JP2001256613A - Thin-film magnetic head and method of manufacture - Google Patents
Thin-film magnetic head and method of manufactureInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも誘導型
電磁変換記録素子を有する薄膜磁気ヘッドおよびその製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film magnetic head having at least an inductive type electromagnetic transducer and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、磁気ディスク装置に用いられる薄
膜磁気ヘッドとしては、磁気抵抗効果(以下、MR(Ma
gneto Resistive )と記す。)素子を用いた再生素子
と、誘導型電磁変換記録素子とを有する複合型のものが
主に用いられるようになっている。2. Description of the Related Art In recent years, as a thin film magnetic head used in a magnetic disk drive, a magnetoresistive effect (hereinafter referred to as MR (Ma
gneto Resistive). A composite type having a reproducing element using an element and an inductive electromagnetic conversion recording element is mainly used.
【0003】図11は、従来の薄膜磁気ヘッドの一例に
おける要部を切り欠いて示す斜視図である。この薄膜磁
気ヘッドは、再生素子の上に記録素子が配置された構成
になっている。FIG. 11 is a perspective view of an example of a conventional thin-film magnetic head with a main part cut away. This thin-film magnetic head has a configuration in which a recording element is arranged on a reproducing element.
【0004】再生素子は、下部シールド層103と、こ
の下部シールド層103の上に形成された絶縁膜である
下部シールドギャップ膜104と、この下部シールドギ
ャップ膜104の上に形成されたMR素子105と、下
部シールドギャップ膜104の上に形成され、MR素子
105に接続された導電層106と、MR素子105お
よび導電層106を覆うように形成された絶縁膜である
上部シールドギャップ膜107と、この上部シールドギ
ャップ膜107の上に形成された上部シールド層兼下部
磁極層(以下、下部磁極層と記す。)108とを有して
いる。A reproducing element includes a lower shield layer 103, a lower shield gap film 104 which is an insulating film formed on the lower shield layer 103, and an MR element 105 formed on the lower shield gap film 104. A conductive layer 106 formed on the lower shield gap film 104 and connected to the MR element 105, and an upper shield gap film 107 which is an insulating film formed to cover the MR element 105 and the conductive layer 106; An upper shield layer and a lower magnetic pole layer (hereinafter, referred to as a lower magnetic pole layer) 108 formed on the upper shield gap film 107 are provided.
【0005】記録素子は、下部磁極層108と、この下
部磁極層108の上に形成された非導電性且つ非磁性の
ギャップ層109と、このギャップ層109の上に配置
され、非導電性且つ非磁性のレジスト層111で囲まれ
た薄膜コイル110と、ギャップ層109およびレジス
ト層111の上に形成された上部磁極層112とを有し
ている。上部磁極層112は、記録媒体に対向する面を
有し、ギャップ層109を介して下部磁極層108と対
向する磁極部分112aと、この磁極部分112aの媒
体対向面とは反対側に配置されたヨーク部分112bと
を含んでいる。磁極部分112aは一定の幅を有し、ヨ
ーク部分112bの幅は磁極部分112aの幅よりも大
きくなっている。磁極部分112aの幅は、記録時のト
ラック幅を決定している。ヨーク部分112bは下部磁
極層8に接続されている。The recording element includes a lower magnetic pole layer 108, a non-conductive and non-magnetic gap layer 109 formed on the lower magnetic pole layer 108, and a non-conductive and non-magnetic gap layer 109 disposed on the gap layer 109. It has a thin-film coil 110 surrounded by a nonmagnetic resist layer 111, and an upper magnetic pole layer 112 formed on the gap layer 109 and the resist layer 111. The upper magnetic pole layer 112 has a surface facing the recording medium, and is disposed on a magnetic pole portion 112a facing the lower magnetic pole layer 108 via the gap layer 109, and on a side opposite to the medium facing surface of the magnetic pole portion 112a. And a yoke portion 112b. The pole portion 112a has a constant width, and the width of the yoke portion 112b is larger than the width of the pole portion 112a. The width of the magnetic pole portion 112a determines the track width during recording. The yoke portion 112b is connected to the lower magnetic pole layer 8.
【0006】ところで、近年の磁気ディスク装置におけ
る面記録密度の向上の要求に応えるためには、記録媒体
におけるトラック密度と線記録密度を向上させる必要が
ある。このうちトラック密度を向上させるためには、ト
ラック幅を縮小することが必要である。トラック幅は磁
極部分の幅(以下、磁極幅と言う。)によって決定され
る。従って、トラック幅を縮小するには、トラック幅を
決める磁極部分を微細に形成する必要がある。By the way, in order to meet the recent demand for improvement in areal recording density in a magnetic disk drive, it is necessary to increase track density and linear recording density in a recording medium. In order to increase the track density, it is necessary to reduce the track width. The track width is determined by the width of the magnetic pole portion (hereinafter referred to as magnetic pole width). Therefore, in order to reduce the track width, it is necessary to finely form a magnetic pole portion that determines the track width.
【0007】従来、磁極層の形成には、フレームめっき
法やドライエッチング法が用いられていた。ドライエッ
チング法では、まず、磁極部分を構成する磁性膜を形成
し、次に、磁性膜の上にレジストパターンを形成する。
そして、このレジストパターンをマスクとして、イオン
ミリング等のドライエッチングを施し、磁極層を形成す
る。一方、フレームめっき法では、例えば特開平8-1
24124号公報に示されるように、まず、スパッタ法
等によって導電性の材料からなる電極層を形成し、次
に、電極層の上に磁極層形成のためのレジストパターン
を形成する。次に、このレジストパターンをフレームと
して電気めっきを行い、磁極部分を含む磁性膜を形成す
る。その後、フレームによって囲まれた磁極層の領域
を、フォトリソグラフィーによって形成したレジストパ
ターンでカバーし、ウエットエッチング等によって不必
要な磁性膜を除去することで、磁極層を形成する。Heretofore, frame plating and dry etching have been used to form the pole layer. In the dry etching method, first, a magnetic film constituting a magnetic pole portion is formed, and then a resist pattern is formed on the magnetic film.
Then, using this resist pattern as a mask, dry etching such as ion milling is performed to form a pole layer. On the other hand, in the frame plating method, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
As disclosed in Japanese Patent No. 24124, first, an electrode layer made of a conductive material is formed by a sputtering method or the like, and then a resist pattern for forming a pole layer is formed on the electrode layer. Next, electroplating is performed using the resist pattern as a frame to form a magnetic film including a magnetic pole portion. Thereafter, the region of the pole layer surrounded by the frame is covered with a resist pattern formed by photolithography, and unnecessary magnetic films are removed by wet etching or the like to form a pole layer.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ドライエッチング法で
は、マスク形状のばらつきに加え、エッチングに起因す
る形状のばらつきもあるため、磁極部分の微細化、高精
度化に不利である。一方、フレームめっき法は、レジス
トフレームの寸法精度によって磁極部分の微細化、高精
度化が決定されるため、高記録密度用の薄膜磁気ヘッド
における磁極層の形成にはフレームめっき法が適してい
ると言える。The dry etching method is disadvantageous in miniaturizing the magnetic pole portion and increasing the precision because there is a variation in the shape due to the etching in addition to the variation in the mask shape. On the other hand, the frame plating method is suitable for forming a magnetic pole layer in a thin-film magnetic head for high recording density because the fineness and high precision of the magnetic pole portion are determined by the dimensional accuracy of the resist frame. It can be said.
【0009】一般に、フレームめっき法におけるフレー
ムの形成には、レチクル(フォトマスク)に形成された
パターンを、波長が436nmのg線や、波長が365
nmのi線や、KrFエキシマレーザを光源とする波長
248nmのレーザ光等を用いて、基板に塗布されたレ
ジストに投影露光するというフォトリソグラフィーの技
術が用いられている。In general, to form a frame by the frame plating method, a pattern formed on a reticle (photomask) is formed by using a g-line having a wavelength of 436 nm or a g-line having a wavelength of 365 nm.
A photolithography technique of projecting and exposing a resist applied to a substrate using an i-line of nm or a laser beam of a wavelength of 248 nm using a KrF excimer laser as a light source is used.
【0010】上記のフォトリソグラフィーによるフレー
ムの微細化は、パターンの解像度により制限される。パ
ターンの解像度Rは、投影露光用の光の波長λ、露光装
置のレンズの開口数NAおよび定数k1を用いて以下の
式(1)で表されるため、これら波長λ、開口数NAお
よび定数k1によって制限される。The miniaturization of the frame by the photolithography is limited by the resolution of the pattern. The resolution R of the pattern is expressed by the following equation (1) using the wavelength λ of light for projection exposure, the numerical aperture NA of the lens of the exposure apparatus, and the constant k 1. It is limited by the constant k 1.
【0011】R=k1・λ/NA …(1)R = k 1 · λ / NA (1)
【0012】特開平11−134609号公報および特
開平11−154308号公報には、KrFエキシマレ
ーザのレーザ光を用いて、トラック幅が0.5μm以下
の記録ヘッドを形成する技術が示されている。JP-A-11-134609 and JP-A-11-154308 show a technique for forming a recording head having a track width of 0.5 μm or less using a laser beam of a KrF excimer laser. .
【0013】しかしながら、従来のフレームめっき法に
おけるフレームの微細化は、上記各公報に示されるよう
に、現在実用化されている中で最も波長の短いKrFエ
キシマレーザのレーザ光を用いても0.3μmの幅が限
界であった。また、フレームめっき法によって形成され
る磁極層の幅はフレームの解像度に依存しているため、
従来のフレームめっき法を用いて磁極層を形成する場合
には、記録素子のトラック幅を0.3μmよりも小さく
することができなかった。However, as described in the above publications, the miniaturization of the frame in the conventional frame plating method can be achieved by using a KrF excimer laser having the shortest wavelength among the lasers currently in practical use. The width of 3 μm was the limit. Also, since the width of the pole layer formed by the frame plating method depends on the resolution of the frame,
When the pole layer is formed using a conventional frame plating method, the track width of the recording element cannot be made smaller than 0.3 μm.
【0014】ところで、前述のフォトリソグラフィー用
のレチクル(フォトマスク)の作製には、一般に電子線
露光装置が用いられている。電子線露光装置は、0.0
05〜1μmの径の電子ビームを、電子線に感光する電
子線露光用レジストに照射する装置である。この電子線
露光装置を用いたリソグラフィー技術は、電子線リソグ
ラフィーと呼ばれている。電子線リソグラフィーでは、
フォトリソグラフィーと異なり解像度が式(1)に依存
しないため、例えば0.05μm以下の解像度を達成す
ることが可能である。An electron beam exposure apparatus is generally used to manufacture the above-described reticle (photomask) for photolithography. The electron beam exposure apparatus is 0.0
This is an apparatus for irradiating an electron beam having a diameter of from 0.5 to 1 μm to an electron beam exposure resist that is sensitive to an electron beam. The lithography technique using this electron beam exposure apparatus is called electron beam lithography. In electron beam lithography,
Unlike photolithography, since the resolution does not depend on the equation (1), for example, a resolution of 0.05 μm or less can be achieved.
【0015】しかしながら、従来における電子線リソグ
ラフィーは、フォトリソグラフィー用のマスクのパター
ニングや、半導体のコンタクトホールのパターニングに
利用されているだけである。そのため、電子線リソグラ
フィーにおいて電子線によって露光するレジストの厚さ
は高々0.5μmである。これに対し、前述の薄膜磁気
ヘッドの磁極層の形成に必要なレジストフレームの厚さ
は、磁極層の厚みの確保のために通常1μm以上であ
る。レジストパターンの解像度はレジストの厚さに大き
く依存し、レジストの厚さが大きくなると解像度が低下
する。そのため、従来は、電子線リソグラフィーを利用
して、例えば0.3μm以下の磁極幅を有するような微
細な磁極層を形成することは行われていなかった。However, conventional electron beam lithography is only used for patterning a mask for photolithography and patterning a contact hole of a semiconductor. Therefore, the thickness of a resist exposed by an electron beam in electron beam lithography is at most 0.5 μm. On the other hand, the thickness of the resist frame required for forming the pole layer of the above-described thin-film magnetic head is usually 1 μm or more in order to secure the thickness of the pole layer. The resolution of the resist pattern largely depends on the thickness of the resist, and the resolution decreases as the thickness of the resist increases. Therefore, conventionally, it has not been performed to form a fine magnetic pole layer having a magnetic pole width of, for example, 0.3 μm or less using electron beam lithography.
【0016】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、従来のフォトリソグラフィーを用い
た技術では製造することが困難であった磁極幅の小さな
薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head having a small magnetic pole width and a method of manufacturing the same, which have been difficult to manufacture by conventional techniques using photolithography. To provide.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気ヘッド
は、互いに磁気的に連結され、記録媒体に対向する媒体
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、少なくとも一方の磁性層における磁極部分の幅は
0.3μmよりも小さいものである。A thin-film magnetic head according to the present invention is magnetically coupled to each other, includes magnetic pole portions facing each other on a medium facing surface side facing a recording medium, and includes at least one layer. A first magnetic layer, a second magnetic layer, a gap layer provided between a magnetic pole portion of the first magnetic layer and a magnetic pole portion of the second magnetic layer, at least a part of the first magnetic layer and the second magnetic layer. A thin-film coil provided in a state insulated from the first and second magnetic layers, and the width of the magnetic pole portion in at least one of the magnetic layers is smaller than 0.3 μm.
【0018】本発明の薄膜磁気ヘッドでは、少なくとも
一方の磁性層における磁極部分の幅は0.3μmよりも
小さいことから、面記録密度を向上させることが可能に
なる。In the thin-film magnetic head of the present invention, since the width of the magnetic pole portion in at least one of the magnetic layers is smaller than 0.3 μm, it is possible to improve the areal recording density.
【0019】本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、少なく
とも一方の磁性層における磁極部分の幅は0.2μm以
下であってもよい。In the thin film magnetic head of the present invention, the width of the magnetic pole portion in at least one of the magnetic layers may be 0.2 μm or less.
【0020】また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記の少なくとも一方の磁性層における磁極部分の厚さ
は0.5μm以上であってもよい。In the thin-film magnetic head of the present invention,
The thickness of the magnetic pole portion in at least one of the magnetic layers may be 0.5 μm or more.
【0021】また、本発明の薄膜磁気ヘッドは、更に、
再生用の磁気抵抗効果素子を備えていてもよい。Further, the thin-film magnetic head of the present invention further comprises:
A reproducing magnetoresistive element may be provided.
【0022】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、互
いに磁気的に連結され、記録媒体に対向する媒体対向面
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た薄
膜磁気ヘッドを製造する方法であって、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、少なくとも一部が第1および第2の磁性層の間
に、この第1および第2の磁性層に対して絶縁された状
態で配置されるように、薄膜コイルを形成する工程とを
備え、少なくとも一方の磁性層を形成する工程は、電子
線に対して感光性を有するレジスト層を形成する工程
と、レジスト層に対して電子線を直接照射してレジスト
層を露光する工程と、露光後のレジスト層を現像してフ
レームを作製する工程と、フレームを用いためっき法に
より磁極部分を含む層を形成する工程とを含むものであ
る。A method of manufacturing a thin-film magnetic head according to the present invention includes a first and a first layer each including at least one layer, the magnetic pole portions being magnetically connected to each other, including magnetic pole portions facing each other on a medium facing surface side facing a recording medium. A second magnetic layer, a gap layer provided between a magnetic pole portion of the first magnetic layer and a magnetic pole portion of the second magnetic layer, and at least a part between the first and second magnetic layers. A method for manufacturing a thin-film magnetic head comprising: a thin-film coil provided in a state insulated from first and second magnetic layers, the method comprising: forming a first magnetic layer; A step of forming a gap layer on the magnetic layer, a step of forming a second magnetic layer on the gap layer, and at least a portion between the first and second magnetic layers. It is placed insulated from the two magnetic layers Forming a thin-film coil, wherein at least one of the magnetic layers is formed by forming a resist layer having photosensitivity to an electron beam and directly irradiating the resist layer with an electron beam. Exposing the resist layer, developing the exposed resist layer to form a frame, and forming a layer including a magnetic pole portion by plating using the frame.
【0023】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、
レジスト層に対して電子線を直接照射してレジスト層を
露光し、現像することによって、磁極部分を含む層を形
成するためのフレームを作製するので、微細なフレーム
を作製でき、これにより、磁極幅の小さな薄膜磁気ヘッ
ドを製造することが可能となる。In the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention,
By irradiating the resist layer directly with an electron beam to expose and develop the resist layer, a frame for forming a layer including a magnetic pole portion is manufactured, so that a fine frame can be manufactured. It is possible to manufacture a thin-film magnetic head having a small width.
【0024】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、磁極部分を含む層を形成する工程では、電気めっき
法を用いてもよい。In the method of manufacturing a thin-film magnetic head according to the present invention, in the step of forming a layer including a magnetic pole portion, an electroplating method may be used.
【0025】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
において、レジスト層を形成する工程では、ポリヒドロ
キシスチレン系樹脂を主成分とするレジストを用いてレ
ジスト層を形成してもよい。In the method of manufacturing a thin-film magnetic head according to the present invention, in the step of forming a resist layer, the resist layer may be formed using a resist containing a polyhydroxystyrene-based resin as a main component.
【0026】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
において、レジスト層を形成する工程では、ポジティブ
型レジストとネガティブ型レジストのうち、レジスト層
を露光する工程における露光面積が少なくなる方のレジ
ストを用いてレジスト層を形成してもよい。In the method of manufacturing a thin-film magnetic head of the present invention, in the step of forming a resist layer, a resist having a smaller exposure area in the step of exposing the resist layer is selected from a positive resist and a negative resist. May be used to form a resist layer.
【0027】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
では、フレームにおいて磁極部分に対応する部分の幅は
0.3μmよりも小さくてもよく、更に、0.2μm以
下であってもよい。In the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention, the width of the portion corresponding to the magnetic pole portion in the frame may be smaller than 0.3 μm, and may be 0.2 μm or less.
【0028】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
において、フレームの厚さは0.5μm以上であっても
よい。In the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention, the thickness of the frame may be 0.5 μm or more.
【0029】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
は、更に、再生用の磁気抵抗効果素子を形成する工程を
備えていてもよい。The method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention may further include a step of forming a magnetoresistive element for reproduction.
【0030】[0030]
【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5ないし
図10を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁
気ヘッドおよびその製造方法の概略について説明する。
なお、図5ないし図10において、(a)は媒体対向面
に垂直な断面を示し、(b)は磁極部分の媒体対向面に
平行な断面を示している。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, an outline of a thin film magnetic head and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
5A to 10, (a) shows a cross section perpendicular to the medium facing surface, and (b) shows a cross section of the magnetic pole portion parallel to the medium facing surface.
【0031】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5に示したように、例えばアルティ
ック(Al2O3・TiC)よりなる基板1の上に、例え
ばアルミナ(Al2O3)よりなる絶縁層2を形成する。
次に、絶縁層2の上に、磁性材料、例えばパーマロイよ
りなる再生素子用の下部シールド層3を形成する。In the method of manufacturing a thin-film magnetic head according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 5, for example, alumina (Al) is formed on a substrate 1 made of AlTiC (Al 2 O 3 .TiC). An insulating layer 2 of 2 O 3 ) is formed.
Next, a lower shield layer 3 for a reproducing element made of a magnetic material, for example, permalloy is formed on the insulating layer 2.
【0032】次に、図6に示したように、下部シールド
層3の上に、絶縁膜としての下部シールドギャップ膜4
を形成する。次に、下部シールドギャップ膜4の上に、
再生用のMR素子5を形成する。MR素子5は、一端部
が、記録媒体に対向する媒体対向面30に配置される。
MR素子5には、AMR素子、GMR素子、あるいはT
MR(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。次に、
下部シールドギャップ膜4の上に、MR素子5に電気的
に接続される一対の電極層6を形成する。次に、絶縁膜
としての上部シールドギャップ膜7を形成し、MR素子
5をシールドギャップ膜4,7内に埋設する。Next, as shown in FIG. 6, a lower shield gap film 4 as an insulating film is formed on the lower shield layer 3.
To form Next, on the lower shield gap film 4,
An MR element 5 for reproduction is formed. One end of the MR element 5 is disposed on the medium facing surface 30 facing the recording medium.
The MR element 5 includes an AMR element, a GMR element, or a TMR element.
An element using a magnetosensitive film exhibiting a magnetoresistance effect, such as an MR (tunnel magnetoresistance) element, can be used. next,
A pair of electrode layers 6 electrically connected to the MR element 5 are formed on the lower shield gap film 4. Next, an upper shield gap film 7 as an insulating film is formed, and the MR element 5 is embedded in the shield gap films 4 and 7.
【0033】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、再生素子と記録素子の双方に用いら
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の第1の層8aを形成する。なお、下部磁極
層8は、この第1の層8aと、後述する第2の層8bお
よび層8cとで構成される。下部磁極層8の第1の層8
aは、後述する薄膜コイルの少なくとも一部に対向する
位置に配置される。Next, on the upper shield gap film 7,
A first layer 8a of an upper shield layer and a lower magnetic pole layer (hereinafter, referred to as a lower magnetic pole layer) 8 made of a magnetic material and used for both a reproducing element and a recording element is formed. The lower magnetic pole layer 8 includes the first layer 8a, and second layers 8b and 8c to be described later. First layer 8 of lower pole layer 8
a is arranged at a position facing at least a part of a thin film coil described later.
【0034】次に、下部磁極層8の第1の層8aの上
に、下部磁極層8の第2の層8bおよび層8cを形成す
る。第2の層8bは、下部磁極層8の磁極部分を形成す
る。層8cは、第1の層8aと後述する上部磁極層とを
接続するための部分であり、後述する薄膜コイルの中心
の近傍の位置に配置される。第2の層8bのうち上部磁
極層と対向する部分における媒体対向面30とは反対側
の端部の位置は、スロートハイトを規定する。なお、ス
ロートハイトは、2つの磁極層が記録ギャップ層を介し
て対向する部分、すなわち磁極部分の、媒体対向面側の
端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。Next, the second layer 8b and the layer 8c of the lower pole layer 8 are formed on the first layer 8a of the lower pole layer 8. The second layer 8b forms the pole portion of the lower pole layer 8. The layer 8c is a portion for connecting the first layer 8a to an upper magnetic pole layer described later, and is arranged at a position near the center of the thin-film coil described later. The position of the end of the second layer 8b opposite to the medium facing surface 30 in the portion facing the upper magnetic pole layer defines the throat height. The throat height refers to the length (height) of the portion where the two magnetic pole layers face each other via the recording gap layer, that is, the pole portion from the end on the medium facing surface side to the end on the opposite side.
【0035】下部磁極層8の第2の層8bおよび層8c
は、NiFe(Ni:80重量%,Fe:20重量%)
や、高飽和磁束密度材料であるNiFe(Ni:45重
量%,Fe:55重量%)等を用い、めっき法によって
形成してもよいし、高飽和磁束密度材料であるFeN,
FeZrN等をスパッタすることによって形成してもよ
い。この他にも、高飽和磁束密度材料であるCoFe,
Co系アモルファス材等を用いてもよい。The second layer 8b and the layer 8c of the lower magnetic pole layer 8
Is NiFe (Ni: 80% by weight, Fe: 20% by weight)
Alternatively, a high saturation magnetic flux density material such as NiFe (Ni: 45% by weight, Fe: 55% by weight) or the like may be used, and may be formed by a plating method.
It may be formed by sputtering FeZrN or the like. In addition, CoFe, which is a high saturation magnetic flux density material,
A Co-based amorphous material or the like may be used.
【0036】次に、図7に示したように、全体に、例え
ばアルミナよりなる絶縁膜9を形成する。Next, as shown in FIG. 7, an insulating film 9 made of, for example, alumina is formed on the whole.
【0037】次に、絶縁膜9の上に、第3の層8cを中
心にして、一部が第2の層8bと第3の層8cとの間を
通るように、薄膜コイル10を形成する。なお、図7
(a)において、符号10aは、薄膜コイル10を、後
述する導電層(リード)と接続するための接続部を示し
ている。Next, a thin-film coil 10 is formed on the insulating film 9 so as to partially pass between the second layer 8b and the third layer 8c, centering on the third layer 8c. I do. FIG.
In FIG. 2A, reference numeral 10a denotes a connection portion for connecting the thin-film coil 10 to a conductive layer (lead) described later.
【0038】次に、図8に示したように、全体に、例え
ばアルミナよりなる絶縁層11を形成する。次に、例え
ばCMP(化学機械研磨)によって、下部磁極層8の第
2の層8bおよび層8cが露出するまで、絶縁層11を
研磨して、表面を平坦化処理する。ここで、図8(a)
では、薄膜コイル10は露出していないが、薄膜コイル
10が露出するようにしてもよい。Next, as shown in FIG. 8, an insulating layer 11 made of, for example, alumina is formed on the whole. Next, the insulating layer 11 is polished by, for example, CMP (chemical mechanical polishing) until the second layer 8b and the layer 8c of the lower pole layer 8 are exposed, and the surface is flattened. Here, FIG.
In the example, the thin film coil 10 is not exposed, but the thin film coil 10 may be exposed.
【0039】次に、露出した下部磁極層8の第2の層8
bおよび層8cと絶縁層11の上に、絶縁材料よりなる
記録ギャップ層12を形成する。Next, the second layer 8 of the exposed lower magnetic pole layer 8 is formed.
A recording gap layer 12 made of an insulating material is formed on the layer b, the layer 8c and the insulating layer 11.
【0040】次に、磁路形成のために、下部磁極層8に
おける層8cの上において、記録ギャップ層12を部分
的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。ま
た、薄膜コイル10の接続部10aの上の部分におい
て、記録ギャップ層12および絶縁層11を部分的にエ
ッチングしてコンタクトホールを形成する。Next, in order to form a magnetic path, a contact hole is formed by partially etching the recording gap layer 12 on the layer 8c in the lower magnetic pole layer 8. In the portion above the connection portion 10a of the thin film coil 10, the recording gap layer 12 and the insulating layer 11 are partially etched to form a contact hole.
【0041】次に、図9に示したように、記録ギャップ
層12の上において、媒体対向面30から下部磁極層8
における層8cの上の部分にかけて、磁性材料よりなる
上部磁極層13を形成すると共に、薄膜コイル10の接
続部10aに接続されるように導電層16を形成する。
上部磁極層13は、下部磁極層8における層8cの上の
部分に形成されたコンタクトホールを介して、下部磁極
層8における層8cに接触し、磁気的に連結されてい
る。上部磁極層13は、フレームめっき法によって形成
される。この上部磁極層13の形成方法については、後
で詳しく説明する。Next, as shown in FIG. 9, on the recording gap layer 12, from the medium facing surface 30 to the lower magnetic pole layer 8
The upper magnetic pole layer 13 made of a magnetic material is formed on the upper portion of the layer 8c, and the conductive layer 16 is formed so as to be connected to the connection portion 10a of the thin-film coil 10.
The upper magnetic pole layer 13 is in contact with and magnetically connected to the layer 8c of the lower magnetic pole layer 8 via a contact hole formed in a portion of the lower magnetic pole layer 8 above the layer 8c. The upper magnetic pole layer 13 is formed by a frame plating method. The method of forming the upper magnetic pole layer 13 will be described later in detail.
【0042】次に、上部磁極層13をマスクとして、ド
ライエッチングにより、記録ギャップ層12を選択的に
エッチングする。次に、上部磁極層13をマスクとし
て、例えばアルゴンイオンミリングによって、下部磁極
層8の第2の層8bの一部をエッチングして、図9
(b)に示したようなトリム(Trim)構造とする。この
トリム構造によれば、磁極部分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。Next, the recording gap layer 12 is selectively etched by dry etching using the upper pole layer 13 as a mask. Next, a part of the second layer 8b of the lower magnetic pole layer 8 is etched by using the upper magnetic pole layer 13 as a mask, for example, by argon ion milling.
It has a trim structure as shown in FIG. According to the trim structure, it is possible to prevent the effective track width from increasing due to the spread of the magnetic flux in the magnetic pole portion.
【0043】次に、図10に示したように、全体に、例
えばアルミナよりなるオーバーコート層17を形成し、
その表面を研磨して、図示しない電極用パッドを形成す
る。Next, as shown in FIG. 10, an overcoat layer 17 made of, for example, alumina is formed on the entire surface.
The surface is polished to form an electrode pad (not shown).
【0044】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、再
生素子と誘導型電磁変換記録素子とを備えている。再生
素子は、MR素子5と、媒体対向面30側の一部がMR
素子5を挟んで対向するように配置され、MR素子5を
シールドする下部シールド層3および上部シールド層
(下部磁極層8)とを有している。The thin-film magnetic head according to the present embodiment has a reproducing element and an inductive electromagnetic conversion recording element. The reproducing element has an MR element 5 and an MR element 5 on the medium facing surface 30 side.
It has a lower shield layer 3 and an upper shield layer (lower magnetic pole layer 8) that are arranged to face each other with the element 5 interposed therebetween and shield the MR element 5.
【0045】記録素子は、互いに磁気的に連結され、媒
体対向面30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13と、下部磁極層8の磁極部分と上部
磁極層13の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ
層12と、少なくとも一部が下部磁極層8および上部磁
極層13の間に、これらに対して絶縁された状態で設け
られた薄膜コイル10とを有している。The recording element includes magnetic pole portions magnetically connected to each other and includes magnetic pole portions facing each other on the medium facing surface 30 side, and includes a lower magnetic pole layer 8 and an upper magnetic pole layer 13 each including at least one layer. And a recording gap layer 12 provided between the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 13 and the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 13, and at least a part thereof is provided between the lower magnetic pole layer 8 and the upper magnetic pole layer 13 while being insulated therefrom. And a thin film coil 10 provided.
【0046】次に、図1を参照して、本実施の形態に係
る薄膜磁気ヘッドにおける上部磁極層13について詳し
く説明する。図1は上部磁極層13の近傍を示す斜視図
である。なお、図1では、基板1から記録ギャップ層1
2までの部分を基板20として表している。図1に示し
たように、基板20の上には、上部磁極層13をフレー
ムめっき法によって形成する際に使用される電極層21
が形成されている。電極層21は、例えば、チタン(T
i)、銅(Cu)、パーマロイ(NiFe)等の金属に
よって形成されるが、導電性を有するものであれば無機
系または有機系の材料によって形成されていてもよい。
電極層21が、パーマロイ等の磁性材料である場合は、
電極層21も上部磁極層13の一部となる。Next, the upper pole layer 13 in the thin-film magnetic head according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view showing the vicinity of the upper magnetic pole layer 13. In FIG. 1, the recording gap layer 1
The portions up to 2 are shown as substrates 20. As shown in FIG. 1, on the substrate 20, an electrode layer 21 used when the upper magnetic pole layer 13 is formed by the frame plating method.
Are formed. The electrode layer 21 is made of, for example, titanium (T
i), copper (Cu), permalloy (NiFe) and other metals, but may be formed of an inorganic or organic material as long as it has conductivity.
When the electrode layer 21 is a magnetic material such as permalloy,
The electrode layer 21 also becomes a part of the upper magnetic pole layer 13.
【0047】電極層21の上には、パーマロイ等の金属
軟磁性体よりなる上部磁極層13が形成されている。上
部磁極層13は、媒体対向面側に配置され、記録ギャッ
プ層12(図10(a)参照)を介して下部磁極層8の
第2の層8b(図10(a)参照)と対向する磁極部分
13aと、この磁極部分13aの媒体対向面とは反対側
に配置されたヨーク部分13bとを含んでいる。磁極部
分13aは一定の幅を有し、ヨーク部分13bの幅は磁
極部分13aの幅よりも大きくなっている。ヨーク部分
13bは下部磁極層8に接続されている(図10(a)
参照)。On the electrode layer 21, an upper magnetic pole layer 13 made of a soft metal such as permalloy is formed. The upper magnetic pole layer 13 is disposed on the medium facing surface side, and faces the second layer 8b (see FIG. 10A) of the lower magnetic pole layer 8 via the recording gap layer 12 (see FIG. 10A). It includes a magnetic pole portion 13a and a yoke portion 13b disposed on the opposite side of the magnetic pole portion 13a from the medium facing surface. The pole portion 13a has a constant width, and the width of the yoke portion 13b is larger than the width of the pole portion 13a. The yoke portion 13b is connected to the lower magnetic pole layer 8 (FIG. 10A).
reference).
【0048】図1において、A−A´線を含み、基板2
0の面に垂直な断面は、薄膜磁気ヘッドの媒体対向面と
なる。そして、この媒体対向面における上部磁極層13
の磁極部分13aの幅、すなわち磁極幅Twが、本実施
の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおける記録素子のトラッ
ク幅を決定する。Referring to FIG. 1, the substrate 2 includes the line AA ′.
The cross section perpendicular to the zero plane is the medium facing surface of the thin-film magnetic head. The upper magnetic pole layer 13 on the medium facing surface
Of the magnetic pole portion 13a, that is, the magnetic pole width Tw determines the track width of the recording element in the thin-film magnetic head according to the present embodiment.
【0049】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、
磁極幅Twは例えば0.5μm以下である。磁極幅Tw
が0.5μm以下、0.3μm以下、0.2μm以下の
薄膜磁気ヘッドは、それぞれ、面記録密度が20ギガビ
ット/(インチ)2以上、40ギガビット/(インチ)2
以上、65ギガビット/(インチ)2以上の磁気ディス
ク装置に対応する。本実施の形態では、磁極幅Twは
0.3μmよりも小さいことが好ましく、0.2μm以
下であることがより好ましい。In the thin film magnetic head according to this embodiment,
The magnetic pole width Tw is, for example, 0.5 μm or less. Magnetic pole width Tw
Are 0.5 μm or less, 0.3 μm or less, and 0.2 μm or less, the areal recording densities of 20 gigabits / (inch) 2 or more and 40 gigabits / (inch) 2 or more, respectively.
As described above, it corresponds to a magnetic disk device of 65 gigabits / (inch) 2 or more. In the present embodiment, the magnetic pole width Tw is preferably smaller than 0.3 μm, and more preferably 0.2 μm or less.
【0050】次に、図2を参照して、本実施の形態にお
ける上部磁極層13の形成方法について説明する。図2
は、図1に示した上部磁極層13をフレームめっき法に
よって形成するためのフレームを示す斜視図である。Next, a method of forming the upper magnetic pole layer 13 in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a frame for forming the upper magnetic pole layer 13 shown in FIG. 1 by a frame plating method.
【0051】本実施の形態における上部磁極層13の形
成方法では、まず、基板20の上に、上部磁極層13を
フレームめっき法によって形成する際に使用される電極
層21を、スパッタリング等によって形成する。In the method of forming upper magnetic pole layer 13 in the present embodiment, first, electrode layer 21 used when forming upper magnetic pole layer 13 by frame plating on substrate 20 is formed by sputtering or the like. I do.
【0052】次に、電極層21の上に、電子線リソグラ
フィー用レジストを塗布してレジスト層を形成する。レ
ジストの塗布方法は、スピンコーティング、スプレーコ
ーティング等、適当な膜厚で均一に塗布できる方法であ
れば、どのような塗布方法でもよい。ここでは、一例と
して、レジストを、粘度11cP(0.011Pa・
s)程度になるように有機溶剤で希釈し、2000〜5
000rpmの速度でスピンコーティングによって塗布
するものとする。Next, a resist for electron beam lithography is applied on the electrode layer 21 to form a resist layer. As a method of applying the resist, any application method such as spin coating and spray coating may be used as long as the method can uniformly apply a suitable film thickness. Here, as an example, a resist having a viscosity of 11 cP (0.011 Pa ·
s) diluted with an organic solvent to about
It shall be applied by spin coating at a speed of 000 rpm.
【0053】レジスト層の厚さは、0.5μm以上が好
ましく、1μm以上がより好ましい。ここでは、一例と
して、レジスト層の厚さを1.3μmとする。The thickness of the resist layer is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more. Here, as an example, the thickness of the resist layer is set to 1.3 μm.
【0054】レジスト層の厚さが1μm以上になると、
従来のノボラック系樹脂を主成分とするレジストでは、
導電性不足のため、電子がレジスト層内で散乱し、分解
能が低下する。また、ノボラック系樹脂を主成分とした
レジストでは、露光前後に行うベークによって樹脂が収
縮するため、レジストパターンの精度が低下し、0.3
μm以下の幅のフレームを作製することはできなかっ
た。When the thickness of the resist layer is 1 μm or more,
In a resist mainly composed of a conventional novolak resin,
Due to the lack of conductivity, electrons are scattered in the resist layer and the resolution is reduced. In the case of a resist containing a novolak-based resin as a main component, the resin shrinks by baking before and after exposure, so that the accuracy of the resist pattern is reduced, and the resist pattern is reduced by 0.3
A frame with a width of less than μm could not be produced.
【0055】本実施の形態では、電子線リソグラフィー
用レジストとして、従来のノボラック系樹脂を主成分と
するレジストではなく、ポリヒドロキシスチレン系樹脂
を主成分とするレジストを使用する。本出願の発明者
は、このレジストを使用することで、厚さ1μm以上で
且つ幅0.3μm以下のフレームを作製することができ
ることを見出した。このようなレジストとしては、例え
ば、フジフィルムオーリン株式会社製のFEPS‐15
0(商品名)を用いることができる。In this embodiment, a resist mainly composed of a polyhydroxystyrene resin is used as a resist for electron beam lithography, instead of a conventional resist mainly composed of a novolak resin. The inventor of the present application has found that a frame having a thickness of 1 μm or more and a width of 0.3 μm or less can be manufactured by using this resist. As such a resist, for example, FEPS-15 manufactured by Fuji Film Ohlin Co., Ltd.
0 (product name) can be used.
【0056】また、電子線露光は、マスク投影によって
広域を一括してパターニングするフォトリソグラフィー
と異なり、微小な径の電子線を走査するため、露光時間
は露光面積に比例する。レジストの経時変化による劣化
やスループット向上のためには、露光時間は短い方がよ
い。従って、本実施の形態において、上部磁極層13を
フレームめっき法によって形成するには、ポジティブ型
レジストとネガティブ型レジストのうち、露光面積が少
なくなる方のレジストを使用した方がよい。すなわち、
ポジティブ型レジストを用いる場合には、レジスト層の
うちフレームとなる部分以外の部分を露光し、ネガティ
ブ型レジストを用いる場合には、レジスト層のうちフレ
ームとなる部分を露光する。従って、レジスト層の表面
において、フレームとなる部分の面積とそれ以外の部分
の面積とを比較し、フレームとなる部分の面積の方が小
さい場合にはネガティブ型レジストを用い、フレームと
なる部分の面積の方が大きい場合にはポジティブ型レジ
ストを用いるのが好ましい。In electron beam exposure, unlike photolithography in which a wide area is collectively patterned by mask projection, since an electron beam having a small diameter is scanned, the exposure time is proportional to the exposure area. The shorter the exposure time, the better the deterioration of the resist due to aging and the improvement in throughput. Therefore, in the present embodiment, in order to form the upper magnetic pole layer 13 by the frame plating method, it is better to use a resist having a smaller exposure area among the positive resist and the negative resist. That is,
When a positive resist is used, a portion of the resist layer other than a frame portion is exposed, and when a negative resist is used, a frame portion of the resist layer is exposed. Therefore, on the surface of the resist layer, the area of the frame portion is compared with the area of the other portion. If the area of the frame portion is smaller, a negative resist is used, and the area of the frame portion is used. When the area is larger, it is preferable to use a positive resist.
【0057】本実施の形態における上部磁極層13の形
成方法では、次に、レジスト層における樹脂の安定化、
溶媒の揮発、電極層との密着性向上を目的として、基板
20毎にレジスト層を熱処理する。熱処理の温度は90
〜130℃で、時間は60秒程度である。In the method of forming the upper magnetic pole layer 13 in the present embodiment, next, stabilization of the resin in the resist layer,
The resist layer is heat-treated for each substrate 20 for the purpose of evaporating the solvent and improving the adhesion to the electrode layer. The heat treatment temperature is 90
At ~ 130 ° C, the time is about 60 seconds.
【0058】また、レジスト層の厚さが大きくなると、
レジスト層の表面と基板との間の電気抵抗が増加し、電
子線による露光の際に、レジスト層の表面が帯電し、電
子線の走査位置のずれが生じる。そこで、レジスト層の
表面における帯電を防ぐために、レジスト層の表面に導
電性材料を塗布、あるいはアルミニウム等の金属からな
る超薄膜を成膜することが好ましい。When the thickness of the resist layer is increased,
The electrical resistance between the surface of the resist layer and the substrate increases, and the surface of the resist layer is charged during exposure with an electron beam, causing a shift in the scanning position of the electron beam. Therefore, in order to prevent electrification on the surface of the resist layer, it is preferable to apply a conductive material to the surface of the resist layer or to form an ultrathin film made of a metal such as aluminum.
【0059】次に、電子線によってレジスト層を露光す
る。ここでは、一例として、露光の条件のうち電子線の
加速電圧を50kVとし、単位面積あたりの電子線の照
射量を13〜30μC/cm2とする。Next, the resist layer is exposed to an electron beam. Here, as an example, among the exposure conditions, the acceleration voltage of the electron beam is set to 50 kV, and the irradiation amount of the electron beam per unit area is set to 13 to 30 μC / cm 2 .
【0060】次に、露光後、基板20を90〜130℃
の温度で熱処理し、レジストの化学反応を促進する。熱
処理の時間としては60秒もあれば十分である。Next, after exposure, the substrate 20 is heated to 90 to 130 ° C.
Heat treatment at a temperature of to promote the chemical reaction of the resist. A heat treatment time of 60 seconds is sufficient.
【0061】次に、濃度2.38%のテトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド(以下、TMAHと記
す。)水溶液を現像液として用い、レジスト層の現像を
行う。もし、レジスト層や電極層21の撥水性が強い場
合は、現像液に濃度1%以下の界面活性剤を加えてもよ
い。また、レジスト層における樹脂の直鎖が長く、濃度
2.38%のTMAHでは現像が困難な場合にはTMA
Hの濃度を上げてもよい。ここでは、一例として、現像
液として濃度2.38%TMAH水溶液を用いるものと
する。この現像液としては、フジフィルムオーリン株式
会社製のFHD−5(商品名)を用いることができる。Next, the resist layer is developed using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (hereinafter referred to as TMAH) as a developing solution. If the water repellency of the resist layer or the electrode layer 21 is strong, a surfactant having a concentration of 1% or less may be added to the developer. In addition, if the resin in the resist layer has a long linear chain and it is difficult to develop with TMAH having a concentration of 2.38%, TMAH is used.
The concentration of H may be increased. Here, as an example, a 2.38% aqueous solution of TMAH is used as a developer. As this developer, FHD-5 (trade name) manufactured by Fujifilm Ohlin Co., Ltd. can be used.
【0062】次に、現像終了後、現像液を水等のリンス
液で洗い流し、乾燥させて、図2に示したようなフレー
ム22を作製する。Next, after the development is completed, the developing solution is washed away with a rinsing solution such as water, and dried to produce a frame 22 as shown in FIG.
【0063】なお、レジスト層の現像の際に、完全に現
像が終了せず、一部にレジストの残りが発生した場合
は、反応性イオンエッチングや酸素プラズマによるアッ
シングを行ってもよい。When the development of the resist layer is not completely completed and the remaining resist is partially generated, ashing with reactive ion etching or oxygen plasma may be performed.
【0064】次に、フレーム22の作製後、例えば、ニ
ッケル塩、鉄塩および電気めっき用の添加剤を加えた混
合水溶液を電解液として、電気めっきにより、電極層2
1の上にNi−Fe系合金(パーマロイ)を成膜するこ
とによって、上部磁極層13を形成する。Next, after the frame 22 is manufactured, the electrode layer 2 is formed by electroplating using, for example, a mixed aqueous solution containing a nickel salt, an iron salt and an additive for electroplating as an electrolytic solution.
The upper magnetic pole layer 13 is formed by depositing a Ni—Fe alloy (permalloy) on the first magnetic layer 1.
【0065】本実施の形態において、電気めっきによっ
て上部磁極層13を形成する工程は、従来の薄膜磁気ヘ
ッドにおいて電気めっきによって上部磁極層を形成する
工程と同様である。In this embodiment, the step of forming the upper pole layer 13 by electroplating is the same as the step of forming the upper pole layer by electroplating in a conventional thin-film magnetic head.
【0066】また、本実施の形態において、上部磁極層
13を形成する工程以外の工程も、従来の薄膜磁気ヘッ
ドの場合と同様である。In the present embodiment, the steps other than the step of forming the upper magnetic pole layer 13 are the same as those of the conventional thin-film magnetic head.
【0067】図3は、本実施の形態におけるフレーム2
2において、レジスト層(フレーム22)の厚さと、上
部磁極層13の磁極部分13aに対応する部分の幅Tw
の最小値との関係を求めた結果の一例を示している。図
3から分かるように、本実施の形態におけるフレーム2
2では、レジスト層の厚さが1〜3μmのときに最も高
いアスペクト比を有しており、その値は8〜9である。
本実施の形態によれば、厚さが1.3μmで、磁極部分
13aに対応する部分の幅Twが0.16μmのフレー
ム22を作製することができた。FIG. 3 shows a frame 2 according to the present embodiment.
2, the thickness of the resist layer (frame 22) and the width Tw of the portion corresponding to the pole portion 13 a of the upper pole layer 13.
Shows an example of the result of obtaining the relationship with the minimum value of. As can be seen from FIG. 3, frame 2 in the present embodiment
No. 2 has the highest aspect ratio when the thickness of the resist layer is 1 to 3 μm, and the value is 8 to 9.
According to the present embodiment, a frame 22 having a thickness of 1.3 μm and a width Tw of 0.16 μm at a portion corresponding to the magnetic pole portion 13a could be manufactured.
【0068】本実施の形態によれば、上述した厚さが
1.3μmで、磁極部分13aに対応する部分の幅Tw
が0.16μmのフレーム22を用いることによって、
厚さが1.3μmで、磁極部分13aの幅、すなわち磁
極幅Twが0.16μmの上部磁極層13を形成するこ
とができた。According to the present embodiment, the above-mentioned thickness is 1.3 μm and the width Tw of the portion corresponding to the magnetic pole portion 13a is Tw.
By using the frame 22 of 0.16 μm,
The upper magnetic pole layer 13 having a thickness of 1.3 μm and a width of the magnetic pole portion 13a, that is, a magnetic pole width Tw of 0.16 μm could be formed.
【0069】図4は、上記の上部磁極層13における磁
極部分13aを電子線顕微鏡によって媒体対向面側から
観察し、撮影して得られた写真を、図面化して表したも
のである。FIG. 4 is a drawing showing a photograph obtained by observing the magnetic pole portion 13a of the upper magnetic pole layer 13 from the side facing the medium with an electron beam microscope and photographing it.
【0070】本実施の形態によれば、上述した厚さが
1.3μmで、磁極幅Twが0.16μmの上部磁極層
13を有する薄膜磁気ヘッドを用いることによって、磁
気ディスク装置において、面記録密度が65ギガビット
/(インチ)2の高記録密度を達成することが可能とな
る。According to the present embodiment, by using the thin-film magnetic head having the above-described upper magnetic pole layer 13 having the thickness of 1.3 μm and the magnetic pole width Tw of 0.16 μm, the magnetic disk drive can perform surface recording. It is possible to achieve a high recording density of 65 gigabits / (inch) 2 .
【0071】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、電子線リソグラフィーとポリヒドロキシスチレン系
樹脂を主成分とするレジストを用いてフレームを作製
し、このフレームを用いて、フレームめっき法により磁
極層を形成することで、トラック幅が0.5μm以下の
狭トラックの薄膜磁気ヘッドを製造することが可能とな
る。特に、本実施の形態によれば、従来のフォトリソグ
ラフィーを用いた技術では製造することが困難であっ
た、磁極幅が0.3μmより小さい薄膜磁気ヘッドを製
造することができる。これらのことから、本実施の形態
によれば、磁気ディスク装置における面記録密度を向上
させることが可能になる。As described above, according to the present embodiment, a frame is manufactured using electron beam lithography and a resist containing polyhydroxystyrene-based resin as a main component, and the frame is formed by frame plating using this frame. By forming the pole layer, it becomes possible to manufacture a thin-film magnetic head having a narrow track with a track width of 0.5 μm or less. In particular, according to the present embodiment, it is possible to manufacture a thin-film magnetic head having a magnetic pole width of less than 0.3 μm, which has been difficult to manufacture by a technique using conventional photolithography. From these facts, according to the present embodiment, it is possible to improve the areal recording density in the magnetic disk device.
【0072】また、本実施の形態によれば、ポリヒドロ
キシスチレン系樹脂を主成分とするレジストを用いてレ
ジスト層を形成するようにしたので、レジスト層の厚さ
が大きい場合でも微細なフレームを作製することが可能
になる。Further, according to the present embodiment, since the resist layer is formed using a resist containing polyhydroxystyrene resin as a main component, a fine frame can be formed even when the thickness of the resist layer is large. It becomes possible to manufacture.
【0073】また、本実施の形態では、ポジティブ型レ
ジストとネガティブ型レジストのうち露光面積が少なく
なる方のレジストを用いて、フレームを作製するための
レジスト層を形成することにより、スループットを向上
させることができる。In this embodiment, the throughput is improved by forming a resist layer for fabricating a frame by using a resist having a smaller exposure area among the positive resist and the negative resist. be able to.
【0074】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、本発明は、実施
の形態における薄膜磁気ヘッドに対して、再生素子と記
録素子の上下の位置が入れ替わった薄膜磁気ヘッドにも
適用することができる。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the present invention can be applied to a thin-film magnetic head in which the upper and lower positions of a reproducing element and a recording element are interchanged with respect to the thin-film magnetic head in the embodiment.
【0075】また、本発明は、上部磁極層が平坦な層で
はなく、例えば図11に示したように屈曲した層である
場合にも適用することができる。The present invention can also be applied to a case where the upper magnetic pole layer is not a flat layer but a bent layer as shown in FIG.
【0076】また、本発明は、上部磁極層が複数の層に
よって構成される場合にも適用することができる。この
場合、上部磁極層を構成する全ての層を本発明による方
法によって形成してもよいし、磁極部分を含む層等の一
部の層のみを本発明による方法によって形成するように
してもよい。The present invention can be applied to a case where the upper pole layer is composed of a plurality of layers. In this case, all the layers constituting the upper magnetic pole layer may be formed by the method according to the present invention, or only some of the layers including the magnetic pole portion may be formed by the method according to the present invention. .
【0077】また、本発明は、記録素子のトラック幅を
上部磁極層ではなく、下部磁極層の磁極部分によって決
定するように構成した薄膜磁気ヘッドにも適用すること
ができる。この場合、トラック幅を決定する下部磁極層
を本発明による方法によって形成することにより、狭ト
ラックの薄膜磁気ヘッドを製造することができる。The present invention can also be applied to a thin-film magnetic head in which the track width of the recording element is determined not by the upper magnetic pole layer but by the magnetic pole portion of the lower magnetic pole layer. In this case, a thin film magnetic head having a narrow track can be manufactured by forming the lower magnetic pole layer for determining the track width by the method according to the present invention.
【0078】また、本発明の製造方法は、フレームめっ
き法によって薄膜磁気ヘッドの磁極層以外の超微細パタ
ーンを形成する場合や、超微細なマスクパターンを形成
する場合にも応用することができる。The manufacturing method of the present invention can be applied to a case where an ultra-fine pattern other than the pole layer of the thin-film magnetic head is formed by a frame plating method, or a case where an ultra-fine mask pattern is formed.
【0079】[0079]
【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によれば、少なくと
も一方の磁性層における磁極部分の幅が0.3μmより
も小さい薄膜磁気ヘッドを実現することができるという
効果を奏する。As described above, claims 1 to 4
According to the thin film magnetic head described in any of the above, there is an effect that a thin film magnetic head in which the width of the magnetic pole portion in at least one of the magnetic layers is smaller than 0.3 μm can be realized.
【0080】また、請求項5ないし12のいずれかに記
載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、レジスト層に
対して電子線を直接照射してレジスト層を露光し、現像
することによって、磁極部分を含む層を形成するための
フレームを作製するようにしたので、微細なフレームを
作製でき、これにより、磁極幅の小さな薄膜磁気ヘッド
を製造することが可能になるという効果を奏する。According to the method of manufacturing a thin-film magnetic head according to any one of claims 5 to 12, the resist layer is directly irradiated with an electron beam to expose and develop the resist layer. Since a frame for forming a layer including a portion is manufactured, a fine frame can be manufactured, thereby producing an effect that a thin-film magnetic head having a small magnetic pole width can be manufactured.
【0081】また、請求項7記載の薄膜磁気ヘッドの製
造方法によれば、ポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成
分とするレジストを用いてレジスト層を形成するように
したので、レジスト層の厚さが大きい場合でも微細なフ
レームを作製することが可能になるという効果を奏す
る。According to the method of manufacturing a thin-film magnetic head of the present invention, since the resist layer is formed using a resist containing a polyhydroxystyrene-based resin as a main component, the thickness of the resist layer is reduced. This has the effect that a fine frame can be manufactured even when it is large.
【0082】また、請求項8記載の薄膜磁気ヘッドの製
造方法によれば、ポジティブ型レジストとネガティブ型
レジストのうち露光面積が少なくなる方のレジストを用
いてレジスト層を形成するようにしたので、スループッ
トを向上させることができるという効果を奏する。According to the method of manufacturing a thin-film magnetic head according to the eighth aspect, the resist layer is formed by using the resist having the smaller exposure area among the positive resist and the negative resist. There is an effect that the throughput can be improved.
【図1】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに
おける上部磁極層の近傍を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the vicinity of an upper pole layer in a thin-film magnetic head according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示した上部磁極層をフレームめっき法に
よって形成するためのフレームを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a frame for forming the upper magnetic pole layer shown in FIG. 1 by a frame plating method.
【図3】本発明の一実施の形態におけるフレームにおけ
るレジストの厚さと磁極部分に対応する部分の幅の最小
値との関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a resist thickness and a minimum value of a width of a portion corresponding to a magnetic pole portion in a frame according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施の形態における磁極部分を電子
線顕微鏡によって媒体対向面側から観察し、撮影して得
られた写真を図面化して表す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a photograph obtained by observing a magnetic pole portion from the medium facing surface side with an electron beam microscope and photographing the magnetic pole portion in an embodiment of the present invention.
【図5】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示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing one step in a method of manufacturing the thin-film magnetic head according to one embodiment of the present invention.
【図6】図5に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 5;
【図7】図6に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 6;
【図8】図7に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 7;
【図9】図8に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 8;
【図10】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド
の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a configuration of a thin-film magnetic head according to one embodiment of the present invention.
【図11】従来の薄膜磁気ヘッドの一例における要部を
切り欠いて示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing an example of a conventional thin-film magnetic head with a main part cut away.
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、10…薄膜コイル、12…記録
ギャップ層、13…上部磁極層、13a…磁極部分、1
3b…ヨーク部分、17…オーバーコート層、20…基
板、21…電極層、22…フレーム。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Insulating layer, 3 ... Lower shield layer, 5 ... MR
Element 8, lower magnetic pole layer, 10 thin film coil, 12 recording gap layer, 13 upper magnetic pole layer, 13a magnetic pole portion, 1
3b: yoke portion, 17: overcoat layer, 20: substrate, 21: electrode layer, 22: frame.
Claims (12)
向する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、 少なくとも一方の磁性層における磁極部分の幅は0.3
μmよりも小さいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。A first and a second magnetic layer magnetically coupled to each other and including magnetic pole portions facing each other on a medium facing surface side facing a recording medium, each including at least one layer; A gap layer provided between the magnetic pole portion of the magnetic layer and the magnetic pole portion of the second magnetic layer, at least a part of which is between the first and second magnetic layers;
A thin-film coil provided in an insulated state with respect to the first and second magnetic layers, wherein a width of a magnetic pole portion in at least one of the magnetic layers is 0.3
A thin film magnetic head characterized by being smaller than μm.
分の幅は0.2μm以下であることを特徴とする請求項
1記載の薄膜磁気ヘッド。2. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the width of the magnetic pole portion in at least one of the magnetic layers is 0.2 μm or less.
極部分の厚さは0.5μm以上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。3. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the thickness of the magnetic pole portion in the at least one magnetic layer is 0.5 μm or more.
た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。4. The thin-film magnetic head according to claim 1, further comprising a reproducing magnetoresistive element.
向する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た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、 少なくとも一部が前記第1および第2の磁性層の間に、
この第1および第2の磁性層に対して絶縁された状態で
配置されるように、前記薄膜コイルを形成する工程とを
備え、 少なくとも一方の磁性層を形成する工程は、 電子線に対して感光性を有するレジスト層を形成する工
程と、 前記レジスト層に対して電子線を直接照射してレジスト
層を露光する工程と、 露光後のレジスト層を現像してフレームを作製する工程
と、 前記フレームを用いためっき法により磁極部分を含む層
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。5. A first and a second magnetic layer magnetically connected to each other, including magnetic pole portions facing each other on a medium facing surface side facing a recording medium, and each including at least one layer; A gap layer provided between the magnetic pole portion of the magnetic layer and the magnetic pole portion of the second magnetic layer, at least a part of which is between the first and second magnetic layers;
A method of manufacturing a thin-film magnetic head comprising: a thin-film coil provided in a state insulated from the first and second magnetic layers; and a step of forming the first magnetic layer; Forming the gap layer on the first magnetic layer; forming the second magnetic layer on the gap layer; at least a portion between the first and second magnetic layers ,
Forming the thin-film coil so as to be insulated from the first and second magnetic layers. The step of forming at least one magnetic layer comprises: Forming a resist layer having photosensitivity, directly irradiating the resist layer with an electron beam to expose the resist layer, developing the exposed resist layer to form a frame, Forming a layer including a magnetic pole portion by a plating method using a frame.
は、電気めっき法を用いることを特徴とする請求項5記
載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。6. The method of manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 5, wherein the step of forming the layer including the magnetic pole portion uses an electroplating method.
リヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とするレジストを
用いてレジスト層を形成することを特徴とする請求項5
または6記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。7. The step of forming the resist layer, wherein the resist layer is formed using a resist containing a polyhydroxystyrene-based resin as a main component.
7. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to 6.
ジティブ型レジストとネガティブ型レジストのうち、前
記レジスト層を露光する工程における露光面積が少なく
なる方のレジストを用いてレジスト層を形成することを
特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の薄膜磁
気ヘッドの製造方法。8. In the step of forming the resist layer, it is preferable that the resist layer is formed using a resist having a smaller exposure area in the step of exposing the resist layer, of the positive resist and the negative resist. A method of manufacturing a thin-film magnetic head according to any one of claims 5 to 7.
る部分の幅は0.3μmよりも小さいことを特徴とする
請求項5ないし8のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの
製造方法。9. The method according to claim 5, wherein a width of a portion corresponding to a magnetic pole portion in the frame is smaller than 0.3 μm.
する部分の幅は0.2μm以下であることを特徴とする
請求項9記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。10. The method according to claim 9, wherein a width of a portion corresponding to a magnetic pole portion in the frame is 0.2 μm or less.
であることを特徴とする請求項5ないし10のいずれか
に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。11. The method according to claim 5, wherein the thickness of the frame is 0.5 μm or more.
成する工程を備えたことを特徴とする請求項5ないし1
1のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。12. The method according to claim 5, further comprising the step of forming a magnetoresistive element for reproduction.
2. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000072703A JP2001256613A (en) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | Thin-film magnetic head and method of manufacture |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7086139B2 (en) | 2004-04-30 | 2006-08-08 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Methods of making magnetic write heads using electron beam lithography |
US7172786B2 (en) | 2004-05-14 | 2007-02-06 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Methods for improving positioning performance of electron beam lithography on magnetic wafers |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000072703A patent/JP2001256613A/en active Pending
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US7086139B2 (en) | 2004-04-30 | 2006-08-08 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Methods of making magnetic write heads using electron beam lithography |
US7172786B2 (en) | 2004-05-14 | 2007-02-06 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Methods for improving positioning performance of electron beam lithography on magnetic wafers |
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