KR20010075105A

KR20010075105A - 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20010075105A
Application number: KR1020017003291A
Authority: KR
Inventors: 타가와이꾸야; 니시다슈지
Original assignee: 아끼구사 나오유끼; 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2001-08-09
Also published as: WO2000017862A1; JP2000099919A; US20010013992A1

Abstract

박막자기헤드는, 하부자극(8)과, 상기 하부자극에 대향하여 배치된 상부자극(16)과, 상기 하부자극 및 상부자극 사이에서 양 자극으로부터 이간되어 배치된 기록코일과, 상기 상부자극의 상기 하부자극 측에서 부상면(ABS) 근방에 설치된 상부 선단 부자극(22)을 구비한다. 상기 상부 선단 부자극(22)은, 그 본체부분의 코어폭(SW2)이 부상면에서의 코어폭(SW1) 보다 크게 형성되어 있다. 상기 상부 선단 부자극(22)의 코어폭이 넓어지기 시작하는 위치를 선단 볼록부 높이(SH)로서 정의하였을 때, 상기 선단 볼록부 높이는, 0.3㎛ 이상으로 선정되고, 본체부분의 코어폭(SW2)과 상기 부상면에서의 코어폭(SW1)의 차를 선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)으로 정의하였을 때, 상기 코어폭의 넓이 증가분은 3.2㎛ 이하로 선정되고, 상부 선단 부자극(22)의 막두께를 선단 부자극의 길이(SL)로서 정의하였을 때, 상기 선단 부자극의 길이는, 3.6㎛ 이하로 선정되어 있다. 이와 같은 구조를 가지는 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드는, 양호한 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성을 나타낼 수 있다.

Description

선단 부자극을 갖는 박막자기헤드 및 그 제조방법{THIN FILM MAGNETIC HEAD WITH TIP SUB-MAGNETIC POLE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

자기디스크장치, 자기테이프장치 등에 사용되는 자기헤드로서, 유도형 기록재생박막헤드나, 유도형 기록헤드와 자기저항효과형 소자를 이용한 재생헤드를 조합시킨 복합형 자기헤드 등이 알려져 있다.

도 1은 전형적인 복합형 자기헤드의 구성을 일부 잘라내어 나타낸 것이다. 자기헤드의 내부를 보기 쉽게 하기 위해 최상위층의 보호층의 도시를 생략하고, 또한 기록헤드(WR)에 대해서는 그 우측절반을 잘라내었다.

도시한 복합형 자기헤드는, 반도체기판(웨이퍼)(1)과, 상기 기판(1) 상에 형성된 기판보호막(2)과, 상기 기판보호막(2) 상에 형성된 재생헤드(RE)와, 상기 재생헤드(RE) 상에 형성된 기록헤드(WR)와, 상기 기록헤드(WR) 상에 형성된 보호층(17)(도시생략)을 갖추고 있다.

재생헤드(RE)는, 하측 자기실드층(3)과, 상기 하측 자기실드층(3) 상에 형성된 제 1 비자성 절연층(하측 갭층)(4)과, 상기 제 1 비자성 절연층(4) 상에 형성된 자기변환기(5)와, 상기 자기변환기(5)의 양단에 형성된 한쌍의 단자(6)(도시한 예에서는 한쪽만 나타낸다)와, 자기변환기(5) 및 한쌍의 단자(6) 상에 형성된 제 2 비자성 절연층(상측 갭층)(7)과, 상기 제 2 비자성 절연층 상에 형성된 상측 자기실드층(8)을 가지고 있다. 상기 상측 자기실드층(8)은, 기록헤드(WR)의 하부자극과 겸용되어 있다.

기록헤드(WR)는, 하부자극(8)과, 기록갭층(9)과, 상기 기록갭층(9)에 배치된 소용돌이 모양의 기록코일(12)과, 상기 기록코일(12)을 덮는 제 3 및 제 4 비자성 절연층(10, 11)과, 이들 비자성 절연층(10, 11) 상에 형성된 상부자극(16)을 가지고 있다. 또한, 소용돌이 모양의 기록코일(12)의 중심부 영역(13)에는 기록코일은 존재하지 않고, 이 중심부 영역(13)에 있어서 상부자극(16)은 움푹 들어가 하부자극(8)에 접속되어 있다. 또한, 상부자극(16)은, 기록매체(20)를 향해 끝이 좁아지는 모양으로 되어 있으며, 이 부분을 특히 상부자극의 폴(pole)(16a)이라 부른다.

이와 같이, 도 1에 나타낸 복합형 자기헤드는, 재생헤드(RE)의 배면부에 기록헤드(WR)를 부가하는 피기백(piggyback) 구조를 가지고 있다. 또한, 자기헤드의 각 요소의 위치관계를 명확하게 하기 위하여, 도시한 바와 같이 상부자극(16)의 부상면을 X방향, 부상면에서 보았을 때 자기헤드의 안쪽방향을 Y방향, 자기헤드의 적층방향을 Z방향으로 한다.

또한, 재생헤드(RE)의 자기변환기(5)로는, 예를들면 이방성 자기저항효과 소자(MR소자), 전형적으로는 스핀밸브 자기저항효과 소자와 같은 거대자기저항효과소자(GMR소자) 등이 사용될 수 있다. 자기변환기(5)의 양단에는, 한쌍의 단자(6)가 접속되고, 판독동작시에는 일정한 센스전류가 상기 단자(6)를 통해 자기변환기(5)로 흐른다.

이와 같이 복합형 자기헤드는, 자기디스크와 같은 기록매체(20)에 대하여 약간의 거리(부상량)정도만 떨어져 대향하여 위치결정되고, 기록매체(20)에 대해 트랙길이방향(비트길이방향)을 따라 상대적으로 이동하면서, 기록매체(20)에 기록되어 있는 자기기록정보를 재생헤드(RE)에 의해 판독하고, 또한 기록헤드(WR)에 의해 기록매체(20)에 대해 정보를 자기적으로 기록하고 있다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 복합형 자기헤드에 있어서의 기록헤드(WR)를 더욱 자세하게 설명하는 도이다.

도 2b에 나타낸 바와 같이, 기록헤드는, 미소한 기록갭층(9)을 사이에 끼고 2개의 자극(하부자극(8)과 상부자극(16))이 서로 대향하는 구조를 가지고 있다. 기록매체(20)의 주행방향에 의해, 하부자극(8)은 최초로 기록매체(20) 상의 트랙과 만나는 자극이 되기 때문에 리딩측 자극이라 불리며, 다른쪽 상부자극(16)은, 기록매체(20) 상의 트랙이 멀어지는 방향의 자극으로 되기 때문에 트레일링측 자극이라 불린다. 하부자극(8)과 상부자극(16) 사이에는, 비자성 절연층(10, 11)으로 둘러싸인 소용돌이 모양의 기록코일(12)이 존재한다.

기록헤드(WR)에서는, 기록코일(12)에 전류를 흘려보내면 상부자극(16) 및 하부자극(8)이 자화되고, 기록캡층(9)의 양측 상부자극(16)의 폴(16a)과 하부자극(7)의 부상면(ABS:Air Bearing Surface)측에서 기록매체(20)에 기록하기 위한 기록자계(누설자계)가 발생한다. 기록헤드(WR)에서는 상기 누설자계에 의해 기록매체(20)가 자화되어 정보의 기록이 이루어진다.

기록매체(20)에 인가되는 자계강도(H)는 매체 항자력(Hc)의 2배 정도가 적절하다고 볼 수 있으며, 최근의 기록매체의 매체 항자력(Hc)은 3000[Oe:에르스텟(oersted)]에 가깝기 때문에, 기록시의 자계강도(H)는 6000[Oe] 정도인 것이 바람직하다.

또한, 일반적으로, 기록매체(20)에 자화의 반전이 일어나는 하한의 자계강도(H)는 매체 항자력(Hc)의 1/2(즉, 1500[Oe]) 정도라고 생각되어진다. 따라서, 기록하고자 하는 트랙의 범위 밖에 매체 항자력(Hc)의 1/2을 넘는 자계가 존재하면, 당해 트랙에 인접하는 트랙에서 자화반전(기록번짐)이 발생되고, 헤드주행방향 트레일링측에서의 자화반전(기록 감자(減磁))가 일어나 기록매체의 기록밀도를 높이는 데 장해가 된다.

기록밀도를 높이기 위해서는, 통상적으로 트랙밀도를 높일 필요가 있다. 이를 위해서는, 상부자극의 폴(16a) 단부의 코어폭과 하부자극(8) 단부의 코어폭을 좁게 하여, 발생되는 기록자계의 폭을 좁힐 필요가 있다. 상술한 복합형 자기헤드에서는, 기록헤드(WR)의 하부자극(8)은, 재생헤드(RE)의 상측 자기실드층(8)과 겸용되어 있기 때문에, 자기실드의 기능을 확보한다는 관점에서 그 형상에 일정한 제약이 있다. 즉, 하부자극(8)의 코어폭은, 자기실드의 기능을 겸용할 필요가 있기 때문에, 상부자극(16)의 코어폭 보다도 매우 넓게 형성되어 있었다. 따라서, 양 자극(8, 16) 간에 형성되는 기록자계는 트랙폭 방향으로 넓게 분포되게 되고, 넓은기록자계에서는 기록매체(20)의 트랙피치를 좁히는 것이 어려웠다.

이에 대처하기 위한 기술의 한 예로서, 예를들면 일본특허공개 평7-225917호 공보(대응미국특허출원 제192680호)가 알려져 있다. 상기 기술에서는, 하부자극(8) 및 상부자극(16)에 대해 각각 코어폭이 좁은 하부자극단 소자 및 상부자극단 소자(각 자극단 소자는 "선단 부(副)자극"이라고도 한다.)를 부가적으로 형성하고, 이에 따라 코어폭 방향의 기록번짐을 줄이고 있다.

도 3a 및 도 3b는, 상기 종래기술에 관한 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 구성을 나타내었다. 도 3a는 도 2b에 대응하는 도이며, 도 3b는 부상면(ABS)에서 각 자극측을 바라본 도이다. 도 3a에 나타낸 바와 같이, 하부자극(8)의 상부자극(16) 측 부상면(ABS) 근방에 하부자극단 소자(하부선단 부자극)(21)가 형성되고, 또한 상부자극(16)의 하부자극(8) 측 부상면(ABS) 근방에 상부자극단 소자(상부선단 부자극)(22)가 형성되어 있다.

상기 종래기술에서는, 도시한 바와 같이, 각 선단 부자극(21, 22)이 장방형으로 형성된 것을 나타낸 것 뿐으로, 각 선단 부자극의 형상이나 배치장소, 혹은 박막자기헤드의 성능이나 특성에 대해서는 아무런 논의가 되어있지 않았다.

이와 같은 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드에서는, 하부자극(8)과 상부자극(16)에 각각 선단 부자극(21, 22)을 갖추고, 각 선단 부자극에 의해 코어폭을 실질적으로 좁게 규정함으로써, 좁은 코어폭을 가지는 선단 부자극 간의 기록갭층(9)을 통해 기록자계를 발생시킬 수 있다.

본 발명자는, 박막자기헤드에 선단 부자극을 설치하는 것은, 상기의 이점뿐만 아니라 이하의 (1), (2)의 점에서 장래성이 있는 기술이라고 생각하였다.

(1) 코어폭을 좁게 하는 기술로서, 정밀한 규격 정도(精度)를 얻을 수 있다는 점에서 뛰어나다. 그러나, 현상에서는 다른 가공기술, 예를들면 이온밀링이나 집속(集束)이온빔(FIB:Focused Ion Beam) 등을 이용한 상부자극의 폴의 정형에서는, 상부자극 선단부를 서브미크롱 정도의 규격 정도(精度)로 정형할 수 없다.

(2) 선단 부자극의 재료를, 원한다면 상부자극과 하부자극을 서로 다른 재료로 할 수 있다. 그러나, 상기의 종래기술(일본특허공개 평7-225917호 공보)에서는, 이와 같은 선단부 자극을 갖는 박막자기헤드에 관해서, 요구되어지는 고주파특성 등에 대해서는 아무런 논의가 없었다.

여기서, 고주파특성이 좋은 헤드란, "주파수가 높아짐에 따라 헤드코어의 투자율이 저하된 경우라도 기록매체에 관한 기록자계가 그다지 감소되지 않는 헤드"를 말한다. 다시말해, 고주파특성이 좋지 않은 헤드에서는, 헤드코어의 투자율의 저하와 함께 기록자계가 감소되면 헤드의 오버라이트 특성이 악화된다.

상기 오버라이트 특성은, 기록코일에 흘려보내는 전류를 증가시켜 기자력을 증가시킴으로써 어느 정도 개선할 수 있다. 여기서, 헤드코어의 투자율이 낮을 때에 맞추어 기자력을 크게 설정한 상태에서, 투자율이 높아졌을 때(즉, 저주파수의 신호를 기록할 때), 기록자계가 필요 이상으로 증대되면 기록번짐폭이나 기록감자폭(사이드·소거폭)이 증대되어, 기록매체상의 대상트랙에 인접하는 트랙에 대하여 악영향을 미칠 우려가 있다. 따라서, 투자율이 충분히 높을 때(저주파일 ??)에 기록매체에 관한 자계강도가 너무 증대되지 않아야 한다.

한편, 본 출원인은, 선단 부자극을 설치하는 것이 아니라, 다른 측면에서 접근함으로써 코어폭을 좁게하는 기술을 이전에 제안하였다(일본특허출원 평10-184780호:이것은, 1998년 6월 30일에 출원되었는데, 본 출원시점에서 아직 공개되지 않아 공지기술이 아니다.). 도 4a 및 도 4b는 상기 제안한 기술을 간단히 설명하는 도이다. 본 기술에서는, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 상부자극(16)의 폴(16a) 양단에 대하여 집속이온빔(FIB)에 의한 트리밍을 실시하여, 그 코어폭을 좁게 하고 있다. 또한, FIB에 의한 트리밍을 이하 간단히 "FIB 트리밍"이라 한다.

상기 제안한 기술에서는, 상부자극의 코어폭을 FIB 트리밍에 의해 좁게한 박막자기헤드에 관하여, 고주파 특성에 대한 논의는 없었다. 그러나, 그 후 본 발명자는 상기 박막자기헤드에 대하여 고주파 특성의 평가를 실시한 결과, 후에 도 5에서 관련지어 설명하는 바와 같이 양호한 특성을 얻을 수 있다는 사실을 판명하였다.

따라서, 본 발명자는 기술적으로 장래성이 있다고 생각되는 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드를 평가하기 위하여, 고주파 특성의 평가를 실시하였다. 비교대상은, 본 출원인이 앞서 제안한 선단 부자극을 갖지 않은 박막자기헤드로 하였다(이하, "비교예"라 한다.).

도 5는 비교예의 평가결과를 나타내고, 한편, 도 6은 일본특허공개 평7-225917호 공보에서 소개된 바와 같은 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 평가결과를 나타내고 있다.

각각의 평가는, 기록코일에 흘려보내는 기록전류(기자력)(mmf)를 횡축으로한 것과, 기록매체에 가해지는 기록자계(트랙길이방향 자계성분)(Hx)를 종축으로 한 것의 관계를, 3차원의 자계해석 소프트를 이용하여 컴퓨터·시뮬레이션한 결과를 나타내고 있다. 또한, 3차원의 자계해석 소프트로는, 일본국 소재의 엘프사로부터 상업적으로 입수할 수 있는 자계해석 소프트 "MAGIC"을 이용하였다.

우선, 도 5에 나타낸 비교예의 평가결과를 참조하면, 기자력(mmf) = 0.4AT 일 때, 투자율(μ) = 300(즉, 고주파시)의 기록자계(△데이터)와 μ = 1000(즉, 저주파시)의 기록자계(●데이터)의 비(R)(μ300/μ1000)는, R(μ300/μ1000) = 0.94로 된다. 이에 대해, 도 6에 나타낸 선단부 자극을 갖는 박막자기헤드의 평가결과에서는, 동일한 조건(기자력(mmf) = 0.4AT)에서 R(μ300/μ1000) = 0.88로 된다.

상술한 바와 같이, 박막자기헤드는, "주파수가 높아짐에 따라 헤드코어의 투자율이 저하된 경우라도 기록매체에 관한 기록자계가 그다지 감소되지 않는 헤드"가 양호하게 된다. 비(R)(μ300/μ1000)는, 저주파(μ=1000)시의 기록자계(Hx)에 대한 고주파(μ=300)시의 기록자계(Hx)의 비를 나타내고 있다. 따라서, 비(R)(μ300/μ1000)의 값은 큰 것이 바람직하다. 여기서는, 비교예의 R(μ300/μ1000)쪽이 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 R(μ300/μ1000) 보다도 크다는 결과가 나왔다.

다음으로, 도 5에 나타낸 비교예의 투자율(μ)=1000(저주파시)의 기록자계 특성(●데이터)에 있어서, 기자력(mmf) = 0.2AT일 때와 0.4AT일 때에 있어서의 기록자계(Hx)의 비(R)(0.2AT/0.4AT)를 구하면, R(0.2AT/0.4AT) = 0.88이 된다. 이에 대해, 도 6에 나타낸 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 평가결과에서는, 동일한기록자계 특성(●데이터)에 있어서 R(0.2AT/0.4AT) = 0.805가 된다.

상술한 바와 같이 자기헤드는, 미리 기자력(mmf)을 크게 설정한 상태에서 저주파수로 되었을 때, 기록자계(Hx)가 필요 이상으로 증대되는 것은 바람직하지 못하다. 따라서, μ=1000에 있어서의 비(R)(0.2AT/0.4AT)는, 저주파시의 기자력 변동에 대응하는 자계변동의 추종성을 나타내며, 비(R)(0.2AT/0.4AT)는 큰 것이 바람직하다. 여기서는, 비교예의 R(0.2AT/0.4AT) 쪽이 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 R(0.2AT/0.4AT) 보다도 크다는 결과가 나왔다.

이상으로, 비(R)(μ300/μ1000)와 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 어느 하나에 대해서도, 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드(도 6)는 비교예)(도 5)에 비해 자계변동이 크며, 즉 자기헤드 특성에 관해서 나쁜 경향이 있다는 것이 판명되었다.

이와 같이, 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드는, 장래성이 있는 기술이면서, 투자율의 저하에 따른 기록자계의 저하나 기자력의 증가에 따른 기록자계의 변동이라고 하는 문제를 안고 있다. 전자의 문제는 고주파에 있어서의 오버라이트 특성의 악화로 이어지며, 또한 후자의 문제는 저주파에 있어서의 기록번짐 특성의 악화로 이어져, 각각 개선할 여지가 있다.

발명의 개시

본 발명의 목적은, 상술한 종래기술에 있어서의 문제점을 해소하고, 양호한 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성을 나타내는 신규한 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 형태에 의하면, 하부자극과, 상기 하부자극에 대향하여 배치된 상부자극과, 상기 하부자극 및 상부자극 사이에서 양 자극으로부터 이간되어 배치된 기록코일과, 상기 상부자극의 상기 하부자극 측에서 부상면 근방에 설치된 상부 선단 부자극을 구비하고, 상기 상부 선단 부자극은, 그 본체부분의 코어폭이 부상면에서의 코어폭보다 크게 형성되어 있는, 박막자기헤드가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 하부자극을 형성하는 공정과, 상기 하부자극의 상방에, 제 1 레지스트를 소정의 형상으로 패터닝하여 상기 제 1 레지스트의 형상에 따라 부상면으로부터 멀어짐에 따라 그 코어폭이 넓어지는 상부 선단 부자극을 형성하는 공정과, 상기 제 1 레지스트를 제거한 후, 상기 하부자극을 부분적으로 트리밍하여 하부 선단 부자극을 형성하는 공정과, 상기 하부자극의 트리밍된 부분과 상기 상부 선단 부자극 위에 알루미나층을 형성하는 공정과, 상기 알루미나층 및 상기 상부 선단 부자극에 대하여 막두께 방향으로 표면을 연마하여 평탄화하는 공정과, 평탄화된 상기 알루미나층 위에 비자성 절연층으로 주위를 둘러싼 기록코일을 형성하는 공정과, 평탄화된 상기 상부 선단 부자극 상에 제 2 레지스트를 소정의 형상으로 패터닝하여 상기 제 2 레지스트의 형상에 따른 상부자극을 형성하는 공정과, 상기 제 2 레지스트를 제거한 후, 웨이퍼로부터 잘라내어 최종 마무리선까지 기계적으로 연마하는 공정을 포함하는, 박막자기헤드의 제조방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 박막자기헤드를 이용한 기록헤드와, 자기저항효과형 소자를 자기변환기로서 이용한 재생헤드를 구비하고, 상기 기록헤드와 상기재생헤드가 일체적으로 형성되어 있는 복합형 자기헤드가 제공된다.

본 발명은 자기디스크장치, 자기테이프장치 등에 이용되는 박막자기헤드에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 독특한 형상을 가지는 선단 부(副)자극을 갖는 박막자기헤드와 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 전형적인 복합형 자기헤드의 구성을 일부 잘라내어 나타낸 사시도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 복합형 자기헤드에 있어서의 기록헤드를 더욱 자세하게 설명하기 위한 도이다.

도 3a 및 도 3b는 종래 기술에 관한 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 구성을 나타낸 도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 출원인이 앞서 제안한, FIB 트리밍에 의해 코어폭을 좁게 한 박막자기헤드의 구성을 나타낸 도이다.

도 5는 도 4a 및 도 4b의 박막자기헤드의 평가결과를 나타낸 그래프이다.

도 6은 도 3a 및 도 3b의 박막자기헤드의 평가결과를 나타낸 그래프이다.

도 7a∼도 7c는 본 발명의 한 실시예에 관한 독특한 형상을 가지는 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 구성을 나타낸 도이다.

도 8은 도 7a∼도 7c에 나타낸 박막자기헤드에 관하여 부자극 형상 파라미터 "선단 볼록부 높이(SH)"의 평가결과를 나타낸 그래프이다.

도 9는 도 7a∼도 7c에 나타낸 박막자기헤드에 관하여 부자극 형상 파라미터 "선단 부자극 코어폭의 넓이 증가분(△SW)"의 평가결과를 나타낸 그래프이다.

도 10은 도 7a∼도 7c에 나타낸 박막자기헤드에 관하여 부자극 형상 파라미터 "선단 부자극의 길이(SL)"의 평가결과를 나타낸 그래프이다.

도 11은 도 7a∼도 7c에 나타낸 박막자기헤드에 관하여 부자극 형상 파라미터 "선단 볼록부 높이(SH)", "선단부자극 코어폭의 넓이 증가분(△SW)" 및 "선단 부자극의 길이(SL)"를 원하는 범위 내로 하였을 때의 평가결과를 나타낸 그래프이다.

도 12a∼도 12h는 도 7a∼도 7c에 나타낸 박막자기헤드의 제조방법을 공정순에 따라 나타낸 순서도이다.

도 13a∼도 13d는 웨이퍼면에 대하여 이온밀링에 의한 트리밍을 실시한 경우의 제조공정을 나타내는 도이다.

도 14a∼도 14c는 웨이퍼면에 대하여 FIB 트리밍을 실시한 경우의 제조공정을 나타내는 도이다.

도 15a 및 도 15b는 부상면에 대하여 이온밀링에 의한 트리밍을 실시한 경우의 제조공정을 나타내는 도이다.

도 16a 및 도 16b는 부상면에 대하여 FIB 트리밍을 실시한 경우의 제조공정을 나타낸 도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 반도체기판(웨이퍼) 2 : 기판보호막

3 : 하측 자기실드층 4 : 제 1 비자성 절연층(하측갭층)

5 : 자기변환기 6 : 단자

7 : 제 2 비자성 절연층(상측갭층) 8 : 상측 자기실드층, 하부자극

9 : 기록갭층 10, 11 : 제 4 비자성 절연층

12 : 기록코일 13 : 중심부 영역

16 : 상부자극 16a : 폴

17 : 보호층 20 : 기록매체

21 : 하부자극단 소자 22 ; 상부자극단 소자

RE : 재생헤드 WR : 기록헤드

이하, 본 발명에 관한 박막자기헤드 및 그 제조방법에 대하여, 첨부한 도면을 참조하면서 구체적인 실시예를 이용하여 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 각 도면을 통해 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여 중복된 설명은 생략하기로 한다.

①선단 부자극의 정형

본 발명자는, 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 선단 부자극의 형성위치나 형상 등을 최적화함으로써, 고주파 특성을 개선할 수 있는지의 여부와, 또한 기록번짐 특성을 개선할 수 있는지의 여부를 검토하였다.

여기서, 개선효과의 유무에 대한 판정기준은, 도 6과 관련하여 설명한 종래기술에 관한 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 평가결과와 비교하여 다음과 같이 한다.

(A) 비(R)(μ300/μ1000)가 증대하고 있을 때, 오버라이트 특성에 관하여 개선의 효과가 있다고 판정한다.

(B) 비(R)(0.2AT/0.4AT)가 증대하고 있을 때, 기록번짐 특성에 관하여 개선의 효과가 있다고 판정한다.

(C) 비(R)(μ300/μ1000) 및 비(R)(0.2AT/0.4AT) 양쪽이 증대하고 있을 때, 오버 라이트 특성 및 기록번짐 특성 양쪽에 관하여 개선의 효과가 있다고 판정한다.

또한, 도 5와 관련하여 설명한 비교예(선단 부자극을 갖지 않는 박막자기헤드)의 평가결과와 비교하여, 비(R)(μ300/μ1000)와 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 양쪽이 감소하고 있을 때, 최종적인 목표가 달성된 것으로 한다.

다음으로, 본 발명자는, 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 선단 부자극의 형성위치 및 형상에 관하여 이하의 (a), (b), (c)의 점을 검토하기로 결정하였다.

(a) 기록매체로부터 상부자극만을 약간 내려, 선단 부자극을 하부자극과 마주보게 하고 선단 부자극을 약간 돌출시키는 형상으로 할 것.

(b) 선단 부자극에 대해서는, 부상면(ABS)에서의 코어폭은 원하는 작은 규격으로 하지만, 그 본체부분은 상대적으로 큰 규격으로 할 것.

(c) 선단 부자극의 두께의 최적치를 구할 것.

또한, 상술한 바와 같이 기록헤드의 하부자극은 재생헤드의 상측 자기실드층과 겸용되어 있으며, 그 형상에 일정한 제약이 있기 때문에, 지금까지 FIB 트리밍에 의한 상부자극의 정형을 중심으로 검토되어 왔다. 따라서, 본 실시형태에 대해서도, 상부자극에 형성되는 선단 부자극의 형상 등을 중심으로 검토하기로 하였다. 그리고, 그 후 필요에 따라서 상부 자극의 선단 부자극의 최적형상을 하부자극에도 마찬가지로 적용하기로 하였다.

도 7a∼도 7c는 본 발명의 한 실시예에 관한 독특한 형상을 가지는 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 구성을 나타내었다. 특정적으로, 도 7a는 박막자기헤드에 있어서의 기록헤드(WR)를 기판 상면(웨이퍼면)에서 본 자극 선단 부근의 평면구조를 나타내고, 도 7b는 자극 선단 부근의 단면구조를 나타내고, 도 7c는 부상면(ABS)에서 본 자극 선단부를 나타내고 있다. 여기서, 부상면(ABS)은, 기록매체(20)와 대향하는 자극 선단면으로서 정의된다. 또한, 상부자극(16)의 선단부에 부가적으로 설치된 선단 부자극(22)은, 선단으로부터 수 ㎛ 떨어진 곳을 경계로 부상면(ABS)에서의 코어폭(SW1)은 거의 일정하며, 그 반대측(본체부분)은 확대된 코어폭(SW2)을 가지는 평면형상을 가지고 있다.

여기서, 선단 부자극(22)의 형성위치 및 형상을 정량적으로 특정하기 위하여, 이하와 같이 몇가지 형상 파라미터를 선정하였다.

우선, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 제약이 있는 하부자극(8)에 대하여 제약이 없는 상부자극(16)의 위치를 약간 내리고, 상부자극 상의 선단 부자극(22)의 효과를 최대한으로 발휘할 수 있게 한다. 단, 선단 부자극(22)은, 그 주면이 하부자극(8)의 면에 대향하도록 형성함과 동시에, 부상면(ABS)으로부터 멀어짐에 따라 그 코어폭이 크게 형성한다. 따라서, 선단 부자극(22)의 부상면(ABS)에서의 코어폭(SW1)이 일정하게 되어 있는 부분, 즉 선단 부자극(22)의 코어폭이 넓어지기 시작하는 위치를, "선단 볼록부 높이(SH)"로서 정의한다. 또한, 도 7a 및 도 7c에 나타낸 바와 같이, 선단 부자극(22)의 부상면(ABS)에서의 코어폭(SW1)과 본체부분의 코어폭(SW2)의 차를, "선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)"으로 정의한다. 또한, 도 7b 및 도 7c에 나타낸 바와 같이, 선단 부자극(22)의 막두께를, "선단 부자극의 길이(SL)"로 정의한다.

이상과 같이, 선단 부자극(22)의 형성위치 및 형상을 특정하기 위하여, SH, △SW 및 SL을 형상 파라미터로서 선정하였다.

②부자극 형상 파라미터(SH, △SW, SL)의 평가

·SH의 평가

우선, 부자극 형상 파라미터 "선단 볼록부 높이(SH)"의 평가를 실시하였다. 즉, 다른 2개의 형상 파라미터(선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)과 선단 부자극의 길이(SL))를 고정시킨 조건하에서, 선단 볼록부 높이(SH)를 바꾸어 그 영향을 조사하였다. 또한, 고정된 형상 파라미터에 대해서는, △SW = 2.0㎛, SL = 1.5㎛로 하였다.

도 8은, 선단 볼록부 높이(SH)를 0(제로)으로부터 2㎛까지 변화시켰을 때(횡축)의, 기록매체에 가해지는 자계(Hx)의 변화율(종축)을 나타낸 그래프이다. 도에서, 파선(●데이터)은, 투자율(μ) = 300의 기록자계와 μ = 1000의 기록자계의 비(R)(μ300/μ1000)를 나타내고, 실선(△데이터)은, 기자력(mmf) = 0.2AT와 0.4AT에 있어서의 기록자계의 비(R)(0.2AT/0.4AT)를 나타낸다.

도 8의 평가결과의 특성에 의해, 형상 파라미터(SH)를 변화시킴으로써 비(R)(μ300/μ1000) 및 비(R)(0.2AT/0.4AT)를 제어하고, 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성을 모두 개선할 수 있다는 사실을 확인하였다.

효과유무의 판정기준은, 도 6과 관련하여 설명한 바와 같이, 종래 기술에 관한 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드로 하고, 전자의 비에 대해서는 R(μ300/μ1000) = 0.88로 하고(파선으로 표시), 후자의 비에 대해서는 R(0.2AT/0.4AT) = 0.805로 한다(실선으로 표시).

종래의 박막자기헤드를 기준으로 판정하면, 비(R)(μ300/μ1000)의 데이터(●파선데이터)는, SH≥0.3㎛의 범위에서 기준값(R)(μ300/μ1000) = 0.88을 상회한다는 사실이 판명되었다. 한편, 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 데이터(△파선데이터)는, SH≥0.1㎛의 범위에서 기준값(R)(0.2AT/0.4AT) = 0.805를 상회한다는 사실이 판명되었다.

따라서, 비(R)(μ300/μ1000)의 데이터가 기준값을 상회하는 것은, SH≥0.1㎛의 범위이다. 다시말해, 종래의 박막자기헤드와 비교해서 선단 볼록부 높이(SH)를 0.1㎛∼2.0㎛의 범위로 함으로써, 오버라이트 특성이 개선된다는 사실이 판명되었다.

또한, 비(R)(μ300/μ1000)의 데이터 및 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 데이터 양쪽이 기준값을 상회하는 것은, SH≥0.3㎛ 범위이다. 따라서, 선단 볼록부 높이(SH)를 0.3㎛∼2.0㎛의 범위로 함으로써, 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성 모두 개선된다는 사실이 판명되었다.

·△SW의 평가

다음으로, 부자극 형상 파라미터 "선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)"의 평가를 실시하였다. 즉, 다른 2개의 형상 파라미터(선단 볼록부 높이(SH)와 선단 부자극의 길이(SL))를 고정시킨 조건하에서, 선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)을 변화시켜 그 영향을 조사하였다. 또한, 고정된 형상 파라미터에 대해서는, SH = 1.0㎛, SL = 1.5㎛로 하였다.

도 9는, 선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)을 0(제로)에서 8㎛까지 변화시켰을 때(횡축)의, 기록매체에 가해지는 자계(Hx)의 변화율(종축)을 나타낸 그래프이다. 도에서, 파선(●데이터)은 비(R)(μ300/μ1000)를 나타내고, 실선(△데이터)은 비(R)(0.2AT/0.4AT)를 나타낸다.

도 9의 평가결과의 특성에 의해, 형상 파라미터(△SW)를 변화시킴으로써, 비(R)(μ300/μ1000) 및 비(R)(0.2AT/0.4AT)를 제어하고, 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성을 모두 개선할 수 있다는 사실을 확인하였다.

효과유무의 판정기준은, 마찬가지로 종래 기술에 관한 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드로 하고, 전자의 비에 대해서는 R(μ300/μ1000) = 0.88로 하고(파선으로 표시), 후자의 비에 대해서는 R(0.2AT/0.4AT) = 0.805로 한다(실선으로 표시).

종래의 박막자기헤드를 기준으로 판정하면, 비(R)(μ300/μ1000)의 데이터(●파선데이터)는, △SW≤3.2㎛의 범위에서 기준값(R)(μ300/μ1000) = 0.88을 상회한다는 사실이 판명되었다. 한편, 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 데이터(△파선데이터)는, △SW≤6.2㎛의 범위에서 기준값(R)(0.2AT/0.4AT) = 0.805를 상회한다는 사실이 판명되었다.

따라서, 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 데이터가 기준값을 상회하는 것은, △SW≤6.2㎛의 범위이다. 다시말해, 종래의 박막자기헤드와 비교하여, 선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)을 6.2㎛ 이하의 범위로 함으로써, 기록번짐 특성이 개선되어진다는 사실이 판명되었다.

또한, 비(R)(μ300/μ1000)의 데이터 및 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 데이터의 양쪽이 기준값을 상회하는 것은, △SW≤3.2㎛의 범위이다. 따라서, 선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)을 3.3㎛ 이하의 범위로 함으로써, 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성의 양쪽이 개선된다는 사실이 판명되었다.

·SL의 평가

또한, 부자극 형상 파라미터 "선단 부자극의 길이(SL)"의 평가를 실시하였다. 즉, 다른 2개의 형상 파라미터(선단 볼록부 높이(SH)와 선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW))를 고정시킨 조건하에서, 선단 부자극의 길이(SL)를 변화시켜 그 영향을 조사하였다. 또한, 고정된 형상 파라미터에 대해서는, SH = 1.0㎛, △SW = 2.0㎛로 하였다.

도 10은, 선단 부자극의 길이(SL)를 0(제로)에서 8.0㎛까지 변화시켰을 때(횡축)의, 기록매체에 가해지는 자계(Hx)의 변화율(종축)을 나타낸 그래프이다. 도에서, 파선(●데이터)은 비(R)(μ300/μ1000)를 나타내고, 실선(△데이터)은 비(R)(0.2AT/0.4AT)를 나타낸다.

도 10의 평가결과의 특성에 의해, 형상 파라미터(SL)를 변화시킴으로써, 비(R)(μ300/μ1000) 및 비(R)(0.2AT/0.4AT)를 제어하고, 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성을 모두 개선할 수 있다는 사실을 확인하였다.

효과유무의 판정기준은, 마찬가지로 종래 기술에 관한 선단 부자극을 갖는박막자기헤드로 하고, 전자의 비에 대해서는 R(μ300/μ1000) = 0.88로 하고(파선으로 표시), 후자의 비에 대해서는 R(0.2AT/0.4AT) = 0.805로 한다(실선으로 표시).

종래의 박막자기헤드를 기준으로 판정하면, 비(R)(μ300/μ1000)의 데이터(●파선데이터)는, SL≤3.6㎛의 범위에서 기준값(R)(μ300/μ1000) = 0.88을 상회한다는 사실이 판명되었다. 한편, 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 데이터(△파선데이터)는, SH≤8.0㎛의 범위에서 기준값(R)(0.2AT/0.4AT) = 0.805를 상회한다는 사실이 판명되었다.

따라서, 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 데이터가 기준값을 상회하는 것은, 0＜SL≤8.0㎛의 범위이다. 다시말해, 종래의 박막자기헤드와 비교하여, 선단 부자극의 길이(SL)을 8.0㎛ 이하의 범위로 함으로써, 기록번짐 특성이 개선되어진다는 사실이 판명되었다.

또한, 비(R)(μ300/μ1000)의 데이터 및 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 데이터의 양쪽이 기준값을 상회하는 것은, 0＜SL≤3.6㎛의 범위이다. 따라서, 선단 부자극의 길이(SL)를 3.6㎛ 이하의 범위로 함으로써, 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성의 양쪽이 개선된다는 사실이 판명되었다.

이상으로, 선단 부자극의 각 형상 파라미터의 범위가 다음과 같이 결정되었다.

·SH에 대하여 : 0.1㎛≤SH≤2.0㎛, 바람직하게는 0.3㎛≤SH≤2.0㎛.

·△SW에 대하여 : 0＜△SW≤6.2㎛, 바람직하게는 0＜△SW≤3.2㎛.

·SL에 대하여 : 0＜SL≤8.0㎛, 바람직하게는 0＜SL≤3.6㎛.

이와 같이, 선단 부자극의 형성위치 및 형상을 특정하기 위한 파라미터(SL, SH 및 △SW)에 관하여, 종래의 박막자기헤드의 특성(도 6 참조)을 상회하는 범위가 결정되었다.

③최량(最良)의 선단 부자극 형상

다음 단계에서, 형상 파라미터 SH, △SW 및 SL에 관하여, 비(R)(μ300/μ1000)의 데이터 및 비(R)(0.2AT/0.4AT)의 데이터 양쪽이 기준값을 상회하는 각 범위(상기의 "바람직하게는"으로 정해진 범위)를 모두 만족하는 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드에 대하여 평가하였다. 또한, 평가한 박막자기헤드의 각 형상 파라미터는, SH = 1.0㎛, △SW = 2.0㎛, SL = 1.5㎛이다.

도 11은 본 실시예에 관한 박막자기헤드에 관하여 각 형상 파라미터 SH, △SW 및 SL을 각각 원하는 범위내로 하였을 때의 평가결과를 나타내고 있다. 도에서, 횡축은 기자력(mmf), 종축은 기록자계(Hx)를 나타내고 있으며, 또한 파선(●데이터)은 비(R)(μ300/μ1000)를 나타내고, 실선(▲데이터)은 비(R)(0.2AT/0.4AT)를 나타내고 있다.

효과유무의 판정기준으로는, 상기 박막자기헤드는 이미 도 6과 관련해서 설명한 기준값, 즉 종래의 박막헤드의 R(μ300/μ1000) = 0.88 및 R(0.2AT/0.4AT) = 0.805를 만족하고 있는 범위내에서 형성되어 있다. 따라서, 도 5와 관련하여 목표라고 설명한 비교예(선단 부자극을 갖지 않는 박막자기헤드)와의 사이에서, 비교하기로 하였다. 비교예에서는 R(μ300/μ1000) = 0.94, R(0.2AT/0.4AT) = 0.88이다.

이에 대해, 도 11에 나타낸 형상 파라미터 SH, △SW 및 SL의 각 범위를 모두 만족하는 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드에서는, R(μ300/μ1000) = 0.92, R(0.2AT/0.4AT) = 0.86이다. 결국, 도 11에 나타낸 평가결과에서는, 비교예에 비해 비(R)(μ300/μ1000) 및 비(R)(0.2AT/0.4AT) 모두 자계변동이 작다는 사실이 판명되었다. 즉, 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성 모두 개선되어 있다는 사실이 판명되었다.

④제조방법

·선단 부자극을 갖는 박막자기헤드

도 12a∼도 12h는, 본 실시예에 관한 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 제조방법을 공정순서에 따라 나타낸 것이다. 이들 도는 도 7b에 상당하며, 선단 부자극의 작제과정에 있어서의 기판(웨이퍼)의 측면도이다. 또한, 도 1과 관련하여 설명한 재생헤드(RE)에 대해서는 이미 형성이 끝난 것으로 간주하고 설명을 실시하겠다.

우선, 제일 처음 공정에서는(도 12a 참조), 재생헤드(RE)의 제 2 비자성 절연층(7)(도 1 참조) 상에, 재생헤드(RE)의 상측 자기실드층(8)과 겸용되는 기록헤드(WR)의 하부자극(8)을 형성한다. 상기 하부자극(8)은, 전형적으로는 NiFe계 합금 또는 Co계 합금으로 이루어지며, 예를들면 Ni(50)Fe(50), Ni(80)Fe(20), CoNiFe, FeZrN 등으로 할 수도 있다. 미리 스퍼터링법 혹은 증착법으로 도금베이스층(도시생략)을 형성하고, 이어서 전해도금에 의해 수 ㎛ 정도의 막두께로 형성한다. 하부자극(8)을 스퍼터링법으로 성막하는 경우에는, Fe계 합금, Co계합금(CoZr 등)이 이용되며, 이 경우에는 도금베이스층은 필요없다.

계속해서, 하부자극(8) 상에 기록갭층(9)을 형성한다. 상기 기록갭층(9)은, 예를들면 Al₂0₃, SiO₂등으로 이루어진다. 그 후의 에칭공정에서 기록갭층의 막두께 가 감소하는 것을 방지하기 위하여, 필요에 따라 기록갭층 상에 보호층(도시생략)을 설치할 수도 있다.

이어서, 기록갭층(9) 상에, 예를들면 감광성 포토레지스트(30)를 스핀코트법으로 피착하고, 상기 레지스트(30)를 그 후의 공정에서 형성되는 선단 부자극의 형상에 따른 형상으로 패터닝한다. 이 때, 선단 부자극의 형상 파라미터의 하나인 "선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)"이 획정된다.

다음 공정에서는(도 12b 참조), 레지스트(30)를 마스크로 하여 상부 선단 부자극(22)을 형성한다. 상기 상부 선단 부자극(22)은, 전형적으로는 하부자극(8)과 동일한 재료로 구성될 수도 있다. 미리, 스퍼터링법 또는 증착법으로 도금베이스층(도시생략)을 형성하고, 이어서 전해도금에 의해 형성한다. 상부 선단 부자극(22)을 스퍼터링법으로 성막하는 경우에는, Fe계 합금, Co계 합금(CoZr 등)이 이용되며, 이 경우에는 도금베이스층은 필요없다. 상부 선단 부자극(22)을 형성한 후, 레지스트(30)를 제거한다.

다음 공정에서는(도 12c 참조), 갭의 깊이(도 7b 참조)를 바탕으로 상부 선단 부자극(22)의 일단을 규정하고, 상기 선단 부자극(22)이 형성되어 있는 부분 이외의 영역에 있어서의 기록갭층(9) 및 하부자극(8)을 이온밀링에 의해 트리밍한다.이로써, 하부자극(8)에 있어서 볼록(凸)모양으로 남아 있는 부분이 하부 선단 부자극(21)을 구성한다.

다음 공정에서는(도 12d 참조), 상부 선단 부자극(22)과 노출된 하부자극(8)을 덮도록 알루미나층(32)을 형성한다.

다음 공정에서는(도 12e 참조), 래핑(lapping)이나 폴리싱(polishing) 등에 의해 알루미나층(32)과 상부 선단 부자극(22)의 표면을 연마하고, 평탄화를 수행한다. 이와 같은 평탄화를 수행하는 의도는, 기판상의 요철을 없앰으로써 그 후의 공정에서 레지스트를 피착할 때 위치맞춤의 정도(精度)를 확보하고, 상부자극 등의 패터닝을 할 때 정도향상을 꾀하는 것에 있다. 이 때, 선단 부자극의 형상 파라미터의 하나인 "선단 부자극의 길이(SL)"가 획정된다.

다음 공정에서는(도 12f 참조), 알루미나층(32) 위에, 비자성 절연층(10, 11)으로 둘러싸인 기록코일(12)을 형성한다. 이 공정은, 본 발명에 직접 관계하지 않기 때문에 간단하게 설명하기로 한다. 우선, 포토레지스트를 피착하여 적절하게 패터닝을 수행하고, 열경화하여 기록코일(12)로부터 하방 부분의 절연층(10)을 형성한다. 그 후, 소용돌이 모양의 기록코일(12)을 형성하고, 또한 포토레지스트의 피착, 패터닝, 열경화 등을 거쳐 기록코일(12)의 주위 및 상방에 절연층(11)을 형성한다. 이 때, 소용돌이 모양의 기록코일(12)의 중심부 영역(도 1에 있어서 13으로 나타낸 부분)에 상당하는 부분을 제거하여 구멍을 형성한다. 이 구멍은, 그 후의 공정에서 상부자극(16)이 형성되었을 때에 당해 구멍을 통해 하부자극(8)과 접속하기 위한 것이다.

다음 공정에서는(도 12g 참조), 상부 선단 부자극(22) 및 비자성 절연층(11) 상에 도금베이스층(도시생략)을 형성하고, 또한 감광성 포토레지스트(33)를 스핀코트법으로 피착하여, 상기 레지스트(33)를 그 후의 공정에서 형성되는 상부자극의 형상에 따른 형상으로 패터닝한다.

마지막 공정에서는(도 12h 참조), 레지스트(33)를 마스크로 하여 비자성 절연층(11) 및 상부 선단 부자극(22) 상에 전기도금에 의해 수 ㎛의 두께로 상부자극(16)을 형성한다. 또한, 레지스트(33)를 제거한 후, 상부자극(16) 이외에서 노출되어 있는 도금베이스층을 이온밀링에 의해 제거한다. 그 후, 자기변환기(5)의 양단의 단자에 접속하는 전극패드(도시생략)나 기록코일(12)의 전극패드(도시생략)를 형성한다.

마지막으로, 복수의 자기헤드가 동시에 형성된 웨이퍼로부터 개개의 자기헤드를 잘라내어, 각 자기헤드를 부상면(ABS)으로부터 최종 마무리선까지 기계적으로 연마한다. 상기 최종 마무리선은 갭의 깊이(도 7b 참조)에 의해 결정되며, 이 때, 선단 부자극의 형상 파라미터의 하나인 "선단 볼록부 높이(SH)"가 획정된다.

이상에 설명한 도 12a∼도 12h의 공정에 의해, 본 실시예에 관한 독특한 형상을 가진 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드를 제조할 수 있다.

·추가적인 상부자극 자체의 성형방법

도 12a∼도 12h의 공정에 의해 제조된 박막자기헤드에 대하여, 필요에 따라 본 출원인이 이전에 제안한 바와 같이(일본특허공개 평10-184780호), 상부자극(16)의 폴(16a)을 트리밍하여 원하는 형상으로 정형함으로써, 특성을 한층 더 향상시킬수도 있다.

도 13a∼도 13d는 웨이퍼면에 대하여 이론밀링에 의한 트리밍을 실시한 경우의 제조공정을 나타내고 있다. 우선, 도 13a 및 도 13b에 나타낸 바와 같이, 기판(웨이퍼) 상에 상부자극(16)까지 형성한 후, 상부자극(16)의 트레일링·에지 근방에만 창이 열리도록 패터닝된 보호막(34) 혹은 보호용 레지스트를 피착하고, 이온밀링에 의해 트리밍을 실시한다. 상기 이온밀링은, 도 13c에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼를 회전시키면서 소정각도(θ)로 요동시켜 부상면측으로부터 연마가공하는 것이다. 이 방법에 의해, 상부자극(16)의 상면이 그다지 깎이지 않고도, 측면을 원하는 정도로 연마할 수 있다. 그리고, 도 13d에 나타낸 바와 같이, 보호막(34)을 제거한 후, 웨이퍼로부터 잘라내어 부상면에서부터 최종 마무리선까지 연마가공한다.

도 14a∼도 14c는 웨이퍼면에 대하여 FIB 트리밍을 실시한 경우의 제조공정을 나타내고 있다. 우선, 도 14a 및 도 14b에 나타낸 바와 같이, 기판(웨이퍼) 상에 상부자극(16)까지 형성한 후, 상부자극(16)의 트리밍·에지 근방에 초점을 정한 집속이온빕(FIB)에 의해 트리밍을 실시한다. 그리고, 도 14c에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼로부터 잘라내어 부상면에서부터 최종 마무리선까지 연마가공한다.

도 15a 및 도 15b는 부상면에 대하여 이온밀링에 의한 트리밍을 실시한 경우의 제조공정을 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 웨이퍼로부터 각각의 자기헤드를 잘라내어, 부상면으로부터의 연마가공을 실시한 후(즉, 슬라이더가공을 실시한 후), 부상면상에 있어서 상부자극(16)의 사이드에지 근방에만 창이 열리도록 패터닝된 보호막 등(도시생략)을 피착하여 이온밀링에 의해 트리밍을 실시한다.

도 16a 및 도 16b는 부상면에 대하여 FIB 트리밍을 실시한 경우의 제조공정을 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 웨이퍼로부터 각각의 자기헤드를 잘라내어 부상면으로부터의 연마가공을 실시한 후(즉, 슬라이더가공을 실시한 후), 부상면상에 있어서 상부자극(16)의 사이드에지부에 초점을 정한 FIB에 의해 트리밍을 실시한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 관한 박막자기헤드 및 그 제조방법에 의하면, 선단 부자극을 갖는 복합형 자기헤드 혹은 유도형 기록재생 박막헤드에 있어서, 고주파 오버라이트 특성의 악화원인이 되는 투자율 저하에 따른 기록자계의 저하, 혹은 저주파 기록번짐 특성의 악화원인이 되는 기자력 증가에 따른 기록자계의 증대와 같은 문제를 해소할 수 있다. 이로써, 양호한 고주파 특성과 기록번짐 특성을 가진 박막자기헤드의 제조가 가능해지며, 선단 부자극을 갖는 박막자기헤드의 당초 목적인, 트랙폭의 규정, 기록번짐의 감소를 달성할 수 있어, 고(高)기록밀도화를 실현할 수 있게 된다.

Claims

하부자극(8)과,

상기 하부자극에 대향하여 배치된 상부자극(16)과,

상기 하부자극 및 상부자극 사이에서 양 자극으로부터 이간되어 배치된 기록코일(12)과,

상기 상부자극의 상기 하부자극 측에서 부상면 근방에 설치된 상부 선단 부자극(22)을 구비하고,

상기 상부 선단 부자극은, 그 본체부분의 코어폭(SW2)이 부상면(ABS)에서의 코어폭(SW1)보다 크게 형성되어 있는 박막자기헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 상부 선단 부자극의 코어폭이 넓어지기 시작하는 위치를 상기 부상면으로부터의 선단 볼록부 높이(SH)로서 정의하였을 때, 상기 선단 볼록부 높이는, 오버라이트(overwrite) 특성 및 기록번짐(recording blur) 특성중 적어도 한쪽이 개선되는 정도의 값으로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 2 항에 있어서,

상기 선단 볼록부 높이가 0.1㎛ 이상으로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 3 항에 있어서,

상기 선단 볼록부 높이가 0.3㎛ 이상으로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 본체부분의 코어폭과 상기 부상면에서의 코어폭의 차를 선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)으로 정의하였을 때, 상기 코어폭의 넓이 증가분은 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성중 적어도 한쪽이 개선되는 정도의 값으로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 5 항에 있어서,

상기 코어폭의 넓이 증가분이 6.2㎛ 이하로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 6 항에 있어서,

상기 코어폭의 넓이 증가분이 3.2㎛ 이하로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 상부 선단 부자극의 막두께를 선단 부자극의 길이(SL)로서 정의하였을 때, 상기 선단 부자극의 길이는, 오버라이트 특성 및 기록번짐 특성중 적어도 한쪽이 개선되는 정도의 값으로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 8 항에 있어서,

상기 선단 부자극의 길이가 8.0㎛ 이하로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 9 항에 있어서,

상기 선단 부자극의 길이가 3.6㎛ 이하로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 상부 선단 부자극의 코어폭이 넓어지기 시작하는 위치를 상기 부상면으로부터의 선단 볼록부 높이(SH)로서 정의하였을 때, 상기 선단 볼록부 높이는 0.3㎛ 이상으로 선정되고, 상기 본체부분의 코어폭과 상기 부상면에서의 코어폭의 차를 선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)으로 정의하였을 때, 상기 코어폭의 넓이 증가분은 3.2㎛ 이하로 선정되고, 상기 상부 선단 부자극의 막두께를 선단 부자극의 길이(SL)로서 정의하였을 때, 상기 선단 부자극의 길이는 3.6㎛ 이하로 선정되어 있는 박막자기헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 하부자극의 상기 상부자극측에서 부상면 근방에 설치된 하부 선단 부자극(21)을 더 구비하고, 상기 하부 선단 부자극은 상기 상부 선단 부자극과 동일한 형상을 가지고 있는 박막자기헤드.
제 1 항에 기재된 박막자기헤드를 이용한 기록헤드와,

자기저항효과형 소자를 자기변환기로서 사용한 재생헤드를 구비하고,

상기 기록헤드와 상기 재생헤드가 일체적으로 형성되어 있는 복합형 자기헤드.
(a) 하부자극(8)을 형성하는 공정과,

(b) 상기 하부자극의 상방에, 제 1 레지스트(30)를 소정의 형상으로 패터닝하여, 상기 제 1 레지스트의 형상에 따라 부상면으로부터 멀어짐에 따라 그 코어폭이 넓어지는 상부 선단 부자극(22)을 형성하는 공정과,

(c) 상기 제 1 레지스트를 제거한 후, 상기 하부자극을 부분적으로 트리밍하여 하부 선단 부자극(21)을 형성하는 공정과,

(d) 상기 하부자극의 트리밍된 부분과 상기 상부 선단 부자극 위에 알루미나층(32)을 형성하는 공정과,

(e) 상기 알루미나층 및 상기 상부 선단 부자극에 대하여 막두께 방향으로 표면을 연마하여 평탄화하는 공정과,

(f) 평탄화된 상기 알루미나층 위에 비자성 절연층(10, 11)으로 주위를 둘러싼 기록코일(12)을 형성하는 공정과,

(g) 평탄화된 상기 상부 선단 부자극 상에, 제 2 레지스트(33)를 소정의 형상으로 패터닝하여 상기 제 2 레지스트의 형상에 따른 상부자극(16)을 형성하는 공정과,

(h) 상기 제 2 레지스트를 제거한 후, 웨이퍼로부터 잘라내어 최종 마무리선까지 기계적으로 연마하는 공정을 포함하는 박막자기헤드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 공정(a) 후에, 상기 하부자극 상에 기록갭층(9)을 형성하는 공정을 더 포함하고, 형성된 상기 기록갭층 상에 상기 제 1 레지스트가 피착되는 박막자기헤드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 공정(c)는, 이온밀링에 의해 상기 하부자극을 부분적으로 트리밍하는 것을 포함하는 박막자기헤드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 공정(h) 후에, 상기 상부자극의 부상면이 되는 근방의 영역 이외의 영역에 보호막을 피착하여 소정의 형상으로 패터닝하는 공정과, 웨이퍼 면에 대하여 이온밀링에 의해 트리밍을 수행하는 공정을 더 포함하는 박막자기헤드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 공정(g)과 상기 공정(h) 사이에, 웨이퍼면에 대하여 집속(集束)이온빔에 의해 트리밍을 수행하는 공정으로 더 포함하는 박막자기헤드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 공정(h) 후에, 상기 상부자극의 부상면이 되는 근방의 영역 이외의 영역에 보호막을 피착하여 소정의 형상으로 패터닝하는 공정과, 상기 부상면에 대하여 이온밀링에 의해 트리밍을 수행하는 공정을 더 포함하는 박막자기헤드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 공정(h) 후에, 상기 상부자극의 부상면에 대하여 집속이온빔에 의해 트리밍을 수행하는 공정을 더 포함하는 박막자기헤드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 공정(b)에 의해, 상기 상부 선단 부자극의 본체부분의 코어폭(SW2)과 상기 부상면에서의 코어폭(SW1)의 차가 선단 부자극의 코어폭의 넓이 증가분(△SW)으로서 획정되는 박막자기헤드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 공정(e)에 의해, 상기 상부 선단 부자극의 막두께가 선단 부자극의 길이(SL)로서 획정되는 박막자기헤드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 공정(h)에 의해, 상기 상부 선단 부자극의 코어폭이 넓어지기 시작하는 위치가 상기 부상면으로부터의 선단 볼록부 높이(SH)로서 획정되는 박막자기헤드의 제조방법.