つの層が、本発明におけるトラック幅規定層となる。
【００７１】
また、上記実施の形態では、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。
【００７２】
つまり、基体側に書き込み用の誘導型電磁変換素子を形成し、その上に、読み取り用のＭＲ素子を形成してもよい。このような構造は、例えば、上記実施の形態に示した上部磁極層の機能を有する磁性膜を下部磁極層として基体側に形成し、記録ギャップ膜を介して、それに対向するように上記実施の形態に示した下部磁極層の機能を有する磁性膜を上部磁極層として形成することにより実現できる。
【００７３】
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。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、トラック幅規定層を形成するために用いられるフレームを形成する工程は、トラック幅規定層の下地の上に、少なくとも第１の層、第２の層および第３の層を、この順に形成する工程と、フォトリソグラフィによって、第３の層に、トラック幅規定層の第２の部分に対応した形状の第１の開口部を形成する工程と、第１の開口部が形成された第３の層をエッチングマスクとして第２の層をエッチングして、第２の層に、第３の層における第１の開口部に対応した形状の第２の開口部を形成する工程と、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第２の層をエッチングして、第２の層に、トラック幅規定層の第１の部分に対応した形状の第３の開口部を形成する工程と、第１の層によってフレームが形成されるように、第２の開口部と第３の開口部とが形成された第２の層をエッチングマスクとして第１の層をエッチングして、第１の層に、トラック幅規定層に対応した形状の第４の開口部を形成する工程とを含む。本発明によれば、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第２の層をエッチングすることによって、第２の層に、トラック幅規定層の第１の部分に対応した形状の第３の開口部を形成するようにしたので、フレームの開口部のうち、トラック幅規定層の第１の部分に対応した部分の幅を微小に且つ精度よく形成することが可能になる。従って、本発明によれば、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用して、微小な磁極幅の磁極を、安定して形成する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の概略を説明するための断面図である。
【図２】図１に続く工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態におけるトラック幅規定層の形成方法の一工程中の積層体の断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態におけるトラック幅規定層の形成方法の一工程中の積層体の他の断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態におけるトラック幅規定層の形成方法の一工程中の積層体の平面図である。
【図１０】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図９に続く工程を説明するための平面図である。
【図１３】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１２に続く工程を説明するための平面図である。
【図１６】図１３に続く工程を説明するための断面図である。
【図１７】図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【図１８】図１５に続く工程を説明するための平面図である。
【図１９】図１６に続く工程を説明するための断面図である。
【図２０】図１７に続く工程を説明するための断面図である。
【図２１】図１８に続く工程を説明するための平面図である。
【図２２】図１９に続く工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２０に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】図２１に続く工程を説明するための平面図である。
【図２５】図２２に続く工程を説明するための断面図である。
【図２６】図２３に続く工程を説明するための断面図である。
【図２７】図２４に続く工程を説明するための平面図である。
【図２８】本発明の一実施の形態における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２９】本発明の一実施の形態における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３０】本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図３１】本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の平面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…絶縁層、３…下部シールド層、５…ＭＲ素子、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、１２…上部磁極層、１２ａ…トラック幅規定層、１２ａ₁…先端部、１２ａ₂…接続部、１２ｂ…連結部分層、１２ｃ…ヨーク部分層、１５…薄膜コイルの第２層部分、３０…下地膜、３１…第１の層、３２…第２の層、３３…第３の層、３３Ａ…第１の開口部、３２Ａ…第２の開口部、３２Ｂ…第３の開口部、３１Ａ，３１Ｂ…第４の開口部。

Claims (4)

1. 記録媒体に対向する媒体対向面と、互いに磁気的に連結され、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み、それぞれ少なくとも１つの層を含む第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、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層の少なくとも一方は、記録トラック幅を規定する第１の部分と他の第２の部分とを含むトラック幅規定層を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
   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、
   前記薄膜コイルを形成する工程とを備え、
   前記第１の磁性層を形成する工程と前記第２の磁性層を形成する工程の少なくとも一方は、前記トラック幅規定層の下地の上に、前記トラック幅規定層に対応した形状の開口部を有するフレームを形成する工程と、めっき法によって、前記フレームの開口部内に、前記トラック幅規定層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、
   前記トラック幅規定層の下地の上に、少なくとも第１の層、第２の層および第３の層を、この順に形成する工程と、
   フォトリソグラフィによって、前記第３の層に、前記トラック幅規定層の前記第２の部分に対応した形状の第１の開口部を形成する工程と、
   前記第１の開口部が形成された前記第３の層をエッチングマスクとして前記第２の層をエッチングして、前記第２の層に、前記第３の層における第１の開口部に対応した形状の第２の開口部を形成する工程と、
   エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて前記第２の層をエッチングして、前記第２の層に、前記トラック幅規定層の前記第１の部分に対応した形状の第３の開口部を形成する工程と、
   前記第１の層によって前記フレームが形成されるように、前記第２の開口部と前記第３の開口部とが形成された前記第２の層をエッチングマスクとして前記第１の層をエッチングして、前記第１の層に、前記トラック幅規定層に対応した形状の第４の開口部を形成する工程とを含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
2. 前記第２の開口部を形成する工程は、反応性イオンエッチングを用い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。
3. 前記エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法は、集束イオンビームを用いたエッチング方法であることを特徴とする請求項１または２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記第４の開口部を形成する工程は、反応性イオンエッチングを用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。

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