JP2007328881A - 磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録用のコイルの小径化を図り磁気ヘッドの小型化を図るとともに、磁気損失を抑え、すぐれた特性を備えた磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】下部層１６上にコイル１４を形成するためのめっきシード層２０を形成し、該めっきシード層をめっき給電層とする電解めっきにより、該めっきシード層上に前記コイル１４を形成する工程と、前記めっきシード層２０を表面に残した状態で、下部磁極およびバックギャップ部を形成するレジスト２４をパターン形成する工程と、該レジスト２４をマスクとして前記めっきシード層２０の露出部分を除去し、前記下部層１６における前記下部磁極およびバックギャップ部が形成される領域を露出させる工程と、該めっきシード層２０をめっき給電層とする電解めっきにより前記下部層１６に前記下部磁極とバックギャップ部とを形成する工程とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は磁気ヘッドおよびその製造方法に関し、より詳細にはライトヘッドの構成を特徴とする磁気ヘッドおよびその好適な製造方法に関する。

図４は、磁気ディスク装置に用いられる磁気ヘッドのリードヘッド８とライトヘッド１０の構成を示す。リードヘッド８は下部シールド層６と上部シールド層７とによりＭＲ素子５を挟む配置に設けられ、ライトヘッド１０は下部磁極１２と上部磁極１３とでライトギャップ１１を挟む配置に設けられる。
ライトヘッド１０には記録用のコイル１４が、下部磁極層１６と上部磁極１３とを連結するバックギャップ部１５を中心として巻回するように設けられる。下部磁極１２、下部磁極層１６、バックギャップ部１５および上部磁極１３がライトギャップ１１間に磁界を発生させる磁路を形成する。この磁気ヘッドは、コイル１４が２段に重ねて配置された製品の構成例である。

図３は、磁気ヘッドのライトヘッドを構成する記録用のコイル１４と磁極部分を形成する従来の製造工程を示す。
図３（ａ）は、下部磁極層１６の上に絶縁層１８により電気的に絶縁してコイル１４を所定のパターンに形成した状態を示す。絶縁層１８には、アルミナあるいはSiO2が用いられる。絶縁層１８が被着形成された基板（ワーク）の表面にめっきシード層（銅）２０を形成し、めっきシード層２０の表面にコイル１４を形成する部位を凹溝に形成したレジストパターンを形成し、めっきシード層２０をめっき給電層とする電解銅めっきを施してコイル１４を形成する。図３（ａ）は、銅めっきを施した後、レジストを除去した状態である。

めっきシード層２０は基板の表面全面に設けられているから、コイル１４の電気的短絡を防止するため、次に、基板にイオンミリングを施し、基板の表面に露出するめっきシード層２０を除去する。図３（ｂ）が、イオンミリングによって、めっきシード層２０を除去した状態であり、コイル１４の下面を除いて、基板の表面からめっきシード層２０が除去されている。めっきシード層２０をイオンミリングによって除去する際に、めっきシード層２０が飛散し、コイル１４の側面にめっきシード層２０による付着物２０ａが付着する。

図３（ｃ）は、次に、ライトヘッドの下部磁極１２とバックギャップ部１５とをめっきによって形成するためのめっきシード層２２を形成した状態を示す。下部磁極１２とバックギャップ部１５とはNiFe系の磁性材によって形成するから、めっきシード層２２もNiFe系の材料によって形成する。めっきシード層２２はスパッタリングあるいは蒸着によって形成する。
次に、下部磁極１２とバックギャップ部１５とを所定のパターンに形成するため、基板の表面にレジスト２４をコーティングし、レジスト２４をパターニングする。コイル１４をレジスト２４によって被覆し、下部磁極１２とバックギャップ部１５を形成する部位が底面にめっきシード層２２が露出する凹部となるようにする（図３（ｄ））。

図３（ｅ）は、めっきシード層２２をめっき給電層としてNiFe系の電解めっきを施し、下部磁極１２とバックギャップ部１５を形成した状態を示す。図４に示すようにコイル１４を２段に重ねて形成する場合は、下部磁極１２とバックギャップ部１５はコイル１４を形成する段ごとに積み重ねて形成する。図３（ｅ）は、下部磁極１２とバックギャップ部１５の１段目を形成した状態である。
下部磁極１２とバックギャップ部１５を形成した後、基板にイオンミリングを施し、コイル１４と下部磁極１２、バックギャップ部１５を独立したパターンとする（図３（ｆ））。図では、基板にイオンミリングを施して基板表面からめっきシード層２２を除去する際に、めっきシード層２２を構成する磁性材がコイル１４や下部磁極１２、バックギャップ部１５の側面に被着する様子を示す。
特開２００２−２０３３０３号公報 特開平１１−１７５９１５号公報

上述したように磁気ヘッドのライトヘッドを構成する記録用のコイルや磁極をめっきによって形成する場合には、めっき給電層を形成するために基板の表面にめっきシード層を形成する。したがって、導体層や磁性層を形成した後は、電気的な短絡を防止するためにめっきシード層の不要部分を除去しなければならない。
めっきシード層の不要部分を除去する方法としてイオンミリングを利用した場合には、めっきシード層を形成する材料がコイルの側面や電極の側面等に付着することから、磁気ヘッドの特性に悪影響を与えることが問題となる。

上述した従来の磁気ヘッドの製造方法では、図３（ｆ）に示すように、コイル１４の側面には銅からなるめっきシード層２０による付着物２０ａと、磁性材からなるめっきシード層２２による付着物２２ａが重なって付着する。
このようにコイル１４や下部磁極１２に不要な付着物２０ａ、２２ａが生じると、コイル１４や磁極１２等の間隔を狭くすることが制約されるから、コイル１４の小径化が制約され、ライトヘッドの小型化が阻害される。また、ライトヘッドの磁路長を短くすることができなくなるために、磁気損失を生じさせる原因になる。
また、コイル１４を小径にすることができれば、コイルのインダクタンスが減少し、素子の高周波特性を改善することが可能である。コイル１４の小径化が制約されると、素子の高周波特性を改善することが阻害されることになる。

また、下部磁極層１６と下部磁極１２との境界部分、下部磁極層１６とバックギャップ部１５との境界部分には、下部磁極１２とバックギャップ部１５とをめっきによって形成する際に用いた、磁性材からなるめっきシード層２２が配される。めっきシード層２２は磁極等を形成する磁性材と同様の磁性材から形成するのであるが、下部磁極１２あるいはバックギャップ部１５には異質の金属層が中間に介在することから、ライトヘッド１０の磁気損失が生じることになる。

本発明は、電解めっき法によってライトヘッドの記録用のコイルや磁極を形成する際に生じるこれらの課題を解決すべくなされたものであり、記録用のコイルを小径に形成して磁気ヘッドの小型化を図ることができるとともに、磁気損失を抑え、すぐれた特性を備えた磁気ヘッドおよびこの磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、記録用のコイルと下部磁極およびバックギャップ部とを電解めっきにより形成する磁気ヘッドの製造方法において、下部層上に前記コイルを形成するためのめっきシード層を形成し、該めっきシード層をめっき給電層とする電解めっきにより、該めっきシード層上に前記コイルを形成する工程と、前記めっきシード層を表面に残した状態で、前記下部磁極およびバックギャップ部を形成するレジストをパターン形成する工程と、該レジストをマスクとして前記めっきシード層の露出部分を除去し、前記下部層における前記下部磁極およびバックギャップ部が形成される領域を露出させる工程と、該めっきシード層をめっき給電層とする電解めっきにより前記下部層に前記下部磁極とバックギャップ部とを形成する工程とを備えることを特徴とする。

また、前記レジストをパターン形成する工程においては、めっきシード層の、前記下部層に被着しかつめっき装置のめっき電極と電気的導通をとることができる領域にレジストを形成することにより、めっきシード層を介して下部層とめっき装置のめっき電極とを確実に電気的に導通させることができる。
また、前記下部層に前記下部磁極とバックギャップ部とを形成した後、前記レジストを除去し、イオンミリングにより前記めっきシード層の不要部分を除去することにより、記録用のコイルを容易に独立パターンとして形成することができる。
また、前記下部層がライトヘッドの下部磁極層であり、該下部磁極層の上に前記コイルと前記下部磁極およびバックギャップ部とを形成することを特徴とする。

また、ライトヘッドとして、電解めっきにより形成された下部磁極層と、下部磁極層の上層に形成される下部磁極およびバックギャップとを備える磁気ヘッドにおいて、前記下部磁極層と前記下部磁極との間、前記下部磁極層と前記バックギャップ部との間にめっきシード層を介在させることなく、前記下部磁極層と前記下部磁極、前記下部磁極層と前記バックギャップ部とが、各々、一体に形成されていることを特徴とする。
また、ライトヘッドとして、電解めっきにより、厚さ方向に複数段に連結して形成された下部磁極およびバックギャップ部とを備える磁気ヘッドにおいて、前記下部磁極およびバックギャップ部の段間の連結部にめっきシード層を介在させることなく、前記下部磁極およびバックギャップ部が一体に形成されていることを特徴とする。

本発明に係る磁気ヘッドの製造方法によれば、記録用のコイルを電解めっきによって形成する際に使用するめっきシード層を、下部磁極およびバックギャップ部を電解めっきによって形成する際にも使用することにより、磁気ヘッドの製造工程を簡素化することができる。また、下部磁極およびバックギャップ部と下部層とがめっきシード層を層間に介在させることなく一体に形成されることから、磁気損失を抑えることができ磁気ヘッドの特性を改善することができる。また、記録用のコイルを小径に形成できることから、磁気ヘッドの小型化を図ることができ、また磁気ヘッドの高周波特性を改善することができる。また、本発明に係る磁気ヘッドによれば、ライトヘッドの磁路を形成する磁性体が一体的に形成されることから磁気損失を抑えることができ、磁気ヘッドの特性を改善することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳細に説明する。
図１は本発明に係る磁気ヘッドの製造方法による磁気ヘッドの製造工程を示す。本発明に係る磁気ヘッドの製造方法は、磁気ヘッドのライトヘッドにおける記録用のコイル、下部磁極およびバックギャップ部を形成する工程を特徴とする。以下では、本発明において特徴とするこれらの工程について説明する。

図１（ａ）は、基板にライトヘッドの下部磁極層１６を形成した後、コイル１４と下部磁極層１６とを電気的に絶縁する絶縁層１８を形成した状態である。絶縁層１８はアルミナあるいはSiO2をスパッタリングして形成する。
図１（ｂ）は、コイル１４を電解めっきによって形成するため、絶縁層１８が形成された基板（ワーク）の表面に銅をスパッタリングしてめっきシード層２０を基板表面の全面に被着形成した状態を示す。

図１（ｃ）は、めっきシード層２０が形成された基板の表面にレジスト２１を被着形成し、レジスト２１を露光および現像して、コイル１４の平面パターンにしたがってレジスト２１をパターニングした状態である。基板表面でレジスト２１によって被覆されている領域のうち、コイル１４を形成する部位が、底面にめっきシード層２０が露出する凹溝２１ａに形成される。
図１（ｄ）は、次に、めっきシード層２０をめっき給電層として電解銅めっきを施し、凹溝２１ａに銅めっきを盛り上げてコイル１４を形成した状態を示す。図は、レジスト２１を除去した状態を示す。

従来の製造工程では、コイル１４を形成した後、めっきシード層２０によってコイル１４が電気的に短絡されることを防止するために、イオンミリングにより、基板の表面に露出するめっきシード層２０の部位を除去する工程を行っている。本製造工程では、めっきシード層２０を基板表面にそのまま残した状態で、次に、下部磁極層１６の上層に形成する下部磁極１２とバックギャップ部１５を形成するためのレジストパターンを形成することが特徴である。

すなわち、コイル１４を形成した後、コイル１４を被覆するように基板表面をレジスト２４により被覆し、下部磁極１２およびバックギャップ部１５の平面パターンにしたがってレジスト２４をパターニングする（図１（ｅ））。これによって、下部磁極１２を形成する部位とバックギャップ部１５を形成する部位が、底面にめっきシード層２０が露出する凹溝２４ａに形成される。

レジスト２４をパターニングして形成した後、基板にイオンミリングを施し、凹溝２４ａ内で露出するめっきシード層２０を除去する。凹溝２４ａの底面のめっきシード層２０を除去したことにより、凹溝２４ａ内では下層の下部磁極層１６の表面が露出する（図１（ｆ））。

図２（ａ）は、レジスト２４が形成された状態でめっきシード層２０をめっき給電層として、凹溝２４ａ内に磁性層をめっき盛り上げし、下部磁極１２とバックギャップ部１５とを形成した状態である。下部磁極１２とバックギャップ部１５は、下部磁極層１６と同様に、NiFe系の磁性層として形成する。
下部磁極層１６は導電体であり、下部磁極層１６の表面が絶縁層１８によってすべて被覆されているわけではないから、下部磁極層１６とめっきシード層２０とは直接接触して電気的に接続される部位が存在する。また、下部磁極１２とバックギャップ部１５とを形成するために、イオンミリングによってめっきシード層２０を部分的に除去してもめっきシード層２０と下部磁極層１６とが直接接続される部位が存在する。図１（ｆ）では、Ａ部分が下部磁極層１６と電気的に導通しているめっきシード層２０の部位である。

したがって、電解めっきにより下部磁極１２とバックギャップ部１５とを形成する際に、めっきシード層２０を下部磁極層１６と電気的な導通をとる部分とすることにより、下部磁極層１６をめっき電極と電気的に導通させることができ、電解めっきにより、下部磁極層１６の上に下部磁極１２とバックギャップ部１５とを盛り上げて形成することができる。本工程によれば、下部磁極層１６の上にめっきシード層を介在させることなく、下部磁極層１６と一体的に下部磁極１２とバックギャップ部１５とが形成される。

実際の製造に用いられるウエハ基板では、多数個の磁気ヘッドが格子状に整列した配置で作り込まれる。一つの磁気ヘッドとして形成される単位領域では、下部磁極層１６やコイル１４、下部磁極１２等が所定のパターンに形成される。したがって、電解めっきによって下部磁極層１６や下部磁極１２を形成する際には、単位領域ごとに、めっき装置のめっき電極と電気的に導通させる必要がある。

本実施形態においては、コイル１４を形成するために基板上に形成しためっきシード層２０を、下部磁極１２とバックギャップ部１５とをめっき形成する工程まで残し、めっきシード層２０を、めっき装置のめっき電極と各々の磁気ヘッドを形成する単位領域とを電気的に接続する、いわばめっきバスラインとして使用したものである。いいかえれば、めっきシード層２０を各々の磁気ヘッド形成用の単位領域に形成される下部磁極層１６と電気的に導通されるようにめっきシード層２０を残す、あるいはレジスト２４をパターニングするといってもよい。

図２（ｂ）は、次いで、基板の表面からレジスト２４を除去した状態を示す。レジスト２４を除去したことにより、基板の表面にめっきシード層２０が露出する。
コイル１４を形成した領域ではめっきシード層２０によってコイル１４の巻き線が電気的に導通しているから、基板にイオンミリングを施して基板の表面に露出するめっきシード層２０を除去する。図２（ｃ）が基板の表面に露出するめっきシード層２０を除去した状態で、コイル１４の巻き線が独立したパターンになった状態である。

こうして、下部磁極層１６の上に絶縁層１８により電気的に絶縁してコイル１４が形成され、下部磁極層１６と一体的に連結して下部磁極１２とバックギャップ部１５が形成される。
コイル１４を複数段に形成する場合には、基板の表面にアルミナ等の絶縁材をスパッタリングし、コイル１４の巻き線間等に絶縁材を充填し、基板の表面を平坦化するとともに１段目の下部磁極１２とバックギャップ部１５の表面を露出させた後、次段のコイルと、下部磁極およびバックギャップ部の２段目部分を形成すればよい。

この２段目のコイルと、下部磁極、バックギャップ部の２段目を形成する場合も、上述した１段目のコイル、下部磁極およびバックギャップ部を形成する方法とまったく同様に行うことができる。すなわち、基板の表面にコイルを形成するためのめっきシード層を形成して、コイルをパターン形成した後、めっきシード層を除去せずに、２段目の下部磁極とバックギャップ部とを形成するレジストパターンを形成し、イオンミリングによりめっきシード層の露出部分を除去して下部磁極（下部層）およびバックギャップ部（下部層）の表面を露出させる。２段面の下部磁極とバックギャップ部を形成する場合も、１段目の下部磁極１２と電気的に導通するようにめっきシード層を残すようにすればよい。
次いで、めっきシード層をめっき給電層として１段目の下部磁極とバックギャップ部の上に２段目の下部磁極とバックギャップ部を形成する。レジストパターンを除去した後、めっきシード層の露出部分を除去することによって独立したパターンの２段目のコイルが形成される。

本実施形態の磁気ヘッドの製造方法によれば、下部磁極層１６と下部磁極１２およびバックギャップ部１５との連結部分（図４のＢ、Ｃ部分）についてみると、めっきシード層などの異質の金属層を介さずに、下部磁極層１６と下部磁極１２およびバックギャップ部１５が直接的に連結される構成となることから、ライトヘッドの磁路についてみると、従来にくらべて磁気損失がなくなり、ライトヘッドの特性を向上させることができる。
また、図４で下部磁極１２の１段目と２段目の連結部分（Ｄ部）、バックギャップ部１５の１段目と２段目の連結部分（Ｅ部）についても、一体的に連結され、ライトヘッド１０の磁気損失を抑えることができる。

また、コイル１４についてみると、本製造工程においても、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、めっきシード層２０をイオンミリングしてコイル１４の巻き線間のめっきシード層２０を除去する際に、コイル１４の側面にめっきシード層２０が飛散して付着する。しかしながら、従来の製造工程では、コイル１４を形成するためのめっきシード層２０による付着物２０ａと、下部磁極１２、バックギャップ部１４を形成するためのめっきシード層２２による付着物２２ａとが重なって付着するのに対して、本実施形態では、めっきシード層２０による付着物が影響するのみであり、従来方法にくらべてコイル１４が幅広となることがない。また、めっきシード層２０はコイル１４と同材の銅からなる点で、コイル１４の電気的特性について悪影響を及ぼすことがない。

このようにコイル１４に対する付着物の量を減少させることができることから、コイル１４の巻き線の配置間隔を狭くしてコイル１４の小径化を図ることができ、これによって磁気ヘッドの小型化を図ることができる。また、コイル１４を小型化することによりコイル１４のインダクタンスが小さくなり、磁気ヘッドの高周波特性（書き込み速度）を改善することが可能になる。

また、本実施形態の磁気ヘッドの製造方法では、下部磁極１２とバックギャップ部１５とを電解めっきによって形成するためのめっきシード層を設けないこと、したがってこのめっきシード層を除去する工程を不要としたことで、電解めっきによってコイル１４および下部磁極１２、バックギャップ部１５を形成するライトヘッド１０の製造工程を簡素化できるという利点もある。

なお、本発明に係る磁気ヘッドの製造方法は、いわゆる水平磁気ヘッドの製造工程に限られるものではなく、垂直磁気ヘッドの製造にも適用可能であり、磁気ヘッドの形態も上述した構成例に限られるものではない。

本発明に係る磁気ヘッドの製造工程を示す説明図である。 本発明に係る磁気ヘッドの製造工程を示す説明図である。 磁気ヘッドの従来の製造工程を示す説明図である。 磁気ヘッドの構成を示す断面図である。

符号の説明

８ リードヘッド
１０ ライトヘッド
１２ 下部磁極
１３ 上部磁極
１４ コイル
１５ バックギャップ部
１６ 下部磁極層
１８ 絶縁層
２０ めっきシード層
２０ａ、２２ａ 付着物
２１ レジスト
２２ めっきシード層
２４ レジスト

Claims (6)

1. 記録用のコイルと下部磁極およびバックギャップ部とを電解めっきにより形成する磁気ヘッドの製造方法において、
   下部層上に前記コイルを形成するためのめっきシード層を形成し、該めっきシード層をめっき給電層とする電解めっきにより、該めっきシード層上に前記コイルを形成する工程と、
   前記めっきシード層を表面に残した状態で、前記下部磁極およびバックギャップ部を形成するレジストをパターン形成する工程と、
   該レジストをマスクとして前記めっきシード層の露出部分を除去し、前記下部層における前記下部磁極およびバックギャップ部が形成される領域を露出させる工程と、
   該めっきシード層をめっき給電層とする電解めっきにより前記下部層に前記下部磁極とバックギャップ部とを形成する工程とを備えることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
2. 前記レジストをパターン形成する工程においては、
   めっきシード層の、前記下部層に被着しかつめっき装置のめっき電極と電気的導通をとることができる領域にレジストを形成することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
3. 前記下部層に前記下部磁極とバックギャップ部とを形成した後、
   前記レジストを除去し、イオンミリングにより前記めっきシード層の不要部分を除去する工程を備えることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記下部層がライトヘッドの下部磁極層であり、該下部磁極層の上に前記コイルと前記下部磁極およびバックギャップ部とを形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の磁気ヘッドの製造方法。
5. ライトヘッドとして、電解めっきにより形成された下部磁極層と、下部磁極層の上層に形成される下部磁極およびバックギャップとを備える磁気ヘッドにおいて、
   前記下部磁極層と前記下部磁極との間、前記下部磁極層と前記バックギャップ部との間にめっきシード層を介在させることなく、前記下部磁極層と前記下部磁極、前記下部磁極層と前記バックギャップ部とが、各々、一体に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
6. ライトヘッドとして、電解めっきにより、厚さ方向に複数段に連結して形成された下部磁極およびバックギャップ部とを備える磁気ヘッドにおいて、
   前記下部磁極およびバックギャップ部の段間の連結部にめっきシード層を介在させることなく、前記下部磁極およびバックギャップ部が一体に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。