JP2007287304A - 微小幅のパターン膜の形成方法及び微小幅の磁極層を備えた薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】最終的にエッチングに依存せずとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さな幅を有するパターン膜を形成することができるパターン膜の形成方法を提供する。
【解決手段】基板の素子形成面に下地層を形成し、この下地層上に、幅Ｗ_１の空間を挟んで互いに対向する端面を有する第１のフレーム層を形成し、この第１のフレーム層上に、幅Ｗ_１と同じ方向であって幅Ｗ_１よりも大きな幅Ｗ_２の空間を挟んで互いに対向する端面を有する第２のフレーム層を、幅Ｗ_２の空間が幅Ｗ_１の空間の直上に位置するように形成し、次いで、幅Ｗ_１の空間及び幅Ｗ_２の空間の少なくとも一部を埋めるように、幅Ｗ_１と同じ方向であって幅Ｗ_１よりも小さな最小幅Ｗ_３を有するトレンチを備えたトレンチ形成膜を成膜し、その後、このトレンチの少なくとも一部を埋めるようにパターン膜を成膜する、微小な幅を有するパターン膜の形成方法が提供される。
【選択図】図６

Description

本発明は、微小な幅を有するパターン膜の形成方法に関する。また、このような微小な幅を有するパターン膜を構成要素として備えている薄膜素子の製造方法、特に、磁気記録に用いる薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。さらに、このような微小な幅を有する磁極層を備えた薄膜磁気ヘッドに関する。

近年、磁気ディスク装置における大容量小型化の要求に伴い、さらなる記録密度の向上が不可欠となっている。このさらなる高記録密度化を達成するためには、長手磁気記録用のヘッドにおいては上部磁極層の、垂直磁気記録用のヘッドにおいては主磁極層のさらなる狭トラック幅化が不可欠となっている。このような要求に対応する上部磁極層又は主磁極層の形成方法については、種々の実験、開発が進められてきた。

例えば、特許文献１又は２においては、下部磁性膜及びギャップ膜上に、フレームめっき法によって上部磁性膜を形成し、この上部磁性膜をマスクとしてドライエッチング法によってエッチングを行い、所定のトラック幅方向の幅（以下、トラック幅と省略する）を有する上下部磁性膜及びギャップ膜を形成している。ここで、特許文献１には、トラック幅が概ねフレームの間隔で決定されており、トラック幅が０.５μｍまでの良好な作製を確認したとの記載がある。また、特許文献２においては、さらに、イオンミリングを用いてトリミングを行い、トラック幅寸法を０.５μｍ以下にする旨が記載されている。

さらに、特許文献３においては、同じくフレームめっき法によって磁性膜を形成し、その後、イオンミリングによって逆テーパ形状（逆台形状）を形成するという垂直記録用磁気ヘッドの主磁極の形成方法が開示されている。また、同文献内において、イオンミリングによって最終的にトラック幅が０.１５〜０.１７μｍのものが形成できたと記載されている。

以上に述べたように、従来の形成方法において、上部磁極層又は主磁極層のトラック幅は、原則として、レジストフレームのようなフォトリソグラフィ法によるパターンの間隔で規定されている。実際、このトラック幅は、通常使用される露光機及びレジストの分解能による限界から、約０.２μｍが下限となっている。さらに、狭い幅を実現するためには、特許文献３に示されたようにイオンミリング等を用いてさらにエッチングする必要があるのが実情であった。

特開平１０−２４１１２５号公報 特開２００２−３２４３０４号公報 特開２００３−２６３７０５号公報

しかしながら、このエッチングによるトラック幅の狭小化にも限界があり、さらにエッチングによる上部磁極層又は主磁極層の磁気特性の劣化も問題となっている。

現在、さらなる高記録密度化に対応すべく、上部磁極層又は主磁極層のトラック幅を０.１５μｍ、又はそれ未満に設定することが求められている。しかしながら、イオンミリング等のエッチング方法を用いて狭小化を図るにしても、エッチング前において既に極めて微細なパターンであるので、所望の形状を維持しながら適切にエッチングすることが非常に困難になっている。また、上部磁極層又は主磁極層の表層がイオン等から衝撃を受けることによって、磁気特性が劣化してしまう。

さらに、上部磁極層又は主磁極層の端部のトラック幅及び形状は、書き込み磁界の強度及び分布を決定する非常に重要なパラメータであるので、できるだけ、付加的なエッチング加工を行わずに、所定のパターニングによって設計通りに規定されるべきである。また、イオンビームエッチング等を用いるにしても、エッチングの程度はできるだけ小さく抑えたい。

従って、本発明の目的は、最終的にエッチングに依存せずとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さな幅を有するパターン膜を形成することができるパターン膜の形成方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、最終的にエッチングに依存せずとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さなトラック幅を有する磁極層を形成することができる薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さなトラック幅を有する磁極層を備えた薄膜磁気ヘッドを提供することにある。

本発明について説明する前に、明細書において用いられる用語の定義を行う。基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。例えば、「絶縁層上に下部磁極層がある」とは、下部磁極層が、絶縁層よりも積層される方向側にあることを意味する。

本発明によれば、基板の素子形成面に下地層を形成し、この下地層上に、幅Ｗ_１の空間を挟んで互いに対向する端面を有する第１のフレーム層を形成し、この第１のフレーム層上に、幅Ｗ_１と同じ方向であって幅Ｗ_１よりも大きな幅Ｗ_２の空間を挟んで互いに対向する端面を有する第２のフレーム層を、幅Ｗ_２の空間が幅Ｗ_１の空間の直上に位置するように形成し、次いで、幅Ｗ_１の空間及び幅Ｗ_２の空間の少なくとも一部を埋めるように、幅Ｗ_１と同じ方向であって幅Ｗ_１よりも小さな最小幅Ｗ_３を有するトレンチを備えたトレンチ形成膜を成膜し、その後、このトレンチの少なくとも一部を埋めるようにパターン膜を成膜する、微小な幅を有するパターン膜の形成方法が提供される。

この形成方法においては、特別の第１及び第２のフレーム層を形成した上で、トレンチ形成膜を成膜するので、トレンチの最小幅Ｗ_３を、使用される露光機及びレジストの分解能で規定される幅Ｗ_１よりも、さらに小さく設定することができる。従って、最終的にエッチングに依存せずとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さな幅を有するパターン膜を形成することができる。

本発明によれば、さらに、上述した形成方法において、幅Ｗ_１、幅Ｗ_２及び幅Ｗ_３をトラック幅方向の幅とし、第１のフレーム層、第２のフレーム層及びトレンチ形成膜を非磁性材料によって形成し、次いで、パターン膜を軟磁性材料によって形成し、その後さらに、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法を用いてこのパターン膜を研磨して、主磁極層を形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。

この製造方法においては、特別の第１及び第２のフレーム層を形成した上で、トレンチ形成膜を成膜するので、トレンチの最小幅Ｗ_３を、使用される露光機及びレジストの分解能で規定される幅Ｗ_１よりも、さらに小さく設定することができる。すなわち、最終的にイオンミリングによるトリミング等に頼らなくとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さなトラック幅を有する主磁極層を形成することができる。これにより、従来以上の高記録密度化に対応した垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

ここで、第１のフレーム層、第２のフレーム層及びトレンチ形成膜を、それぞれ、スパッタリング法を用いてＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２を成膜することによって形成することが好ましい。

本発明によれば、さらにまた、上述した形成方法において、幅Ｗ_１、幅Ｗ_２及び幅Ｗ_３をトラック幅方向の幅とし、第１のフレーム層及び第２のフレーム層を軟磁性材料によって形成し、トレンチ形成膜を非磁性材料によって形成し、次いで、パターン膜を軟磁性材料によって形成し、その後さらに、ＣＭＰ法を用いて該パターン膜を研磨して、主磁極層を形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。

この場合、第１のフレーム層及び第２のフレーム層が、主磁極層をトラック幅方向において挟み込むサイドシールド構造が実現される。その結果、書き込み磁界がより真っ直ぐに記録媒体に到達し、隣接トラックへの不要な書き込みを防止することが可能となる。

ここで、第１のフレーム層及び第２のフレーム層を、フレームめっき法を用いて軟磁性材料をめっきすることによって形成し、トレンチ形成膜を、スパッタリング法を用いてＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２を成膜することによって形成することが好ましい。

さらに、以上の製造方法において、幅Ｗ_２及び幅Ｗ_１の比Ｗ_２／Ｗ_１が、１.１以上であって１.５以下であり、第２のフレーム層の膜厚ｔ_２及び第１のフレーム層の層厚ｔ_１の比ｔ_２／ｔ_１が、１.２以上であって２.３以下であることが好ましい。

本発明によれば、さらにまた、上述した形成方法において、幅Ｗ_１、幅Ｗ_２及び幅Ｗ_３をトラック幅方向の幅とし、下地層を軟磁性材料によって形成して下部磁極層とし、第１のフレーム層及び第２のフレーム層を、非磁性材料によって形成し、トレンチ形成膜を非磁性材料によって形成して、下部磁極層上のトレンチ形成膜の部分を書き込みギャップ部とし、次いで、パターン膜を軟磁性材料によって形成し、その後さらに、ＣＭＰ法を用いて該パターン膜を研磨して、上部磁極層を形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。

この製造方法においては、特別の第１及び第２のフレーム層を形成した上で、トレンチ形成膜を成膜するので、トレンチの最小幅Ｗ_３を、使用される露光機及びレジストの分解能で規定される幅Ｗ_１よりも、さらに小さく設定することができる。すなわち、最終的にイオンミリングによるトリミング等に頼らなくとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さなトラック幅を有する上部磁極層を形成することができる。これにより、従来以上の高記録密度化に対応した長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

ここで、第１のフレーム層、第２のフレーム層及びトレンチ形成膜を、それぞれ、スパッタリング法を用いてＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２を成膜することによって形成することが好ましい。

本発明によれば、さらにまた、素子形成面を有する基板と、
この素子形成面に形成されており、トラック幅方向の幅Ｗ_１の空間を挟んで互いに対向する端面を有していて、非磁性材料からなる第１のフレーム層と、
この第１のフレーム層上に形成されており、トラック幅方向であって幅Ｗ_１よりも大きな幅Ｗ_２の空間を挟んで互いに対向する端面を有していて、幅Ｗ_２の空間が幅Ｗ_１の空間の直上に位置するように形成された、非磁性材料からなる第２のフレーム層と、
幅Ｗ_１の空間及び幅Ｗ_２の空間の少なくとも一部を埋めるように、トラック幅方向であって幅Ｗ_１よりも小さな最小幅Ｗ_３を有するトレンチを備えた、非磁性材料からなるトレンチ形成膜と、
このトレンチの少なくとも一部を埋めるように形成された、軟磁性材料からなる磁極層とを備えている薄膜磁気ヘッドが提供される。

本発明によれば、さらにまた、素子形成面を有する基板と、
この素子形成面に形成されており、トラック幅方向の幅Ｗ_１の空間を挟んで互いに対向する端面を有していて、軟磁性材料からなる第１のフレーム層と、
この第１のフレーム層上に形成されており、トラック幅方向であって幅Ｗ_１よりも大きな幅Ｗ_２の空間を挟んで互いに対向する端面を有していて、幅Ｗ_２の空間が幅Ｗ_１の空間の直上に位置するように形成された、軟磁性材料からなる第２のフレーム層と、
幅Ｗ_１の空間及び幅Ｗ_２の空間の少なくとも一部を埋めるように、トラック幅方向であって幅Ｗ_１よりも小さな最小幅Ｗ_３を有するトレンチを備えた、非磁性材料からなるトレンチ形成膜と、
このトレンチの少なくとも一部を埋めるように形成された、軟磁性材料からなる磁極層とを備えている薄膜磁気ヘッドが提供される。

また、このように軟磁性材料からなる第１及び第２のフレーム層を備えている場合、磁極層が、外部からトラック幅方向の磁界を印加しながら、めっき法を用いて成膜された磁性膜から形成されていることが好ましい。

本発明によるパターン膜の形成方法によれば、最終的にエッチングに依存せずとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さな幅を有するパターン膜を形成することができる。

また、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、最終的にエッチングに依存せずとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さなトラック幅を有する磁極層を形成することができる。これにより、従来以上の高記録密度化に対応した薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

さらに、本発明による薄膜磁気ヘッドによれば、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さなトラック幅を有する磁極層が実現可能となる。

以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。

図１は、本発明の製造方法によって製造された薄膜磁気ヘッドの一形態を示す斜視図である。

図１によれば、薄膜磁気ヘッド１０は、適切な浮上量を得るように加工された浮上面（ＡＢＳ）１００と、素子形成面１０２に形成された磁気ヘッド素子３２と、素子形成面１０２上に形成された被覆層１２の層面から露出したそれぞれ２つからなる信号端子電極３５及び３６とを備えている。ここで、磁気ヘッド素子３２は、データ読み出し用の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子３３と、データ書き込み用の電磁コイル素子３４とから構成されている。さらに、信号端子電極３５及び３６は、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４にそれぞれ接続されている。

ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４においては、素子の一端がＡＢＳ１００側のヘッド端面１０１に達している。これらの端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。なお、図示していないが、ヘッド端面１０１には、極めて薄い保護膜としてダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティングが施されている。

図２（Ａ）は、図１の薄膜磁気ヘッドが垂直磁気記録用の電磁コイル素子を備えている場合の、ヘッド要部の構成を示す、図１のＡ−Ａ線断面図である。また、図２（Ｂ）は、図１の薄膜磁気ヘッドが長手磁気記録用の電磁コイル素子を備えている場合の、ヘッド要部の構成を示す、図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２（Ｂ）において、図２（Ａ）の磁気ヘッド素子と共通または対応する構成要素は、図２（Ａ）と同一の参照番号を用いて示されており、その構成の説明は省略されている。

図２（Ａ）において、１１はスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ１００を有している。このスライダ基板１１のＡＢＳ１００を底面とした際の一つの側面である素子形成面１０２に、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４と、これらの構成要素を保護する被覆層１２とが主に形成されている。

ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを含む。ＭＲ積層体３３２は、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plane））巨大磁気抵抗（ＧＭＲ（giant magnetoresistive））多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane））ＧＭＲ多層膜、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ（tunnel magnetoresistive））多層膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。上下部シールド層３３４及び３３０は、ＭＲ積層体３３２が雑音となる外部磁界を受けることを防止する。

このＭＲ積層体３３２がＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜を含む場合、上下部シールド層３３４及び３３０の各々とＭＲ積層体３３２との間に絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、ＭＲ積層体３３２にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのＭＲリード導体層が形成される。一方、ＭＲ積層体３３２がＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜を含む場合、上下部シールド層３３４及び３３０はそれぞれ上下部の電極としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とＭＲリード導体層とは不要であって省略される。ただし、ＭＲ積層体３３２のヘッド端面１０１とは反対側のシールド層間、及びＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両側には絶縁層が形成される。

同図において、電磁コイル素子３４は、垂直磁気記録用であって、主磁極層３４０、ギャップ層３４１、コイル層３４３、コイル絶縁層３４４及び補助磁極層３４５を備えている。主磁極層３４０は、コイル層３４３によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの垂直磁気記録層まで収束させながら導くための導磁路であり、主磁極主要層３４００及び主磁極補助層３４０１から構成されている。ここで、主磁極層３４０のヘッド端面１０１側の端部３４０ａにおける層厚方向の長さ（厚さ）は、この主磁極主要層３４００のみの層厚に相当しており小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界を発生させることができる。

補助磁極層３４５のヘッド端面１０１側の端部は、補助磁極層３４５の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部３４５０となっている。このトレーリングシールド部３４５０を設けることによって、トレーリングシールド部３４５０の端部３４５０ａと主磁極層３４０の端部３４０ａとの間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートを小さくすることができる。なお、コイル層３４３は同図において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。

図２（Ａ）において、さらに、ＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との間に、素子間シールド層３７と、第１の絶縁層２８及び第２の絶縁層２９に挟まれたバッキングコイル部３８とが形成されている。バッキングコイル部３８は、バッキングコイル層３８０及びバッキングコイル絶縁層３８１から形成されており、電磁コイル素子３４から発生してＭＲ効果素子３３内の上下部シールド層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去（ＷＡＴＥ）現象の抑制を図っている。なお、バッキングコイル部３８からの磁束は、書き込み磁界を弱める方向にも作用する。従って、この作用を許容範囲内に限定するために、バッキングコイル層３８０の巻き数は、コイル層３４３の巻き数に比べて同等に又は少なく設定されている。

次いで、図２（Ｂ）を用いて、本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施形態を説明する。

電磁コイル素子３４′は、本実施形態において長手磁気記録用であり、下部磁極層３４０′、書き込みギャップ部２７ａ、ギャップ層３４１′、コイル層３４３′、コイル絶縁層３４４′及び上部磁性層３４５′を備えている。コイル層３４３′は、少なくとも下部磁極層３４０′及び上部磁性層３４５′の間を通過するように形成されている。下部磁極層３４０′及び上部磁性層３４５′は、コイル層３４３′によって誘導された磁束の導磁路となっている。ここで、上部磁性層３４５′は、上部磁極層３４５０′と、ヘッド端面１０１側の端部が上部磁極層３４５０′上に位置している上部ヨーク層３４５１′とを備えている。ここで、上部磁極層３４５０′の飽和磁束密度は、上部ヨーク層３４５１′よりも大きく、少なくとも２.０Ｔ以上となっている。

下部磁極層３４０′及び上部磁極層３４５０′が、書き込みギャップ部２７ａを挟持している。この挟持された書き込みギャップ部２７ａが、ヘッド端面１０１に達しており、この端部位置からの漏洩磁界によって長手磁気記録用の磁気ディスクに書き込みが行なわれる。なお、コイル層３４３′は同図において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。

また、上部シールド層３３４と下部磁極層３４０′との間には、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４′を分離するための絶縁材料又は金属材料等からなる非磁性層が設けられているが、同層は必ずしも必要ではなく、同層を省略して、下部磁性層を上部シールド層で兼用してもよい。

図３（Ａ）及び（Ｂ）は、図２（Ａ）の電磁コイル素子３４のヘッド端面１０１における端の構成を示した概略図である。また、図３（Ｃ）は、図２（Ｂ）の電磁コイル素子３４′のヘッド端面１０１における端の構成を示した概略図である。

図３（Ａ）によれば、主磁極層３４０は、ヘッド端面において、トレーリング側の端辺が長辺となる逆台形の形状を有しており、主磁極層３４０と補助磁極層のトレーリングシールド部３４５０とが、ギャップ層３４１を介して互いに対向している。この主磁極層３４０の逆台形形状は、ヘッドのスキュー角によって発生する隣接トラックへの不要な書き込みを防止するものである。また、この逆台形の長辺の長さＷ_Ｔが、主磁極層３４０のトラック幅となる。

また、主磁極層３４０は、そのトレーリング側を除く周辺を絶縁層２２によって囲まれている。さらに、主磁極層３４０を囲んだ絶縁層２２は、絶縁層２０及び絶縁層２１によって、それぞれ幅Ｗ_１及び幅Ｗ_２をもって挟み込まれている。ここで、各幅は、Ｗ_２＞Ｗ_１＞Ｗ_Ｔという関係を満足している。すなわち、後に詳述する本発明の製造方法によれば、主磁極層３４０のトラック幅Ｗ_Ｔは、使用される露光機及びレジストの分解能で規定される幅Ｗ_１よりもさらに小さく設定される。その結果、従来以上の高記録密度化に対応した垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

次いで、電磁コイル素子３４端の他の態様を示す。図３（Ｂ）によれば、図３（Ａ）の絶縁層２０及び２１に代わって、軟磁性材料から構成されるサイドシールド層２３及び２４が設けられている。このようなサイドシールド層２３及び２４が、主磁極層３４０のトラック幅方向の両側に設けられることによって、書き込み磁界が、主磁極層３４０の端から、より真っ直ぐに記録媒体に到達する。すなわち、書き込み磁束が、記録媒体により垂直となる。その結果、隣接トラックへの不要な書き込みを防止することができる。

図３（Ｃ）によれば、下部磁極層３４０′と上部磁極層３４５０′とは、ヘッド端面において絶縁層２７の書き込みギャップ部２７ａを挟んで互いに対向している。また、上部磁極層３４５０′は、そのトレーリング側を除く周辺を絶縁層２７によって囲まれている。さらに、上部磁極層３４５０′を囲んだ絶縁層２７は、絶縁層２５及び絶縁層２６によって、それぞれ幅Ｗ_１′及び幅Ｗ_２′をもって挟み込まれている。ここで、上部磁極層３４５０′のトラック幅をＷ_Ｔ′とすると、各幅は、Ｗ_２′＞Ｗ_１′＞Ｗ_Ｔ′という関係を満足している。すなわち、後に詳述する本発明の製造方法によれば、上部磁極層３４５０′のトラック幅Ｗ_Ｔ′は、使用される露光機及びレジストの分解能で規定される幅Ｗ_１′よりもさらに小さく設定される。その結果、従来以上の高記録密度化に対応した長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

なお、本発明の製造方法によって薄膜磁気ヘッドを製造した場合には、以上に述べたような構成、特に、図３（Ａ）において絶縁層２０、２１及び２２を有する構成、図３（Ｂ）においてサイドシールド層２３及び２４を有する構成、さらに図３（Ｃ）において絶縁層２５、２６及び２７を有する構成が、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を用いることによって確認可能となる。

図４は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。

図４によれば、最初に、スライダ用のウエハ基板の素子形成面に、データを読み出すためのＭＲ効果素子が形成され（ステップＳ１）、次いで、バッキングコイル部が形成される（ステップＳ２）。ここで、バッキングコイル部は、垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドの構成要素であり、長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドの製造の場合、省略される。その後、データを書き込むための電磁コイル素子が形成される（ステップＳ３）。本発明は、この電磁コイル素子の形成工程における磁極層の形成に特別の特徴を有する。次いで、被覆層及び信号端子電極が形成される（ステップＳ４）。以上により、ＭＲ効果素子及び電磁コイル素子を備えた磁気ヘッド素子を、ウエハ基板上に形成するためのウエハ薄膜工程が終了する。

このウエハ薄膜工程が完了したウエハ基板である薄膜磁気ヘッドウエハの素子形成面上には、多数の磁気ヘッド素子パターンが、マトリクス状に並んで形成されている。磁気ヘッド素子パターンは、以後に説明する機械加工工程を経て形成される個々のスライダにおいて、主に磁気ヘッド素子及び信号端子電極となる部分である。

次いで、この薄膜磁気ヘッドウエハを、樹脂等を用いて切断分離用治具に接着して切断し、複数の磁気ヘッド素子パターンが列状に並ぶ加工バーを切り出す（ステップＳ５）。次いで、この加工バーを、樹脂等を用いて研磨用治具に接着し、この加工バーのＡＢＳ側となる端面に、ＭＲハイト加工としての研磨を施す（ステップ６）。このＭＲハイト加工は、磁気ヘッド素子がヘッド端面に露出して、ＭＲ効果素子のＭＲ積層体が所定のＭＲハイトになるまで行われる。その後、研磨されたヘッド端面に、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等からなる保護膜を形成し（ステップ７）、次いで、保護膜成膜後の加工バーを、樹脂等を用いてレール形成用治具に接着し、フォトリソグラフィ法及びイオンビームエッチング法等を用いてＡＢＳにレールを形成する加工を行う（ステップ８）。その後、この加工バーを、樹脂等を用いて切断用治具に接着し、溝入れ処理を行った後、切断処理を行い、加工バーを個々のスライダに分離する（ステップ９）。以上により、スライダを形成する機械加工工程が終了して、薄膜磁気ヘッドの製造工程が完了する。

図５は、ＭＲ効果素子及び電磁コイル素子の形成工程の一実施形態を説明する、図１のＡ−Ａ線断面図である。

まず、図５（Ａ）に示すように、例えばアルティック（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）等から形成されたスライダ基板（ウエハ基板）１１上に、例えばスパッタ法によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度の下地絶縁層４０を形成する。次いで、下地絶縁層４０上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の下部シールド層３３０を形成する。その後、例えばスパッタ法等によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等からなる絶縁膜を成膜し、ＣＭＰ法等によって平坦化することにより、平坦化層４１を形成する。

次いで、図５（Ｂ）に示すように、下部シールド層３３０上に、ＭＲ積層体３３２及び絶縁層３３３を形成する。さらに、図示されていないが、バイアス絶縁層及びバイアス層を形成してもよい。ＭＲ積層体３３２は、例えば、ＴＭＲ効果多層膜を含む場合、反強磁性層と、この反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、非磁性誘電材料からなるトンネルバリア層と、このトンネルバリア層を介して磁化固定層とトンネル交換結合をなす磁化自由層とが順次積層されて形成される。

次いで、図５（Ｃ）に示すように、絶縁層３３３上及びＭＲ積層体３３２上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の上部シールド層３３４を形成する。以上の工程によって、ＭＲ効果素子３３の形成を完了する。その後、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等からなる絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、ＣＭＰ法等によって平坦化して平坦化層４２を形成する。

次いで、図５（Ｄ）に示すように、上部シールド層３３４上に、例えばスパッタ法、化学気相成長（ＣＶＤ）法等によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等の絶縁材料又はＴｉ、Ｔａ又はＰｔ等の金属材料からなる厚さ０.１〜０.５μｍ程度の非磁性層４３を、ＭＲ効果素子３３と後に形成する電磁コイル素子３４′とを分離するために形成する。次いで、非磁性層４３上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の下部磁極層３４０′を形成する。その後、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、例えばＣＭＰ法等によって平坦化することによって平坦化層４４を形成する。

次いで、同じく図５（Ｄ）に示すように、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法等によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等の絶縁材料からなる厚さ０.０１〜０.１μｍ程度のギャップ層３４１′を形成する。その後、レジストマスクパターンを介して、例えばミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等のドライエッチング法等によって、ギャップ層３４１′の一部を除去して下部磁極層３４０′を露出させることにより、バックギャップ部４５を形成する。次いで、ギャップ層３４１′上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＣｕ等からなる厚さ１〜５μｍ程度のコイル層３４３′を形成する。

次いで、同じく図５（Ｄ）に示すように、コイル層３４３′を覆うように、例えばフォトリソグラフィ法等によって、例えば加熱キュアされたノボラック系等のレジストからなる厚さ０.５〜７μｍ程度のコイル絶縁層３４４′を形成する。次いで、下部磁極層３４０′上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２等の絶縁材料からなる書き込みギャップ部２７ａを形成し、ギャップ層３４１′上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の上部磁極層３４５０′及びバックコンタクト磁極層３４５２′を形成する。ここで、書き込みギャップ部２７ａ及び上部磁極層３４５０′の形成は、本発明の特徴の１つであり、後に詳しく説明する。

次いで、図５（Ｅ）に示すように、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、例えばＣＭＰ法等によって平坦化することによって平坦化層４６を形成する。次いで、図７（Ｆ）に示すように、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等からなる絶縁層４７を例えばスパッタ法、ＣＶＤ法等によって形成する。その後、レジストマスクパターンを介して、例えばミリング法、ＲＩＥ法等のドライエッチング法等によって下地を露出させることにより、上部磁極層−ヨーク接合部４８０と、バックコンタクト磁極層−ヨーク接合部４８１と、コイル引き出し部４８２とを形成する。

次いで、同じく図５（Ｆ）に示すように、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の上部ヨーク層３４５１′及びコイルリード層４９を形成する。ただし、コイルリード層４９は、別途、例えばフレームめっき法等によってＣｕ等の材料から形成されてもよい。以上の工程によって上部磁極層３４５０′、バックコンタクト磁極３４５２′及び上部ヨーク層３４５１′が形成されることにより、上部磁性層３４５′の形成が完了する。

次いで、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、例えばＣＭＰ法等によって平坦化することによって平坦化層５０を形成する。次いで、この平坦化された面上に、例えばスパッタ法等によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等からなる被覆層１２を形成する。以上によって、ＭＲ効果素子及び電磁コイル素子の形成工程が完了する。

以上、図２（Ｂ）に示した長手磁気記録用のヘッド構成の形成工程を説明したが、当然に他の形成条件、態様で形成することも可能であり、また、図２（Ａ）に示した垂直磁気記録用のヘッド構成においても、上述した形成方法を適用又は応用することによって同様に形成することができる。

図６（Ａ）〜（Ｄ）は、図２（Ａ）の垂直磁気記録用の電磁コイル素子３４における主磁極層の形成工程を説明するための、ヘッド端面１０１側から見た概略図である。

最初に、図６（Ａ）に示すように、スライダ基板の素子形成面（図示せず）に形成されたバッキングコイル部（図示せず）を覆うようにして、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２等の絶縁材料からなる厚さ約０.５〜約４μｍの第２の絶縁層２９を形成する。次いで、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２等の絶縁材料からなる厚さｔ_１＝１.５〜２.０μｍの第１のフレーム層６０を形成する。この第１のフレーム層６０は、トラック幅方向の幅Ｗ_１の空間を挟んで互いに対向する端面６００を有しており、幅Ｗ_１は、５.５〜６.５μｍに設定される。

その後、第１のフレーム層６０上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２等の絶縁材料からなる第２のフレーム層６１を形成する。第２のフレーム層６１は、幅Ｗ_１よりも大きなトラック幅方向の幅Ｗ_２の空間を挟んで互いに対向する端面６１０を有しており、幅Ｗ_２は、幅Ｗ_１よりも大きく、Ｗ_２／Ｗ_１＝１.１〜１.５となるように設定される。また、第２のフレーム層６１の厚さｔ_２は、第１のフレーム層６０の厚さｔ_１よりも大きく、ｔ_２／ｔ_１＝１.２〜２.３となるように設定される。さらに、第２のフレーム層６１の位置は、幅Ｗ_２の空間が幅Ｗ_１の空間の直上に位置するように設定される。この際、図６（Ａ）に示すように、幅Ｗ_１の空間及び幅Ｗ_２の空間ともに、トラック幅方向を含む断面において線対称の対称軸が一致するように設定されることが好ましい。この設定により、最終的に形成された主磁極層の線対称性が確保される。

なお、幅Ｗ_２及びＷ_１の比が、Ｗ_２／Ｗ_１＝１.１〜１.５であって、第２及び第１のフレーム層の層厚ｔ_２及びｔ_１の比が、ｔ_２／ｔ_１＝１.２〜２.３である場合、底面を有しており、幅Ｗ_１よりも小さな最小幅Ｗ_３を有するトレンチを形成することができることが、実験によって確認されている。

次いで、図６（Ｂ）に示すように、幅Ｗ_１の空間及び幅Ｗ_２の空間の少なくとも一部を埋めるように、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２等の絶縁材料からなるトレンチ形成膜６２を成膜する。ここで、このトレンチ形成膜６２には、幅Ｗ_１の空間又は幅Ｗ_２の空間であった位置に底面６３０を有しており、トラック幅方向における最小の幅Ｗ_３が幅Ｗ_１よりも小さくなっているトレンチ６３が形成される。ここで、トレンチ６３の壁面６３１は、素子形成面の垂線とは角度θ_６３１をもって傾いている。

トレンチ６３の底面６３０の位置、最小幅Ｗ_３及び壁面６３１の傾きθ_６３１は、第１及び第２のフレーム層の層厚、幅Ｗ_１及びＷ_２の値、及びトレンチ形成膜の膜厚をパラメータとして設定、調整が可能となっている。実際、後述する実施例においても述べているように、従来使用されてきたフォトリソグラフィ法を用いても達成できなかったＷ_３＝０.１５μｍが実現しており、さらに、Ｗ_３＝０.０５μｍまでは十分に見込むことができる。なお、トレンチ６３の壁面６３１の傾きθ_６３１は、形成する主磁極層における逆台形の断面を規定する重要な量であり、底面６３０近傍での値は、ベベル角に相当することになる。

次いで、図６（Ｃ）に示すように、トレンチ６３の少なくとも一部を埋めるように、例えばめっき法又はスパッタリング法によって、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分とする合金等の軟磁性材料からなるパターン膜である主磁極膜６４を成膜する。この際、トレンチ６３を埋めた主磁極膜６４の厚さが、形成する主磁極層の所望の厚さ以上となるように成膜される。また、この成膜中に、トラック幅方向の磁界を印加して、形成される主磁極膜６４内の磁区を揃えるように制御し安定させることにより、書き込み特性の安定化を図ることが好ましい。なお、この磁区制御用の磁界は、例えば、８００〜１２００Ｏｅ（６４〜９６ｋＡ／ｍ）の直流磁界であって、製造中のスライダ基板の外部から印加されることが好ましい。

ここで、主磁極膜６４を、めっき法を用いて成膜する場合、まず、トレンチ形成膜６２上であってトレンチ６３の表面を覆うように電極膜を形成する。この電極膜としては、例えば、厚さ５ｎｍ程度のＴｉと厚さ５０ｎｍ程度のＮｉＦｅとがスパッタリング法によって順次積層された二層膜（ＮｉＦｅ／Ｔｉ）を用いることができる。その後、この電極膜を電極として、例えば厚さ０.４〜４μｍ程度の主磁極膜６４を、めっき法によって成膜する。このように、めっき法を用いた場合、上述した成膜中の磁界印加が容易となる。すなわち、スパッタリング時のように、トラック幅方向以外の外乱磁界を考慮する必要が無く、トラック幅方向に揃った磁界の印加が容易に可能となる。

次いで、図６（Ｄ）に示すように、ＣＭＰ法を用いて主磁極膜６４、トレンチ形成膜６２、さらに場合によっては第２のフレーム層６１を研磨して、トレーリング側の端面が平坦化された逆台形の断面を有する主磁極層３４０を形成する。

なお、以上に述べた形成方法によって形成された主磁極層は、ヘッド端面において、図３（Ａ）に示した構成を有することになるが、図６（Ａ）の工程において、第１のフレーム層６０及び第２のフレーム層６１を軟磁性材料で形成することによって、図３（Ｂ）に示した構成を実現することができる。

すなわち、第２の絶縁層２９上に、例えばフレームめっき法によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ等からなる厚さｔ_１′＝１.５〜２.０μｍの第１のフレーム層６０を形成し、さらに、同じく例えばフレームめっき法によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ等からなる第２のフレーム層６１を形成する。ここで、幅Ｗ_１の空間及び幅Ｗ_２の空間については、上述した図６（Ａ）における構成と同様とする。また、第２のフレーム層６１の厚さｔ_２′は、第１のフレーム層６０の厚さｔ_１′よりも大きく、ｔ_２′／ｔ_１′＝１.２〜２.３となるように設定される。これにより、図３（Ｂ）に示した、サイドシールド構造を実現することができる。その結果、書き込み磁界がより真っ直ぐに記録媒体に到達し、隣接トラックへの不要な書き込みを防止することができる。

さらに、このようなサイドシールド構造の形成を含む製造方法によれば、軟磁性材料からなる第１及び第２のフレーム層６０及び６１を形成した後に、主磁極膜６４（図６（Ｃ））が成膜されることになる。ここで、主磁極膜６４の成膜中に磁区制御用の磁界が印加される場合、前もって形成された第１及び第２のフレーム層６０及び６１が、主磁極膜６４の下方をトラック幅方向において挟み込む磁極の役割を果たす。これにより、主磁極膜６４の下方に印加される磁界が、トラック幅に揃っていて十分な大きさを有することとなり、その結果、形成される主磁極層の磁区制御がより確実にかつ効率的に行われる。従って、より安定した書き込み特性が実現可能となる。

以上、図６（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明した製造方法によれば、トレンチ６３の最小幅Ｗ_３を、使用される露光機及びレジストの分解能で規定される幅Ｗ_１よりも、さらに小さく設定することができる。すなわち、最終的にイオンミリングによるトリミング等に頼らなくとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さなトラック幅を有する主磁極層を形成することができる。これにより、従来以上の高記録密度化に対応した垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

また、トレンチ６３の壁面６３１の傾きθ_６３１は、第１及び第２のフレーム層の層厚、幅Ｗ_１及びＷ_２の値、及びトレンチ形成膜の膜厚をパラメータとして調整することによって、所望の値に設定可能である。これにより、イオンビームエッチング等の後処理に頼らずに、主磁極層を逆台形に形成することができる。その結果、ヘッドのスキュー角によって発生する隣接トラックへの不要な書き込みが防止可能となる。

図７（Ａ）〜（Ｄ）は、図２（Ｂ）の長手磁気記録用の電磁コイル素子３４′における上下部磁極層の形成工程を説明するための、ヘッド端面１０１側から見た概略図である。

最初に、図７（Ａ）に示すように、スライダ基板の素子形成面（図示せず）に、例えばフレームめっき法によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ約０.５〜約３μｍの下部磁極層３４０′を形成する。次いで、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２等の絶縁材料からなる第１のフレーム層７０を形成する。この第１のフレーム層７０は、トラック幅方向の幅Ｗ_１′の空間を挟んで互いに対向する端面７００を有している。

その後、第１のフレーム層７０上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２等の絶縁材料からなる第２のフレーム層７１を形成する。第２のフレーム層７１は、幅Ｗ_１よりも大きなトラック幅方向の幅Ｗ_２の空間を挟んで互いに対向する端面７１０を有しており、その厚さは、第１のフレーム層７０の厚さよりも大きく設定される。また、第２のフレーム層７１の位置は、幅Ｗ_２の空間が幅Ｗ_１の空間の直上に位置するように設定される。この際、図６（Ａ）に示すように、幅Ｗ_１の空間及び幅Ｗ_２の空間ともに、トラック幅方向を含む断面において線対称の対称軸が一致するように設定されることが好ましい。この設定により、最終的に形成された上部磁極層の線対称性が確保される。

次いで、図７（Ｂ）に示すように、幅Ｗ_１の空間及び幅Ｗ_２の空間の一部を埋めるように、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２等の絶縁材料からなるトレンチ形成膜７２を成膜する。ここで、トレンチ形成膜７２は、下部磁極層３４０′の直ぐ上方に底面７３０を有しており、トラック幅方向における最小の幅Ｗ_３が幅Ｗ_１よりも小さくなっているトレンチ７３が形成される。なお、トレンチ７３の底面７３０と下部磁極層３４０′との距離（すなわち底面７３０でのトレンチ形成膜７２の膜厚）Ｄ_Ｇは、書き込みギャップ長に相当することになる。このようなトレンチ７３の最小幅Ｗ_３及び距離Ｄ_Ｇは、第１及び第２のフレーム層の層厚、幅Ｗ_１及びＷ_２の値、及びトレンチ形成膜の膜厚をパラメータとして設定、調整が可能となっている。

次いで、図７（Ｃ）に示すように、トレンチ７３の少なくとも一部を埋めるように、例えばスパッタリング法によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ等の軟磁性材料からなるパターン膜である上部磁極膜７４を成膜する。この際、トレンチ７３を埋めた上部磁極膜７４の厚さが、形成する上部磁極層の所望の厚さ以上となるように成膜される。

次いで、図７（Ｄ）に示すように、ＣＭＰ法を用いて上部磁極膜７４、トレンチ形成膜７２、さらに場合によっては第２のフレーム層７１を研磨して、下部磁極層３４０′と書き込みギャップ長Ｄ_Ｇだけ離隔した位置にある上部磁極層３４５０′を形成する。以上のように形成された上下部磁極層は、ヘッド端面において、図３（Ｃ）に示した構成を有することになる。

以上、図７（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明した製造方法によれば、トレンチ７３の最小幅Ｗ_３を、使用される露光機及びレジストの分解能で規定される幅Ｗ_１よりも、さらに小さく設定することができる。すなわち、最終的にイオンミリングによるトリミング等に頼らなくとも、使用される露光機及びレジストの分解能よりも小さなトラック幅を有する上部磁極層を形成することができる。これにより、従来以上の高記録密度化に対応した長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

なお、図６及び図７において説明した磁極層の形成方法においては、トレンチを形成するためのフレーム層が２つ重ねて採用されている。ここで、フレーム層が１つである場合、トレンチの底部が尖ってしまい、底面が形成されない。この底面に対応する磁極層のリーディング側の端面は、書き込み磁界の強度及び分布を決定する重要な部分であり、所定の面積をもって確実に形成されなければならない。従って、フレーム層として第１及び第２のフレーム層を重ねて用いることが、本発明の効果をもたらすために非常に重要となる。なお、さらに、３つ以上のフレーム層が重ねて用いられてもよく、３つ以上のフレーム層を使用することも本発明の範囲に属し得るが、トレンチ底面近傍の大きさ及び形状は、第１及び第２のフレーム層の設定によって十分に制御可能となっている。

（実施例）
以下、実施例を示して、本願発明の効果について説明する。

最初に、図６に示した本発明の製造方法を用いて、薄膜磁気ヘッドを形成した。スライダ基板には、アルティック（ＡｌＴｉＣ）基板を用いた。第１のフレーム層及び第２のフレーム層は、スパッタリング法を用いてＡｌ_２Ｏ_３を積層した後、フォトリソグラフィ法を用いてそれぞれ幅Ｗ_１及び幅Ｗ_２の空間をパターニングすることにより形成された。トレンチ形成膜は、スパッタリング法を用いて、Ａｌ_２Ｏ_３を積層することによって形成された。主磁極膜は、スパッタリング法を用いて、ＮｉＦｅＣｏ合金を成膜することによって形成された。

図８は、このように本発明の製造方法によって製造された薄膜磁気ヘッドにおいて、ＡＢＳ側のヘッド端面における主磁極層付近の構成を観察した結果を示す概略図である。ここで、観察は、ＳＥＭを用いて行われ、各部位の測長も同観察結果を用いて行われた。

図８によれば、本薄膜磁気ヘッドは、主磁極層３４０と補助磁極層のトレーリングシールド部３４５０とが、ギャップ層３４１を介して互いに対向して形成されている垂直磁気記録用のヘッドであることがわかる。ここで、第１のフレーム層８０の層厚は、１.９０μｍであり、第１のフレーム層８０が挟む空間の幅Ｗ_１は、５.５０μｍであった。また、第２のフレーム層８１の層厚は、３.００μｍであり、第２のフレーム層８１が挟む空間の幅Ｗ_２は、６.０５μｍであった。

図８によれば、このような第１及び第２のフレーム層、並びにＷ_１及びＷ_２値の下に形成された主磁極層３４０は、ヘッド端面において、トレーリング側の端辺が長辺となる逆台形の形状を有している。ここで、トラック幅に相当するこの長辺の長さＷ_Ｔを測定したところ、０.１５μｍであった。これは、使用された露光機及びレジストの分解能である０.２μｍよりも小さく、後処理としてのミリング等のエッチング処理を一切行わずに達成されたものである。

以上述べた実施形態は全て、本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は、他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

本発明の製造方法によって製造された薄膜磁気ヘッドの一形態を示す斜視図である。 図１の薄膜磁気ヘッドが垂直磁気記録用及び長手磁気記録用の電磁コイル素子を備えている場合の、ヘッド要部の構成を示す、図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２（Ａ）の電磁コイル素子のヘッド端面における端の構成を示した概略図、及び図２（Ｂ）の電磁コイル素子のヘッド端面における端の構成を示した概略図である。 本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。 ＭＲ効果素子及び電磁コイル素子の形成工程の一実施形態を説明する、図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２（Ａ）の垂直磁気記録用の電磁コイル素子における主磁極層の形成工程を説明するための、ヘッド端面側から見た概略図である。 図２（Ｂ）の長手磁気記録用の電磁コイル素子における上下部磁極層の形成工程を説明するための、ヘッド端面側から見た概略図である。 本発明の製造方法によって製造された薄膜磁気ヘッドにおいて、ＡＢＳ側のヘッド端面における主磁極層付近の構成を観察した結果を示す概略図である。

符号の説明

１０ 薄膜磁気ヘッド
１００ ＡＢＳ
１０１ ヘッド端面
１０２ 素子形成面
１１ スライダ基板
１２ 被覆層
２０、２１、２２、２５、２６、２７ 絶縁層
２３、２４ サイドシールド層
２７ａ 書き込みギャップ部
２８ 第１の絶縁層
２９ 第２の絶縁層
３２ 磁気ヘッド素子
３３ ＭＲ効果素子
３３０ 下部シールド層
３３２ ＭＲ積層体
３３４ 上部シールド層
３４、３４′ 電磁コイル素子
３４０ 主磁極層
３４０′ 下部磁極層
３４００ 主磁極主要層
３４０１ 主磁極補助層
３４１ ギャップ層
３４１′ ギャップ層
３４３、３４３′ コイル層
３４４、３４４′ コイル絶縁層
３４５ 補助磁極層
３４５′ 上部磁性層
３４５０ トレーリングシールド部
３４５０′ 上部磁極層
３４５１′ 上部ヨーク層
３４５２′ バックコンタクト磁極層
３５、３６ 信号端子電極
３７ 素子間シールド層
３８ バッキングコイル部
３８０ バッキングコイル層
３８１ バッキングコイル絶縁層
４０ 下地絶縁層
４１、４２、４４、４６、５０ 平坦化層
４３ 非磁性層
４５ バックギャップ部
４７ 絶縁層
４８０ 上部磁極層−ヨーク接合部
４８１ バックコンタクト磁極層−ヨーク接合部
４８２ コイル引き出し部
４９ コイルリード層
６０、７０、８０ 第１のフレーム層
６００、６１０、７００、７１０ 端面
６１、７１、８１ 第２のフレーム層
６２、７２ トレンチ形成膜
６３、７３ トレンチ
６３０、７３０ 底面
６３１ 壁面
６４ 主磁極膜
７４ 上部磁極膜

Claims (12)

1. 基板の素子形成面に下地層を形成し、該下地層上に、幅Ｗ_１の空間を挟んで互いに対向する端面を有する第１のフレーム層を形成し、該第１のフレーム層上に、該幅Ｗ_１と同じ方向であって該幅Ｗ_１よりも大きな幅Ｗ_２の空間を挟んで互いに対向する端面を有する第２のフレーム層を、該幅Ｗ_２の空間が該幅Ｗ_１の空間の直上に位置するように形成し、次いで、該幅Ｗ_１の空間及び該幅Ｗ_２の空間の少なくとも一部を埋めるように、該幅Ｗ_１と同じ方向であって該幅Ｗ_１よりも小さな最小幅Ｗ_３を有するトレンチを備えたトレンチ形成膜を成膜し、その後、該トレンチの少なくとも一部を埋めるようにパターン膜を成膜することを特徴とする、微小な幅を有するパターン膜の形成方法。
2. 請求項１に記載された形成方法において、前記幅Ｗ_１、前記幅Ｗ_２及び前記幅Ｗ_３をトラック幅方向の幅とし、前記第１のフレーム層、前記第２のフレーム層及び前記トレンチ形成膜を非磁性材料によって形成し、次いで、前記パターン膜を軟磁性材料によって形成し、その後さらに、化学的機械的研磨法を用いて該パターン膜を研磨して、主磁極層を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
3. 前記第１のフレーム層、前記第２のフレーム層及び前記トレンチ形成膜を、それぞれ、スパッタリング法を用いてＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２を成膜することによって形成することを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. 請求項１に記載された形成方法において、前記幅Ｗ_１、前記幅Ｗ_２及び前記幅Ｗ_３をトラック幅方向の幅とし、前記第１のフレーム層及び前記第２のフレーム層を軟磁性材料によって形成し、前記トレンチ形成膜を非磁性材料によって形成し、次いで、前記パターン膜を軟磁性材料によって形成し、その後さらに、化学的機械的研磨法を用いて該パターン膜を研磨して、主磁極層を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
5. 前記第１のフレーム層及び前記第２のフレーム層を、フレームめっき法を用いて軟磁性材料をめっきすることによって形成し、前記トレンチ形成膜を、スパッタリング法を用いてＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２を成膜することによって形成することを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
6. 前記パターン膜を、外部からトラック幅方向の磁界を印加しながら、めっき法を用いて成膜することを特徴とする請求項４又は５に記載の製造方法。
7. 前記幅Ｗ_２及び前記幅Ｗ_１の比Ｗ_２／Ｗ_１が、１.１以上であって１.５以下であり、前記第２のフレーム層の膜厚ｔ_２及び前記第１のフレーム層の層厚ｔ_１の比ｔ_２／ｔ_１が、１.２以上であって２.３以下であることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の製造方法。
8. 請求項１に記載された形成方法において、前記幅Ｗ_１、前記幅Ｗ_２及び前記幅Ｗ_３をトラック幅方向の幅とし、前記下地層を軟磁性材料によって形成して下部磁極層とし、前記第１のフレーム層及び前記第２のフレーム層を、非磁性材料によって形成し、前記トレンチ形成膜を非磁性材料によって形成して、該下部磁極層上の該トレンチ形成膜の部分を書き込みギャップ部とし、次いで、前記パターン膜を軟磁性材料によって形成し、その後さらに、化学的機械的研磨法を用いて該パターン膜を研磨して、上部磁極層を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
9. 前記第１のフレーム層、前記第２のフレーム層及び前記トレンチ形成膜を、それぞれ、スパッタリング法を用いてＡｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２を成膜することによって形成することを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
10. 素子形成面を有する基板と、
    前記素子形成面に形成されており、トラック幅方向の幅Ｗ_１の空間を挟んで互いに対向する端面を有していて、非磁性材料からなる第１のフレーム層と、
    前記第１のフレーム層上に形成されており、トラック幅方向であって前記幅Ｗ_１よりも大きな幅Ｗ_２の空間を挟んで互いに対向する端面を有していて、該幅Ｗ_２の空間が該幅Ｗ_１の空間の直上に位置するように形成された、非磁性材料からなる第２のフレーム層と、
    前記幅Ｗ_１の空間及び前記幅Ｗ_２の空間の少なくとも一部を埋めるように、トラック幅方向であって該幅Ｗ_１よりも小さな最小幅Ｗ_３を有するトレンチを備えた、非磁性材料からなるトレンチ形成膜と、
    前記トレンチの少なくとも一部を埋めるように形成された、軟磁性材料からなる磁極層と
    を備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
11. 素子形成面を有する基板と、
    前記素子形成面に形成されており、トラック幅方向の幅Ｗ_１の空間を挟んで互いに対向する端面を有していて、軟磁性材料からなる第１のフレーム層と、
    前記第１のフレーム層上に形成されており、トラック幅方向であって前記幅Ｗ_１よりも大きな幅Ｗ_２の空間を挟んで互いに対向する端面を有していて、該幅Ｗ_２の空間が該幅Ｗ_１の空間の直上に位置するように形成された、軟磁性材料からなる第２のフレーム層と、
    前記幅Ｗ_１の空間及び前記幅Ｗ_２の空間の少なくとも一部を埋めるように、トラック幅方向であって該幅Ｗ_１よりも小さな最小幅Ｗ_３を有するトレンチを備えた、非磁性材料からなるトレンチ形成膜と、
    前記トレンチの少なくとも一部を埋めるように形成された、軟磁性材料からなる磁極層と
    を備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
12. 前記磁極層が、外部からトラック幅方向の磁界を印加しながら、めっき法を用いて成膜された磁性膜から形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜磁気ヘッド。

Images