JP2005243061A - 磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、トラック幅を高精度に狭小化できると共に、磁極層とヨーク層との膜厚や組成が均一になるように制御でき、しかもスループットを改善できる磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】 磁性層の形成時には、主磁極層となるべき磁性層の両側しか規制せず、それ以外を全く規制せずにメッキ成長させる。このため非常に広範な領域にまず磁性層をメッキ形成できるので、規制が働く磁性層のメッキ形成部分でもメッキ液の出入りは他の領域と等しく良好にでき、磁性層のメッキ形成時におけるメッキ液の攪拌効果等を向上できる。本発明では、主磁極層のトラック幅Ｔｗを高精度に形成することが出来ると共に、最終的にメッキ形成面上に残される主磁極層とヨーク層との膜厚や組成が均一になるように適切に制御でき、さらにスループットを従来に比べて改善することが出来る。
【選択図】 なし

Description

本発明は、トラック幅で形成された磁極層とその後方に幅寸法が前記トラック幅よりも広がって形成されたヨーク層とを備える第１の磁性層を有する磁気ヘッドの製造方法に係り、特にトラック幅を高精度に狭小化できると共に、磁極層とヨーク層との膜厚や組成が均一になるように制御でき、しかもスループットを改善できる磁気ヘッドの製造方法に関する。

以下の特許文献は、いずれも記録用の磁気ヘッド（インダクティブヘッド）を構成する層のうち、トラック幅で形成された磁極部と、前記磁極部よりもハイト方向後方に前記トラック幅よりも広がって形成された幅寸法を有するヨーク部とを備える磁性層の形成方法が開示されている。

前記磁極部は非常に狭い幅寸法を有して形成され、通常、記録媒体との対向面から露出する部分の幅寸法をトラック幅と称している。前記トラック幅は高記録密度化に適切に対応すべく年々、狭小化しており、特に垂直磁気記録ヘッドの磁極層のトラック幅には０．１μｍに迫る非常に狭いトラック幅が要求されている。

一方、前記ヨーク部は前記磁極部の磁気飽和等を緩和すべく設けられている層で、トラック幅よりも広い幅寸法を有して形成され、製造過程では、前記磁極部を形成するときの制約ほど厳しい制約はない。すなわち前記ヨーク部は前記磁極部よりも、比較的ラフに形成してもかまわないというのが現状である。

このため下記の特許文献は、小さいトラック幅を有する磁極部を如何に形成するかに主眼を置いている。
特開２０００−３０２１５号公報 特開２００１−１４３２２１号公報 特開２００１−２６５００６号公報

特許文献１，２はいずれも２段ステップでレジスト層を露光して磁極部分のパターンとヨーク部分のパターンを形成し、具体的には比較的にラフに形成しても可能なヨーク部分と、幅寸法を高精度に形成する必要がある磁極部分とを別々にフォトリソグラフィ技術を用いて形成している。

しかし特許文献３も含めてこれらの文献はいずれもフレームメッキ法を用いて形成するものである。すなわちレジスト層に露光現像によって磁極部分とヨーク部分の抜きパターンを形成し、前記抜きパターン内に磁性層をメッキ形成し、前記磁極部分とヨーク部分とを備える磁性層を形成する。

しかしこのようなフレームメッキ法を用いた方法では、非常に細い磁極部分の抜きパターン内のメッキ厚が、幅の広いヨーク部分の抜きパターン内のメッキ厚に比べて薄くなったり、また前記磁性層の組成が前記磁極部分とヨーク部分とでは異なるものとなったりし、メッキ膜厚や磁性層の組成のコントロールを適切に制御できない。

また図１４は、上記の特許文献と同様にフレームメッキ法で磁極部分とヨーク部分とを備える磁性層をメッキ形成する一工程（部分平面図）を示したものであるが、例えば前記レジスト層に図１４のようなヨーク部分と磁極部分とダミー部分と同形状の抜きパターンを形成するには、ＥＢ露光やＫｒＦ露光などを用いる。このうちＫｒＦ露光では焦点深度が取りにくいため、分解能を含めＥＢ露光を用いることが望ましい。

ところで、ＥＢ露光の場合は、図１４に示すようなブロックマスクを用い、前記ブロックマスクと対向するレジスト層を次々とＥＢ露光して図１４に示す抜きパターンを形成する。

しかしブロックマスクの大きさに比較して、ヨーク部分（やダミー部分）は非常に大きいため、この部分をＥＢ露光で抜くのに非常に時間がかかっていた。また図１４のＨの位置に示すように傾斜している部分などではその形状に合わせたブロックマスクを用いる必要があることなどＥＢ露光で図１４に示す抜きパターンを形成するのは非常に煩雑な作業であった。このためＥＢ露光時のスループットが非常に長いといった不具合があった。

そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、トラック幅を高精度に狭小化できると共に、磁極層とヨーク層との膜厚や組成が均一になるように制御でき、しかもスループットを改善できる磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、記録媒体との対向面で、第１の磁性層と第２の磁性層とが膜厚方向に間隔をおいて対向し、前記第１の磁性層と第２の磁性層間にコイル層が形成され、前記第１の磁性層は前記対向面で所定のトラック幅で露出するとともに後方へ所定の長さ寸法で形成された磁極層と、前記磁極層よりもハイト後方に前記トラック幅よりも幅寸法が広がって形成されたヨーク層とを有する磁気ヘッドの製造方法において、
前記第１の磁性層を以下の工程を経ることで形成することを特徴とするものである。

（ａ） 前記対向面となるべき位置よりも前方、及び後方に広がるメッキ形成面上の前端部よりも後方に離れた位置に、前記磁極層を、幅方向の両側を規制しながらメッキ形成し、前記磁極層の幅寸法を所定のトラック幅で形成する工程と、
（ｂ） 前記（ａ）工程での磁極層の形成と共に、前記磁極層の前方、及び後方に広がるメッキ形成面上に磁性層をメッキ形成する工程と、
（ｃ） 少なくとも前記磁性層のうちヨーク層となるべき部分の磁性層が残るように、それ以外の前記磁性層を削って、前記磁極層の後方に、前記磁極層よりも幅寸法がトラック幅方向に広がる前記ヨーク層を形成する工程と、
（ｄ） 所定のトラック幅で形成された磁極層が露出するまで、前記メッキ形成面を前端部から後方に向けて削っていき、前記対向面を形成する工程。

本発明では前記（ａ）工程で、磁極層を、幅方向の両側を規制しながらメッキ形成していくと共に、（ｂ）工程で、前記磁極層の前方、及び後方に広がるメッキ形成面上に磁性層をメッキ形成していく。そしてその後、（ｃ）工程で、ヨーク層を形成する。

本発明では従来のように磁極層とヨーク層との形状を予め規制したフレームメッキ法を用いず、前記（ａ）工程と（ｂ）工程において、規制を行うのは磁極層の両側端面を形成するときだけである。このため前記磁極層の前方と後方に磁性層を形成する際の規制は無く、この結果、前記磁極層の形成時にメッキ液の攪拌効果等を高めることが出来、前記磁極層と（ｂ）工程で形成される磁性層との膜厚や組成を前記メッキ形成面上で均一に形成しやすく、従来に比べてメッキ層の膜厚や組成を適切にコントロールすることが出来る。

また図１４で説明したようなＥＢ露光を用いた場合のスループットの悪化を抑制でき、前記スループットを効果的に改善出来る。

本発明では、前記（ａ）工程で、前記メッキ形成面上の前端部よりも後方に離れた位置に、幅方向に所定の間隔を空けて形成された絶縁材料の規制部を形成し、前記規制部間に、前記磁極層をメッキ形成することで、前記磁極層を所定のトラック幅で形成することが好ましい。前記規制部の形成により、前記規制部の間隔内に磁極層をメッキ形成することで、前記磁極層を高精度に所定のトラック幅で形成できる。

なお前記規制部はレジストであることが好ましい。かかる場合、前記レジストはネガ型であり、前記（ａ）工程で、前記メッキ形成面上の全面にネガ型のレジスト層を形成し、前記規制部となるべき位置を露光し、露光されていない前記レジスト層を除去することで幅方向に所定の間隔が空けられた前記規制部を形成することが好ましい。また、露光手段にはＥＢ露光を用いることが好ましい。

上記したようにネガ型のレジストを用いると、露光された部分はその後の現像処理によっても残され、一方、露光されていない部分は、その後の現像処理によって除去される。ネガ型のレジストを用いることで、規制部となるべき微小な領域のみを露光すればよいから、ＥＢ露光を用いても、ＥＢ露光に費やす時間を従来に比べて十分に短縮でき、従来に比べて効果的にスループットを改善することが出来る。

また本発明では、前記（ｂ）工程で、前記規制部が形成された以外の前記メッキ形成面上に前記磁性層をメッキ形成することが好ましい。これにより、メッキ層の膜厚や組成を前記メッキ形成面上でより効果的に均一に形成出来る。

また本発明では、前記（ｂ）工程と前記（ｃ）工程の間に、前記規制部を除去する工程を有することが好ましい。かかる場合、前記メッキ形成面上にはメッキ下地層が敷いてあり、前記規制部を除去したことで露出したメッキ下地層を除去することが好ましい。

メッキ形成面上にはメッキ下地層が形成されている。前記メッキ下地層が形成されていないと前記メッキ形成面上に磁極層及び磁性層をメッキ形成できないからである。かかる場合、最終的に前記磁極層とヨーク層以外の領域にメッキ下地層が残らないようにする。そこで前記磁極層の下のみに（すなわち前記磁極層の幅よりも広い幅のメッキ下地層が残らないように）前記メッキ下地層を残すには、前記規制部を除去したことで出来た空間から露出する前記メッキ下地層を前記（ｃ）工程よりも前の段階で除去しておくことが好ましい。他の不要なメッキ下地層は前記（ｃ）工程で、不要な磁性層を除去すると同時に除去することが出来る。

また本発明では、前記（ｃ）工程で、前記磁極層上及び磁性層上に所定形状のマスク層を形成し、このとき前記マスク層を、前記磁性層上に前記ヨーク層と同じ平面形状のヨークパターンと、前記前記磁極層よりも幅寸法を広くして前記規制部を除去したことで形成された空間内に入り込む磁極パターンとを有して形成し、前記マスク層に覆われていない磁性層を除去することが好ましい。

上記の構成により磁性層の研削工程時に、前記磁極層は影響を受けず、そのまま所定のトラック幅を有する形状として残される。一方、前記磁性層のうちヨーク層となるべき磁性層が残され、前記ヨーク層の外縁部は前記研削工程によって削られた面として現れる。

また本発明では、前記磁極層をトラック幅方向から膜厚方向に切断したとき、その断面形状は下面から上面に向けて幅寸法が徐々に広がる形状であることが好ましい。本発明では、前記磁極層をこのような形状で形成することが可能である。

あるいは前記磁極層をトラック幅方向から膜厚方向に切断したとき、その断面形状は下面から上面に向けて一定の幅寸法である形状に形成することも出来る。

なお、前記ヨーク層をトラック幅方向から膜厚方向に切断したとき、その断面形状は下面から上面に向けて幅寸法が徐々に小さくなる形状である。これは上記したように前記ヨーク層を研削工程を用いて形成するためである。

また本発明では、前記磁気ヘッドは、垂直記録磁気ヘッドであることが好ましい。本発明は、一例として垂直記録磁気ヘッドを構成する磁極層の形成に最適な製造方法を提供するものである。

従来では、一般的に、主磁極層とヨーク層との形状からなるパターンを形成し、そのパターン内に磁性層をメッキ形成していた（いわゆるフレームメッキ法）が、本発明では、磁性層の形成時には、主磁極層となるべき磁性層の両側しか規制せず、それ以外を全く規制せずにメッキ成長させる。このため非常に広範な領域にまず磁性層をメッキ形成できるので、規制が働く磁性層のメッキ形成部分でもメッキ液の出入りは他の領域と等しく良好にでき、磁性層のメッキ形成時におけるメッキ液の攪拌効果等を向上できる。

本発明では、主磁極層のトラック幅Ｔｗを高精度に形成することが出来ると共に、最終的にメッキ形成面上に残される主磁極層とヨーク層との膜厚や組成が均一になるように適切に制御でき、さらにスループットを従来に比べて改善することが出来る。

図１は本発明の第１実施形態の垂直記録磁気ヘッドを備えた磁気ヘッドの構造を示す縦断面図である。

図１に示す垂直記録磁気ヘッドは記録媒体Ｍに垂直磁界を与え、記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを垂直方向に磁化させるものである。

前記記録媒体Ｍはディスク状であり、その表面に残留磁化の高いハード膜Ｍａが、内方に磁気透過率の高いソフト膜Ｍｂを有しており、ディスクの中心が回転軸中心となって回転させられる。

前記垂直記録磁気ヘッドのスライダ１１はＡｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣなどのセラミック材料で形成されており、スライダ１１の対向面１１ａが前記記録媒体Ｍに対向し、記録媒体Ｍが回転すると、表面の空気流によりスライダ１１が記録媒体Ｍの表面から浮上し、またはスライダ１１が記録媒体Ｍに摺動する。図１においてスライダ１１に対する記録媒体Ｍの移動方向は図示Ｚ方向である。垂直記録磁気ヘッドはスライダ１１のトレーリング側端面に設けられる。

図１ないし図３において図示Ｘ方向はトラック幅方向を、図示Ｙ方向はハイト方向を表す。また各図において「前端面」「前端側」「前方」とは記録媒体との対向面側に向く面や前記対向面方向を指し、「後端面」「後端側」「後方」とはハイト側に向く面やハイト方向を指す。

図１に示すように、前記スライダ１１の上面１１ｂには、Ａｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２などの無機材料による非磁性絶縁層５４が形成されて、この非磁性絶縁層の上に読取り部Ｈ_Ｒが形成されている。

前記読取り部Ｈ_Ｒは、下から下部シールド層５２、ギャップ層５５、磁気抵抗効果素子５３、および上部シールド層５１から成る。前記磁気抵抗効果素子５３は、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子、トンネル型磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子などである。

前記上部シールド層５１の上には、Ａｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２などの無機材料による非磁性絶縁層１２が形成されて、前記非磁性絶縁層１２の上に記録用の垂直記録磁気ヘッドＨ_１が設けられている。そして垂直記録磁気ヘッドＨ_１は無機非磁性絶縁材料などで形成された保護層１３により被覆されている。そして前記垂直記録磁気ヘッドＨ_１の記録媒体との対向面Ｈ_１ａは、前記スライダ１１の対向面１１ａとほぼ同一面である。

前記垂直記録磁気ヘッドＨ_１では、パーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ）などの強磁性材料がメッキされてリターンパス層（第２の磁性層）２１が形成されている。前記リターンパス層２１の前端面２１ｂは前記対向面Ｈ_１ａと同一面を成す。なお前記上部シールド層５１が前記リターンパス層２１として兼用されていてもよい。前記非磁性絶縁層１２は、前記リターンパス層２１の下および前記リターンパス層２１の周囲に形成されている。そして図１に示すように、リターンパス層２１の表面（上面）２１ａと前記非磁性絶縁層１２の表面（上面）１２ａとは同一の平面上に位置している。

図１に示すように、前記対向面Ｈ_１ａよりもハイト方向後方（図示Ｙ方向）では、前記リターンパス層２１の表面２１ａ上にＮｉ−Ｆｅなどの接続層２５が形成されている。

前記接続層２５の周囲において、前記リターンパス層２１の表面２１ａおよび前記非磁性絶縁層１２の表面１２ａ上に、Ａｌ_２Ｏ_３などの絶縁下地層２６が形成されて、この絶縁下地層２６の上にＣｕなどの導電性材料によりコイル層２７が形成されている。このコイル層２７はフレームメッキ法などで形成されたものであり、前記接続層２５の周囲に所定の巻き数となるように螺旋状にパターン形成されている。コイル層２７の巻き中心側の接続端２７ａ上には同じくＣｕなどの導電性材料で形成された底上げ層３１が形成されている。

前記コイル層２７および底上げ層３１は、レジスト材料などの有機材料の絶縁層３２で被覆されており、さらに絶縁層３３で覆われている。

前記絶縁層３３は無機絶縁材料で形成されることが好ましく、前記無機絶縁材料としては、ＡｌＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ、ＡｌＮ、ＡｌＳｉＮ、ＴｉＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＮｉＯ、ＷＯ、ＷＯ_３、ＢＮ、ＣｒＮ、ＳｉＯＮのうち少なくとも１種以上を選択できる。

そして前記接続層２５の表面（上面）２５ａ、底上げ層３１の表面（上面）３１ａ、および絶縁層３３の表面（上面）３３ａは、同一面となるように加工されている。このような平坦化加工はＣＭＰ技術などを用いて行なわれる。

前記絶縁層３３の表面３３ａ上には、対向面Ｈ_１ａからハイト方向に所定長さで形成されトラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸法がトラック幅Ｔｗで形成された主磁極層２４がメッキ下地層（図示しない）を介して形成され、この主磁極層２４の基端から前記主磁極層２４と一体となりハイト方向へトラック幅方向への幅寸法が前記トラック幅Ｔｗよりも広がって延びるヨーク層３５が前記メッキ下地層（図示しない）を介して形成されている。前記主磁極層２４とヨーク層３５とで第１の磁性層２８が構成されている。

図２は図１に示す垂直記録磁気ヘッドを構成する第１の磁性層２８（主磁極層２４とヨーク層３５）を真上から見た部分平面図である。

図２の平面図に示すように、主磁極層２４は、その前端面２４ｂのトラック幅方向の幅寸法がトラック幅Ｔｗで形成され、前記前記主磁極層２４のハイト方向の後端側で一体成形された前記ヨーク層３５は、対向面Ｈ１ａから離れる方向に向って幅寸法Ｗｙ（Ｗｙは図２では最大値を示している）が徐々に広がる形状となっている。

図２に示すように、対向面Ｈ１ａに現れている前記リターンパス層２１の前端面２１ｂのトラック幅方向の幅寸法Ｗｒよりも、対向面Ｈ１ａに現れている前記主磁極層２４の前端面２４ｂのトラック幅Ｔｗが十分に小さくなっている。また図１に示すように前記リターンパス層２１の厚みよりも主磁極層２４の厚みが小さくなっている。よって、対向面Ｈ１ａに現れている前記主磁極層２４の前端面２４ｂの面積は、リターンパス層２１の前端面２１ｂの面積よりも十分に小さくなっている。具体的には前記主磁極層２４のトラック幅Ｔｗは０．１〜０．２μｍ程度、高さ寸法は０．２〜０．３μｍ程度まで狭小化されている。

図３Ａ及び図３Ｂは、図２に示す主磁極層２４をトラック幅方向（Ｘ方向）と平行な方向であるＡ−Ａ線から膜厚方向に切断し、その切断面の断面形状を矢印方向から見た断面図である。

図３Ａに示すように、前記主磁極層２４は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面２４ｃ，２４ｃが下面から上面に向うにしたがって徐々にトラック幅方向の幅寸法が広がる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。図３Ａに示すように前記主磁極層２４の下面にはメッキ下地層５０が形成されている。前記メッキ下地層５０は前記主磁極層２４の両側端面２４ｃ，２４ｃから両側にはみ出していない。かかる構成は前記メッキ下地層５０に磁性材料を用いた場合には、トラック幅Ｔｗが広がらないので好ましい。ただし前記メッキ下地層５０が非磁性金属材料で形成されている場合には、前記メッキ下地層５０は前記主磁極層２４の両側端面２４ｃ，２４ｃから両側に若干はみ出していてもかまわない。

図３Ａに示すように前記主磁極層２４の断面は逆台形状で形成されていると、メディア上に前記垂直記録磁気ヘッドが走行しているとき、スキュー角が生じても、フリンジングを防止でき、オフトラック性能の向上を図ることができる。

図３Ｂでは、前記主磁極層２４の両側端面２４ｃ，２４ｃは、下面から上面に向けて垂直に延びており、図３Ｂにおける前記主磁極層２４の断面形状は、下面から上面に向けてトラック幅方向への幅寸法が一定の幅寸法で形成された略長方形状で形成されている。

本発明では後述する製造過程を用いることで前記主磁極層２４の断面形状を図３Ａや図３Ｂの形状に容易に形成することが出来る。

図３Ｃは、図２に示すヨーク層３５をトラック幅方向（Ｘ方向）と平行な方向であるＢ−Ｂ線から膜厚方向に切断し、その切断面の断面形状を矢印方向から見た断面図である。

図３Ｃに示すように前記ヨーク層３５は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３５ａ，３５ａが下面から上面に向うにしたがって徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなる傾斜面あるいは湾曲面で形成される。前記両側端面３５ａ，３５ａは、スパッタ法等を用いて削られた面で形成される。一方、図３Ａ，図３Ｂに示す主磁極層２４の両側端面２４ｃ，２４ｃは、メッキ形成したときのメッキ形成面としてそのまま残され、スパッタ等による研削加工は施されていない。

後述する製造方法を用いると、図３Ｃに示すように前記ヨーク層３５の断面形状を略台形状で形成することが出来る。

以下、図１，図２に示す主磁極層２４とヨーク層３５とを備えた第１の磁性層２８の形成方法について以下に説明する。

図４のうち図４Ａは、基板上に形成される製造工程中の層構造を示す平面図であり、図４Ｂは、図４ＡをＣ−Ｃ線から膜厚方向に切断し矢印方向から見た部分断面図である。なお図４Ａにおいて紙面横方向がトラック幅方向（Ｘ方向）であり、紙面上方向がハイト方向（Ｙ方向）である。以下同じである。

符号７０は基板である。前記基板７０は、図１に示す絶縁層３３及び接続層２５に該当する。前記基板７０の表面７０ａは平坦化面であり、この表面７０ａがメッキ形成面である。前記メッキ形成面７０ａは、最終工程で決定される記録媒体の対向面となるべき位置よりも前方（ハイト方向と逆方向）と後方（ハイト方向）に広がって形成されている。

前記メッキ形成面７０ａ上には磁性材料あるいは非磁性金属材料で形成されたメッキ下地層７１を形成する。前記メッキ下地層７１をスパッタ法や蒸着法等の既存の方法で形成する。

前記メッキ下地層７１上にはレジスト層７２を塗布形成する。前記レジスト層７２にはネガ型のレジストを用いることが好ましい。ポジ型であっても良いが、ネガ型のレジストを用いる方が後工程を簡単に行うことが可能である。

次に図５の工程を行う。図５のうち図５Ａは、基板上に形成される製造工程中の層構造を示す平面図であり、図５Ｂは、図５ＡをＤ−Ｄ線から膜厚方向に切断し矢印方向から見た部分断面図である。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、前記メッキ形成面７０ａの前端部（ハイト方向と逆方向の端部）７０ｂからハイト方向後方（Ｙ方向）へ所定距離Ｌ１だけ離れた位置であって、トラック幅方向（Ｘ方向）に所定の間隔Ｔｏを空けて２つの規制部７３，７３を図４に示すレジスト層７２に対し露光現像を施して形成する。

前記所定の間隔Ｔｏは主磁極層２４のトラック幅Ｔｗの寸法となる。このため前記間隔Ｔｏは狭い間隔で形成される必要がある。上記したように主磁極層２４のトラック幅Ｔｗは、０．１μｍ〜０．２μｍ程度にまで狭小化される必要があるため前記間隔Ｔｏもそれに合わせて０．１μｍ〜０．２μｍ程度の非常に小さい寸法で形成される。

前記規制部７３の形成方法について具体的に説明すると、例えばレジスト層７２にネガ型を使用している場合、露光されていない箇所が現像液によって溶解し、露光された箇所が残ることになる。このため前記規制部７３，７３となるべき位置のレジスト層７３上を露光する必要がある。

本発明ではＥＢ露光を使用して露光処理を行うことが好ましい。ＥＢ露光では所定形状に形成された非常に小さいブロックマスクを用いて露光処理を行う。図１４で説明したように、ＥＢ露光では前記ブロックマスクを用いて露光するから大きい面積を露光するには非常に時間がかかってしまいスループットが悪化するといった問題が生じていた。

しかし図５の工程では、ＥＢ露光で露光する箇所は、わずか規制部７３，７３となるべき位置のレジスト層７２だけであるので、短時間でＥＢ露光を済ませることができスループットを従来に比べて飛躍的に改善することが出来る。

またＥＢ露光によれば、非常に小さいブロックマスクを使用して任意の位置にＥＢ露光を行うことが出来、前記規制部７３，７３となるべき位置の間隔Ｔｏを高精度に狭小化させやすい。この結果、主磁極層２４のトラック幅Ｔｗを高精度に狭小化することが出来る。

前記ＥＢ露光によって規制部７３，７３となるべき位置のレジスト表面を露光した後、現像液によって露光されていないレジスト層７２を溶解する。前記レジスト層７２が除去された前記メッキ形成面７０ａ上にはメッキ下地層７１が露出する。

ここで前記規制部７３の幅寸法Ｔ１を例えば１．０μｍ程度で形成し、長さ寸法Ｌ２を例えば１．０μｍ程度で形成する。前記規制部７３の長さ寸法Ｌ２は将来的に前記主磁極層２４のハイト方向への長さ寸法を決定する上で重要な要素となるので、前記主磁極層２４のハイト方向への長さ寸法を考慮して決定される。一方、前記規制部７３の幅寸法Ｔ１は長すぎると、次工程で行われる磁性層のメッキ膜厚や組成の均一化が阻害される恐れがあり、逆に短すぎると、規制部７３がメッキ形成面７０ａ上で倒れやすくなったり、また将来的に前記規制部７３を除去して、除去したことで形成された空間内に主磁極層２４の側面を後工程のエッチングから保護するためにレジスト層を形成する可能性があるが、前記空間が狭すぎて前記レジスト層を前記空間内に適切に形成できないといった恐れもある。よって前記規制部７３の幅寸法Ｔ１は０．５μｍ〜２μｍの範囲内であることが好ましい。

次に図６工程を行う。図６のうち図６Ａは、基板上に形成される製造工程中の層構造を示す平面図であり、図６Ｂは、図６ＡをＥ−Ｅ線から膜厚方向に切断し矢印方向から見た部分断面図である。

図６工程では、前記メッキ形成面７０ａ上に露出したメッキ下地層７１上に、電解メッキ法を用いて磁性層７４をメッキ形成する。図６Ａに示すように前記磁性層７４を、規制部７３，７３が形成されている以外の全てのメッキ下地層７１上にメッキ形成する。前記磁性層７４を前記規制部７３，７３の間隔Ｔｏ内、さらには前記規制部７３，７３の前方（ハイト方向と逆方向）、及び後方（ハイト方向）に広がる全てのメッキ形成面７０ａ上のメッキ下地層７１上にメッキ形成する。このように図６の工程で、前記磁性層７４のメッキ形成を阻害しているのはわずか規制部７３の部分だけである。

図６Ｂに示すように、前記規制部７３，７３間の間隔Ｔｏ内にメッキ成長した磁性層７４ａは最終的に主磁極層２４となる部分である。前記磁性層７４ａは、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面が前記規制部７３，７３によって規制されながらメッキ成長していき、前記磁性層７４ａのトラック幅方向への幅寸法は前記規制部７３，７３間の間隔Ｔｏと同じＴｏの寸法となる。よって前記Ｔｏの寸法が最終的に主磁極層２４のトラック幅Ｔｗとなる。

上記のように図６工程では、メッキ形成面７０ａ上に形成されたメッキ下地層７１上には規制部７３のみが形成され、前記規制部７３以外の全域に前記メッキ下地層７１が露出した状態にある。このため前記メッキ下地層７１上に磁性層７４をメッキ形成した時に、メッキ液の攪拌効果等が前記規制部７３，７３間の非常に狭い間隔Ｔｏ内でも良好に作用し、前記規制部７３，７３間に形成される磁性層７４ａを、前記規制部７３，７３の前後にある広いメッキ形成面７０ａ上に形成される磁性層７４と同様の膜厚で且つ組成で形成することが可能である。このように本発明では、主磁極層２４となるべき磁性層７４ａと、それ以外の磁性層７４とのメッキ厚や組成が均一になるように制御することが可能である。

次に図７工程を行う。図７は、図６Ｂに示す断面図の次のステップを示す。図７工程では図６Ｂに示す規制部７３をレジスト剥離液で溶解して除去する。

次に図８工程を施す。図７工程で規制部７３を除去したことで出来た空間７５からはメッキ下地層７１が露出するが、図８工程では、前記空間７５から露出したメッキ下地層７１をエッチング等の既存の手法を用いて除去する。

この図８工程において、前記空間７５内から露出するメッキ下地層７１を除去するのは、前記主磁極層２４となる磁性層７４ａの下面に前記磁性層７４ａの幅（＝トラック幅Ｔｗ）よりも両側に広がって前記メッキ下地層７１が残っていると、前記メッキ下地層７１が磁性材料で形成されている場合、前記メッキ下地層７１も主磁極層２４として機能し、その結果、トラック幅Ｔｗが広がるからである。ただし前記メッキ下地層７１が非磁性金属材料で形成されている場合には、前記前記メッキ下地層７１は主磁極層２４として機能しないから、多少、前記主磁極層２４の両側から幅方向にはみ出していてもよく、前記メッキ下地層７１が非磁性金属材料の場合、図８の工程よりも後の工程（具体的には図９工程）で、エッチング等によって不必要な磁性層７４を除去する際その下にある前記メッキ下地層７１も除去するが、この除去工程だけでメッキ下地層７１の除去を済ますことが出来る。

次に図９工程を行う。図９のうち図９Ａは、基板上に形成される製造工程中の層構造を示す平面図であり、図９Ｂは、図９ＡをＦ−Ｆ線から膜厚方向に切断し矢印方向から見た部分断面図、図９Ｃは、図９ＡをＧ−Ｇ線から膜厚方向に切断し矢印方向から見た部分断面図である。

図９Ａに示すように、前記磁性層７４上に、主磁極層２４と似た形状の主磁極パターン７６ａとヨーク層３５と同じ形状のヨークパターン７６ｂとからなるレジスト層７６を形成する。

前記レジストパターンの形成はＥＢ露光等のような精度の高いフォトリソグラフィ技術を用いることなく行うことが出来る。上記したようにレジスト層７６にはヨークパターン７６ｂが形成されるが、前記ヨークパターン７６ｂは、比較的広い幅寸法及び長さ寸法を有するパターンであり、主磁極層２４の形成の際に使用されるパターンに比べて比較的ラフに形成することが出来る。

一方、主磁極パターン７６ａは、実際の主磁極層２４の幅寸法（＝トラック幅Ｔｗ）よりもトラック幅方向（図示Ｘ方向）に大きく形成する。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、前記主磁極パターン７６ａのトラック幅方向における幅寸法はＴ２で形成され、前記幅寸法Ｔ２は空間７５，７５の内側間隔Ｔｏ（＝主磁極層２４のトラック幅Ｔｗ）よりも大きい。

ただし前記幅寸法Ｔ２は、前記空間７５，７５のトラック幅方向における外側間隔Ｔ３よりも小さいことが好ましい。これにより前記主磁極パターン７６ａを構成するレジスト層７６の一部は前記空間７５，７５内に入り込み、前記主磁極層２４となる磁性層７４ａの上面と側面が前記レジスト層７６で覆われると共に、前記レジスト層７６は、前記空間７５のトラック幅方向の外側にある磁性層７４上にまで延出して形成されることが無い。

前記レジスト層７６が前記空間７５のトラック幅方向の外側にある磁性層７４上にまで延出形成されると、その延出形成されたレジスト層７６下の磁性層７４は次工程の研削工程でも残されることになる。この結果、最終的に前記主磁極層２４のトラック幅方向の外側に一部、磁性層が残ってしまう。そのため、前記主磁極パターン７６ａのレジスト層７６の幅寸法Ｔ２は、前記空間７５のトラック幅方向における外側間隔Ｔ３よりも小さいことが好ましい。

ただし、仮に前記主磁極層２４の幅方向の両側に磁性層を残す形態を形成する場合には、前記レジスト層７６の主磁極パターン７６ａの幅寸法Ｔ２を前記空間７５のトラック幅方向における外側間隔Ｔ３よりも大きくするなどして前記レジスト層７６の形状を残したい磁性層の平面形状に合わせた形で形成してもかまわない。

また上記したように前記主磁極パターン７６ａのレジスト層７６の幅寸法Ｔ２を、前記空間７５，７５の内側間隔Ｔｏよりも大きくすることで図９Ｂに示すように前記主磁極層２４となるべき磁性層７４ａの両側端面は前記レジスト層７６で覆われ、この結果、次工程で施される研削工程で前記磁性層７４ａの部分は前記研削工程の影響を受けることが無く、最終的に前記主磁極層２４のトラック幅Ｔｗを図６工程の磁性層７４ａのメッキ形成段階で確実に決定することが出来る。

また前記主磁極パターン７６ａのハイト方向（図示Ｙ方向）における長さ寸法Ｌ２は、前記空間７５の前端面よりもさらにメッキ形成面７０ａの前端部７０ｂ方向に延ばして形成することが好ましい。前記空間７５よりも前方にまで前記主磁極パターン７６ａを延ばすと、次工程の研削工程によって前記空間７５より前方に一部、磁性層７８が残されることになる（図１０を参照、なお図１０では磁性層７８をダミー磁性層７８と称する）。上記したように前記空間７５，７５に挟まれた磁性層７４ａの部分が将来的に主磁極層２４を構成するから、残された磁性層７８の部分は、記録媒体との対向面を決定する最終工程で削除されてしまう。

しかし空間７５，７５の前端面の位置と、前記主磁極パターン７６ａの前端面の位置とがちょうど一致するように制御するのは、高いパターン精度が要求されるため難しく、また記録媒体との対向面を決定する最終工程では、前記メッキ形成面７０ａの前端部７０ｂからハイト方向に向けて徐々に研磨を施し、主磁極層２４となる部分が露出するまで上記の研磨を行うが、前記空間７５よりも前方に一部、磁性層７８を残しておくと、前記研磨工程で、前記磁性層７８が露出したら、まもなく（例えばあと数μｍの研磨で）主磁極層２４の部分が露出するという一つの目安になり、前記研磨工程を高精度に行うことが出来、前記記録媒体との対向面を所定の位置に規制させやすい。

そして前記レジスト層７６に覆われていない磁性層７４をエッチング法等の既存の手法を用いて研削する。このとき、除去される前記磁性層７４の下に敷いてあるメッキ下地層７１も研削する。これによって前記磁性層７４が除去された領域からは基板７０の表面（メッキ形成面７０ａ）が露出する。

図９Ｃに示すようにヨークパターン７６ｂで形成されたレジスト層７６下にある磁性層７４は残されるが、前記エッチング工程によって図の点線部分より外側にある前記磁性層７４は削りこまれる。このとき前記ヨークパターン７６ｂの下にある磁性層７４ｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面７４ｂ１は傾斜面あるいは湾曲面となり、前記磁性層７４ｂは、下面から上面に向けて徐々にトラック幅方向への幅寸法が小さくなる略台形状の形態で形成される。前記磁性層７４ｂが図１，２に示すヨーク層３５となる。

上記したエッチング等による研削工程が終わると前記基板７０上には図１０に示す平面形状の磁性層７７が残される。

前記磁性層７７は、トラック幅Ｔｗで形成された主磁極層２４と前記主磁極層２４の後方にトラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸法がハイト方向へ向うほど徐々に広くなるヨーク層３５と、前記主磁極層２４の前方に前記主磁極層２４の幅寸法（＝トラック幅Ｔｗ）よりは広い幅寸法を有するダミー磁性層７８とで構成される。

図１０工程では、記録媒体との対向面を決めるための研磨工程を施す。この研磨工程は、メッキ形成面７０ａの前端部７０ｂ側からハイト方向（図示Ｙ方向）に向けて、トラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向で且つ膜厚方向と平行な方向に研磨を施し、徐々に基板７０を削っていく。ある程度まで削っていくと、まずダミー磁性層７８の部分が基板７０の前端面から露出するから、この時点であと例えば数μｍで主磁極層２４の部分が露出することを認識でき、そして前記ダミー磁性層２４を削り終え前記主磁極層２４が露出したら、そこで研磨工程を終了する。研磨工程終了時点での基板７０の前端面が記録媒体との対向面となる。

図１１は、図５Ｂにおける規制部７３をアニールし、前記規制部７３の表面に丸みを持たせた場合の断面図である。

図５Ｂでは、前記規制部７３は前記メッキ形成面７０ａ上に垂直に延びて形成されているため、次工程の図６Ｂに示すように前記規制部７３，７３間に形成される、将来、主磁極層２４となるべき磁性層７４ａの部分は、その両側端面が前記規制部７３，７３に規制されながら垂直に延びて形成される。この結果、前記主磁極層２４の断面形状は図３Ｂで説明したように、略長方形状で形成される。

一方、図１１に示すように前記規制部７３に熱を加えて、前記規制部７３の表面に丸みを帯びさせると、前記規制部７３，７３間のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における間隔Ｔｏは、上方から下方に向けて徐々に狭くなる。

この結果、図１２に示すように、前記規制部７３，７３間に磁性層７４ａをメッキ形成すると、将来、主磁極層２４となる磁性層７４ａは、その両側端面が湾曲面かあるいは傾斜面となり、前記磁性層７４ａの断面形状は、下面から上面に向うにしたがって徐々にトラック幅方向への幅寸法が広くなる略逆台形状になる。したがって図１１，図１２工程を経ることで図３Ａに示すような断面形状が略逆台形状の主磁極層２４を形成することが可能になる。

また図４の工程時、前記メッキ下地層７１上にポジ型のレジスト層７２を形成した場合は、規制部７３，７３を構成するレジスト層７２以外の部分を露光する必要があるが、ＥＢ露光で行うとスループットの悪化の問題があるので、例えば次のように行う。

すなわち図１３に示すように、前記規制部７３，７３となるべき位置の間ＨをＥＢ露光し、また前記規制部７３となるべき位置の周囲ＩをＥＢ露光かあるいはＫｒＦ露光等の既存の方法を用いて露光する。そしてその他の領域Ｊは、ＫｒＦ露光等で露光する（ＥＢ露光は用いない）。

これにより、最小限の領域のみＥＢ露光を行えばよく、これによりスループットを従来より大幅に改善できるし、前記規制部７３，７３間の間隔Ｔｏも高精度に制御でき、トラック幅Ｔｗの狭小化を適切に促進させることが出来る。

また図８工程では、前記規制部７３を除去したことで出来た空間７５から露出するメッキ下地層７１を除去したが、前記メッキ下地層７１が非磁性金属材料である場合は、図８の時点でメッキ下地層７１を除去しなくてもよい点を上記で説明した。

前記メッキ下地層７１が非磁性金属材料である場合は、図８の工程を飛ばし、それ以降の工程（図９〜図１０）を行うことが出来る。これにより図９でのレジスト層７６の形成、エッチング等による研削工程を施しても、図９Ｂに示す、磁性層７４ａの両側側面を覆うようにして形成されたレジスト層７６の下にあるメッキ下地層７１は前記研削工程でも除去されず、その結果、前記メッキ下地層７１は、若干、前記磁性層７４ａよりも幅寸法にはみ出して残されることになる。ただし、前記メッキ下地層７１が、若干、前記磁性層７４ａよりも幅寸法にはみ出して残されても、前記メッキ下地層７１が主磁極層２４として機能することはないから磁気ヘッドの特性上問題にはならない。このようにメッキ下地層７１が非磁性金属層である場合には、図８工程を飛ばすことが出来るので、製造工程の簡略化を図ることが出来る。

本発明は、図４ないし図１０を用いて説明したように、まずメッキ形成面７０ａ上に、最終的に主磁極層となる磁性層７４ａをトラック幅方向の両側を規制しながらメッキ形成する点、前記磁性層７４ａの前方、および後方に広がるメッキ形成面７０ａ上の全体に磁性層７４をメッキ形成する点、その後、前記ヨーク層３５を形成する点に特徴点がある。

従来では、一般的に、主磁極層とヨーク層との形状からなるパターンを形成し、そのパターン内に磁性層をメッキ形成していた（いわゆるフレームメッキ法）が、本発明では、磁性層の形成時には、主磁極層２４となるべき磁性層７４ａの両側しか規制せず、それ以外を全く規制せずにメッキ成長させる。このため非常に広範な領域にまず磁性層をメッキ形成できるので、規制が働く磁性層７４ａのメッキ形成部分でもメッキ液の出入りは他の領域と等しく良好にでき、磁性層のメッキ形成時におけるメッキ液の攪拌効果等を向上できる。

本発明では、主磁極層２４のトラック幅Ｔｗを高精度に形成することが出来ると共に、最終的にメッキ形成面７０ａ上に残される主磁極層２４とヨーク層３５との膜厚や組成が均一になるように適切に制御でき、さらにスループットを従来に比べて改善することが出来る。

なお前記主磁極層２４を、トラック幅方向の両側を規制しながらメッキ形成するときの規制の仕方は、図５工程で形成される規制部７３以外の手法であってもかまわない。また前記規制部７３はレジスト以外の材料であっても良く、図７工程で除去できれば無機絶縁材料か有機絶縁材料かの別を問わない。

また本発明では、図５工程の規制部７３の形成の際にＥＢ露光を用いるが、前記レジスト層７２にネガ型のレジスト層７２を用いることで、規制部７３となるべき位置のレジスト層７２にのみＥＢ露光を施せばよくなり、従来に比べて飛躍的にスループットを改善することが出来る。

本発明における第１実施形態の垂直記録磁気ヘッドを備えた磁気ヘッドの縦断面図、 図１に示す垂直記録磁気ヘッドを構成する第１の磁性層の部分平面図、 図２に示す主磁極層をＡ−Ａ線から切断し矢印方向から見た断面図、 図３Ａとは別の形態であり、図２に示す主磁極層をＡ−Ａ線から切断し矢印方向から見た断面図、 図２に示すヨーク層をＢ−Ｂ線から切断し矢印方向から見た断面図、 本発明における第１の磁性層の製造工程を説明するための平面図、 図４ＡをＣ−Ｃ線から切断し矢印方向から見た断面図、 図４の次に行われる工程を説明するための平面図、 図５ＡをＤ−Ｄ線から切断し矢印方向から見た断面図、 図５の次に行われる工程を説明するための平面図、 図６ＡをＥ−Ｅ線から切断し矢印方向から見た断面図、 図６の次に行われる工程を説明するための断面図、 図７の次に行われる工程を説明するための断面図、 図８の次に行われる工程を説明するための平面図、 図９ＡをＦ−Ｆ線から切断し矢印方向から見た断面図、 図９ＡをＧ−Ｇ線から切断し矢印方向から見た断面図、 図９の次に行われる工程を説明するための平面図、 図５Ｂ工程の次に行うことが可能な工程を説明するための断面図、 図１１の次に行われる工程を説明するための断面図、 図５工程での露光を別の露光手段を用いて行う場合の説明をするための部分平面図、 従来、ＥＢ露光で抜きパターンを形成していたときの問題点を説明するための平面図、

符号の説明

２４ 主磁極層
２８ 第１の磁性層
３５ ヨーク層
７０ 基板
７０ａ メッキ形成面
７１ メッキ下地層
７２ レジスト層
７３ 規制部
７４、７４ａ、７７ 磁性層
７５ 空間
７６ マスク層
７６ａ 主磁極パターン
７６ｂ ヨークパターン

Claims (13)

1. 記録媒体との対向面で、第１の磁性層と第２の磁性層とが膜厚方向に間隔をおいて対向し、前記第１の磁性層と第２の磁性層間にコイル層が形成され、前記第１の磁性層は前記対向面で所定のトラック幅で露出するとともに後方へ所定の長さ寸法で形成された磁極層と、前記磁極層よりもハイト後方に前記トラック幅よりも幅寸法が広がって形成されたヨーク層とを有する磁気ヘッドの製造方法において、
   前記第１の磁性層を以下の工程を経ることで形成することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
   （ａ） 前記対向面となるべき位置よりも前方、及び後方に広がるメッキ形成面上の前端部よりも後方に離れた位置に、前記磁極層を、幅方向の両側を規制しながらメッキ形成し、前記磁極層の幅寸法を所定のトラック幅で形成する工程と、
   （ｂ） 前記（ａ）工程での磁極層の形成と共に、前記磁極層の前方、及び後方に広がるメッキ形成面上に磁性層をメッキ形成する工程と、
   （ｃ） 少なくとも前記磁性層のうちヨーク層となるべき部分の磁性層が残るように、それ以外の前記磁性層を削って、前記磁極層の後方に、前記磁極層よりも幅寸法がトラック幅方向に広がる前記ヨーク層を形成する工程と、
   （ｄ） 所定のトラック幅で形成された磁極層が露出するまで、前記メッキ形成面を前端部から後方に向けて削っていき、前記対向面を形成する工程。
2. 前記（ａ）工程で、前記メッキ形成面上の前端部よりも後方に離れた位置に、幅方向に所定の間隔を空けて形成された絶縁材料の規制部を形成し、前記規制部間に、前記磁極層をメッキ形成することで、前記磁極層を所定のトラック幅で形成する請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
3. 前記規制部はレジストである請求項２記載の磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記レジストはネガ型であり、前記（ａ）工程で、前記メッキ形成面上の全面にネガ型のレジスト層を形成し、前記規制部となるべき位置を露光し、露光されていない前記レジスト層を除去することで幅方向に所定の間隔が空けられた前記規制部を形成する請求項３記載の磁気ヘッドの製造方法。
5. 露光手段にはＥＢ露光を用いる請求項４記載の磁気ヘッドの製造方法。
6. 前記（ｂ）工程で、前記規制部が形成された以外の前記メッキ形成面上に前記磁性層をメッキ形成する請求項２ないし５のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法。
7. 前記（ｂ）工程と前記（ｃ）工程の間に、前記規制部を除去する工程を有する請求項２ないし６のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法。
8. 前記メッキ形成面上にはメッキ下地層が敷いてあり、前記規制部を除去したことで露出したメッキ下地層を除去する請求項７記載の磁気ヘッドの製造方法。
9. 前記（ｃ）工程で、前記磁極層上及び磁性層上に所定形状のマスク層を形成し、このとき前記マスク層を、前記磁性層上に前記ヨーク層と同じ平面形状のヨークパターンと、前記磁極層よりも幅寸法を広くして前記規制部を除去したことで形成された空間内に入り込む磁極パターンとを有して形成し、前記マスク層に覆われていない磁性層を除去する請求項７または８に記載の磁気ヘッドの製造方法。
10. 前記磁極層をトラック幅方向から膜厚方向に切断したとき、その断面形状は下面から上面に向けて幅寸法が徐々に広がる形状である請求項１ないし９のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法。
11. 前記磁極層をトラック幅方向から膜厚方向に切断したとき、その断面形状は下面から上面に向けて一定の幅寸法である請求項１ないし９のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法。
12. 前記ヨーク層をトラック幅方向から膜厚方向に切断したとき、その断面形状は下面から上面に向けて幅寸法が徐々に小さくなる形状である請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法。
13. 前記磁気ヘッドは、垂直記録磁気ヘッドである請求項１ないし１２のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法。

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