JP3576067B2

JP3576067B2 - 磁気記録ヘッドの製造方法

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Publication number: JP3576067B2
Application number: JP2000095695A
Authority: JP
Inventors: 本進橋; 通子原; 田友彦永; 山公一館; 川将寿吉; 武男坂久保; 田博明與
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JP2001283410A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録再生装置等に用いられる磁気記録ヘッドの製造方法に関し、より詳細には、隣接トラックへの書き込みを抑制しつつ高密度化が可能な微細な磁気記録ヘッドの先端部を完全に自己整合的に形成することができる磁気記録ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録媒体に記録される情報の高密度化が進み、ＨＤＤ（ｈａｒｄｄｉｓｃｄｒｉｖｅ）では５〜７Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２という高記録密度のシステムが実用化されており、さらなる高密度化が要求されている。そのための方策の一つとしては、磁気記録ヘッドにおいて記録トラック幅が１μｍ以下となるような「狭トラック」を形成することが大きなポイントとなる。
【０００３】
記録再生一体型薄膜磁気ヘッドにおいても狭トラック化を達成するために様々な構造の提案がなされている。
【０００４】
例えば、特開平１０−２１４４０７号公報には図２４に示すような構造の記録再生一体型薄膜磁気ヘッドが記載されている。
【０００５】
図２４は、記録再生一体型薄膜磁気ヘッドの構成を媒体対向面（ｍｅｄｉｕｍｆａｃｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ）から見た断面図である。基板（図示せず）上に、軟磁性（ｓｏｆｔｍａｇｎｅｔｉｃ）材料からなる下側磁気シールド１が形成され、下側磁気シールド１上には非磁性絶縁材料からなる下側再生磁気ギャップ２を介して磁気抵抗効果膜（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｅｆｆｅｃｔｆｉｌｍ：ＭＲ膜）３が形成されている。ＭＲ膜３の両端には、一対のリード４が接続形成されている。これらによって、ＭＲ素子部５が構成されている。ＭＲ素子部５上には、非磁性（ｎｏｎ−ｍａｇｎｅｔｉｃ）絶縁性材料からなる上側再生ギャップ６が形成されている。さらにその上には下側磁気シールド層１と同様な材料からなる上側磁気シールド層７が形成されている。これらによって再生ヘッドとして機能するシールド型ＭＲヘッド８が構成されている。
【０００６】
シールド型ＭＲヘッド８からなる再生ヘッドの上には、誘導（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ）型薄膜磁気ヘッド９からなる記録ヘッドが形成されている。これらによって録再一体型磁気ヘッド１０が構成されている。
【０００７】
誘導型薄膜磁気ヘッド９の下部磁極は、シールド型ＭＲヘッド８の上側磁気シールド層７を構成する軟磁性層からなる。すなわち、上側磁気シールド層７は、記録ヘッドの下部磁極を兼ねている。上側磁気シールド層を兼ねる下部磁極（以下、下部磁極とする）７上には、非磁性材料からなる記録磁気ギャップ１２が形成されている。下部磁極７は、磁極（ｍａｇｎｅｔｉｃｐｏｌｅ）先端部（ギャップ対向部）１１としての凸部を有している。この凸部状の下部先端部１１は、記録磁気ギャップ１２と接する上面の幅が記録トラック幅Ｔｗに相当する幅とされている。記録磁気ギャップ１２は、凸状の下部磁極先端部１１を有する下部磁極７の形状に沿って形成されている。記録磁気ギャップ１２を含む凸状の下部磁極先端部（凸部）１１をトラック幅方向から挟むように、非磁性材料層１３が形成されている。非磁性材料層１３は、凸部１１に対して位置整合された凹部１４を有している。凹部１４内には、上部磁極１５の上部磁極先端部１６を構成する磁性材料が埋め込み形成されている。上部磁極先端部１６は、記録磁気ギャップ１２に向けて凸状とされている。凹部１４内に埋め込み形成された磁極先端部１６を含む上部磁極１５の後方側（図２４の紙面に向かって奥の方向）には、非磁性材料１３上に絶縁層内に埋め込まれたコイル（図示せず）が形成されている。上述した各構成要素によって録再一体型磁気ヘッド１０が構成されている。
【０００８】
このような構成の磁気ヘッドにおいては、記録磁気ギャップ１２を介して対向している、下部磁極の先端部１１と上部磁極の先端部１６の幅が同一となる。このため、上部磁極の幅と下部磁極の幅とが異なる磁気ヘッドにおいて狭トラック化を達成する場合に問題となる、記録トラックのサイドからの漏洩磁界による記録ビット線のエッジでの曲がりや再生ライティングの問題が生じない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２４に表したように磁気ヘッドにおいては、下部磁極先端部１１に対して上部磁極先端部１６を正確に対向配置して形成する必要がある。両者の位置がずれると、漏洩磁界による隣接トラックへのサイドライティングなどの問題が生ずる。
【００１０】
しかしながら、従来は、下部磁極先端部１１に対して上部磁極先端部１６を正確にアライメントして形成する方法が存在せず、フォトリソグラフィ工程におけるマスク合わせ精度に応じた「ずれ」が生ずるという問題があった。
【００１１】
さらに、従来技術に関しては、以下に列挙する問題もあった。
【００１２】
すなわち、図２４に例示したような記録再生一体型磁気ヘッドにおいては、下部磁極７の上部をあらかじめ凸部形状に加工しこの凸部上に凹部を形成した非磁性材料層１３を形成し、その凹部に磁性材料を埋め込みこれを上部磁極１５としている。
【００１３】
ここで、上部磁極１５を凹部内に埋め込み形成する方法としては、メッキや、コリメーションスパッタ等の方法が考えられるが、プロセスコストが安く、実績がある方法としては、メッキ法が飛び抜けている。しかしながら、メッキ法によって上部磁極１５を隙間無く埋め込み形成するためには、凹部内にメッキ電極膜として使用する導電性の層を予め設けることが必要となる。
【００１４】
このために、記録磁気ギャップ１２を導電性材料により形成し、１つの凹部に下部磁極先端部１１、記録磁気ギャップ１２及び上部磁極先端部１６をメッキ法で埋め込み形成する方法も考えられる。しかしながら、記録磁気ギャップ１２として導電性膜を用いると過電流損失が生じ、磁気ヘッドの磁気特性が低下するという問題が生ずる。
【００１５】
また、一方、図２４のように上部磁極先端部１６の幅が上部磁極１５の上部（補助磁極部１５Ｂ）の幅より狭くなっている場合、狭トラック化した時に発生させることができる磁界強度を強めることができるが、補助磁極部１５Ｂの磁気ギャップ面側の角部Ｅから漏洩する磁界強度が大きくなりやすく、記録媒体への信号書き込み時に隣接トラックヘの書き込み、あるいは隣接トラック上の情報を消去するといった問題点があった。
【００１６】
一方、図２４に示す上部磁極１５を形成する際、先に主に上部磁極先端部１６となる層を形成し、その後主に補助磁極部１５Ｂとなる残部層の形成を行うことが、ＵＳＰ５２８３９４２等に記載されている。先に形成した層と残部層とが接続された界面（例えば、図２４に波線Ａとして例示したような位置に形成される）は、上部磁極先端部１６の内部か、または、上部磁極先端部１６と補助磁極部１５Ｂの境界にあたる部分にくることとなる。
【００１７】
しかしながら、先に形成した層と残部層との接続界面には、先に形成した層の表面において酸化などにより形成される劣化層や、残部層を形成するために必要とされる下地層となどの非磁性物質の層がわずかな厚みながら存在することが多い。したがって、磁束がより多く集中する位置である上部磁極先端部１６と補助磁極部１５Ｂとの境界面に、先に形成した層と残部層とを接続した界面が存在すると、この部分が擬似的な磁気ギャップとなり、磁束のもれによって記録特性の劣化を引き起こすといった問題が生ずる。
【００１８】
本発明は、かかる課題の認識のもとになされたものである。すなわち、本発明の第１の目的は、下部磁極と上部磁極とを自己整合的に形成しつつ、狭トラック化に対応して上部磁極先端部の幅を狭くした場合、上部磁極の上部（補助磁極部）の磁気ギャップ面側の角部分から漏洩する磁界強度を低減し、記録媒体への信号書き込み時に隣接トラックヘの書き込み、あるいは隣接トラック上の情報を消去するといった問題点を解決することのできる磁気記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の第２の目的は、磁極の形成を２度以上に分けて実施した場合、各層の接続境界にできる擬似的な磁気キャップからの漏れ磁界を低減することができ、記録特性に優れた磁気記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、凸部を有する下部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と対向する凸部を有する上部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と前記上部磁極の前記凸部との間に設けられた磁気ギャップと、を有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、前記下部磁極の前記凸部の上に前記磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成工程と、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する非磁性材料層を前記下部磁極の上に形成する非磁性材料層形成工程と、開口を有するマスク層であって、前記開口において前記非磁性材料層の前記凸部の上面が露出した、マスク層を前記非磁性材料層の上に形成するマスク層形成工程と、前記マスク層の前記開口を介して前記非磁性材料層を等方的にエッチングすることにより前記非磁性材料層に湾曲状の凹部を形成する湾曲凹部形成工程と、前記マスク層の前記開口を介して前記非磁性材料層を異方的にエッチングすることにより前記湾曲状の前記凹部のボトムに略テーパ状の凹部を形成するテーパ凹部形成工程と、前記略テーパ状の凹部と前記湾曲状の凹部に磁性材料を充填することにより前記上部磁極を形成する上部磁極形成工程と、を備えたことを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法が提供される。
【００２１】
ここで、前記マスク層形成工程は、前記マスク層を構成する材料を前記非磁性材料層の上に厚く堆積した後にその表面を平坦化する工程を含むものとすることができる。
【００２２】
また、本発明の第２の磁気記録ヘッドの製造方法として、前記非磁性材料層形成工程は、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する第１の非磁性材料層を前記下部磁極の上に形成する工程と、前記第１の非磁性材料層の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する中間層を前記第１の非磁性材料層の上に形成する工程と、前記中間層の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する第２の非磁性材料層を前記中間層の上に形成する工程と、を含み、前記湾曲凹部形成工程は、前記マスク層の前記開口を介して前記第２の非磁性材料層を前記中間層に達するまで等方的にエッチングすることにより湾曲状の凹部を形成する工程を含み、前記テーパ凹部形成工程は、前記マスク層の前記開口を介して前記中間層と前記第１の非磁性材料層とを異方的にエッチングすることにより前記湾曲状の前記凹部のボトムに略テーパ状の凹部を形成する工程を含むものとすることもできる。
【００２３】
この場合に、前記中間層は、前記湾曲凹部形成工程における前記エッチングに対するエッチング速度が前記第２の非磁性材料層のエッチング速度よりも低く、前記湾曲凹部形成工程における前記エッチングの際にエッチングストッパとして作用するものとしても良い。
【００２４】
または、前記中間層は、前記第１の非磁性材料層及び前記第２の非磁性材料層と異なる組成を有する材料からなり、前記湾曲凹部形成工程における前記エッチングの際にエッチングの終点を検出するエッチングモニタとして作用するものとしても良い。
【００２５】
または、本発明の第３の磁気記録ヘッドの製造方法として、前記非磁性材料層形成工程は、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する第１の非磁性材料層を前記下部磁極の上に形成する工程と、前記第１の非磁性材料層の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する第２の非磁性材料層を前記第１の非磁性材料層の上に形成する工程と、を含み、前記湾曲凹部形成工程は、前記マスク層の前記開口を介して前記第２の非磁性材料層を等方的にエッチングすることにより前記湾曲状の凹部を形成する工程を含み、前記テーパ凹部形成工程は、前記マスク層の前記開口を介して前記第１の非磁性材料層を異方的にエッチングすることにより前記湾曲状の前記凹部のボトムに略テーパ状の凹部を形成する工程を含むものとしても良い。
【００２６】
ここで、前記湾曲凹部形成工程における前記エッチングに対する前記第２の非磁性材料層のエッチング速度は、前記第１の非磁性材料層のエッチング速度よりも大きいものとしても良い。
【００２７】
また、前記テーパ凹部形成工程における前記エッチングに対する前記第１の非磁性材料層のエッチング速度は、前記第２の非磁性材料層のエッチング速度よりも大きいものとしても良い。
【００２８】
一方、本発明の第４の磁気記録ヘッドの製造方法は、凸部を有する下部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と対向する凸部を有する上部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と前記上部磁極の前記凸部との間に設けられた磁気ギャップと、を有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、前記下部磁極の前記凸部の上に前記磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成工程と、前記下部磁極の上に第１の非磁性材料層が積層された積層体であって、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した凹部を表面に有する積層体を形成する第２の工程と、前記積層体の前記凹部を前記第１の非磁性材料層とは異なる充填材料で充填する第３の工程と、前記第１の非磁性材料層の上に、第２の非磁性材料層を形成する第４の工程と、前記第２の非磁性材料層の上に、前記下部磁極の前記凸部と位置整合した開口を有するマスク層を形成する第５の工程と、前記マスク層の前記開口を介して前記充填材料が露出するまで前記第２の非磁性材料層を等方的にエッチングすることにより湾曲状の凹部を形成する湾曲凹部形成工程と、前記積層体の前記凹部から充填材料を除去する第７の工程と、前記積層体の前記凹部と前記第２の非磁性材料層の前記湾曲状の凹部に磁性材料を充填することにより前記上部磁極を形成する上部磁極形成工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の第５の磁気記録ヘッドの製造方法は、凸部を有する下部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と対向する凸部を有する上部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と前記上部磁極の前記凸部との間に設けられた磁気ギャップと、を有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、前記下部磁極の前記凸部の上に前記磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成工程と、前記下部磁極の上に第１の非磁性材料層が積層された積層体であって、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した凹部を表面に有する積層体を形成する第２の工程と、前記積層体の前記凹部に根本が埋め込まれ前記第１の非磁性材料層から上方に延伸した軸部と、前記第１の非磁性材料層から離れて設けられたオーバーハング部とを有するアンブレラ状のマスクを形成する第３の工程と、非磁性材料を堆積することにより、前記マスクの前記オーバーハング部の下に形成された湾曲状の凹部を有する第２の非磁性材料層を前記第１の非磁性材料層の上に形成する第４の工程と、前記マスクを除去する第５の工程と、前記積層体の前記凹部と前記湾曲状の凹部に磁性材料を充填することにより前記上部磁極を形成する上部磁極形成工程と、を備えたことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の第６の磁気記録ヘッドの製造方法は、凸部を有する下部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と対向する凸部を有する上部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と前記上部磁極の前記凸部との間に設けられた磁気ギャップと、を有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、前記下部磁極の前記凸部の上に前記磁気ギャップを形成する第１の工程と、前記下部磁極の上に第１の非磁性材料層が積層された積層体であって、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した凹部を表面に有する積層体を形成する第２の工程と、前記積層体の上に充填材料を設ける第３の工程と、前記充填材料を自己収縮させることにより、前記積層体の前記凹部に埋め込まれた根本部と、根本部の上で周囲にオーバーハングした液滴部とを有する充填体を形成する第４の工程と、非磁性材料を堆積することにより、前記充填体の前記液滴部の下に形成された湾曲状の凹部を有する第２の非磁性材料層を前記第１の非磁性材料層の上に形成する第５の工程と、前記充填体を除去する第６の工程と、前記積層体の前記凹部と前記湾曲状の凹部に磁性材料を充填することにより前記上部磁極を形成する第７の工程と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】
以上列挙したいずれの製造方法においても、前記磁気ギャップ形成工程は、前記磁気ギャップの上に導電性のシード層を形成する工程を含み、前記上部磁極形成工程は、前記シード層を電極としたメッキ法により前記磁性材料を充填する工程を含むものとすることができる。
【００３２】
また、前記上部磁極層形成工程は、前記磁性材料を充填する前に前記上部磁極の形状を規定するためのフレームを前記湾曲状の凹部に設ける工程、または、前記磁性材料を充填した後にその周囲をエッチングしてトリミングする工程、のいずれかを含むものとすることもできる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３４】
まず、本発明に係る磁気記録ヘッドの構造について、図１ならびに図２を用いて説明する。
【００３５】
図１は、本発明の製造方法により得られる記録再生一体型磁気ヘッドの構成を媒体対向面から見た断面図である。
【００３６】
また、図２は、図１に示す記録再生一体型磁気ヘッドの媒体対向面に対して直角方向の縦断面図である。ここで、本願明細書でいう「記録再生一体型磁気ヘッド」とは、例えば磁気抵抗効果素子部を有する再生ヘッドと、誘導型磁気ヘッドからなる記録ヘッドとを上下に一体的に配置形成した磁気ヘッドである。
【００３７】
図１、図２において、１は図示を省略したＡｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣ基板などの上に形成された下側磁気シールド層である。下側磁気シールド層１は、例えばＮｉＦｅ合金やＦｅＡｌＳｉ合金などの結晶質軟磁性材料、ＣｏＺｒＮｂ合金などのアモルファス軟磁性材料からなる。
【００３８】
下側磁気シールド層１上には、ＡｌＯ_ｘ（例えばＡｌ_２Ｏ_３）などの非磁性絶縁材料からなる下側再生磁気ギャップ２を介して、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）３が形成されている。
【００３９】
ＭＲ膜３としては、例えば電流の方向と磁性層の磁化モーメントのなす角度に依存して電気抵抗が変化するＮｉ_８０Ｆｅ_２０等からなる異方性磁気抵抗効果（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｅｆｆｅｃｔ）膜、磁性膜と非磁性膜との積層構造を有し、各磁性層の磁化モーメントのなす角度に依存して電気抵抗が変化するいわゆるスピンバルブ効果を示すＣｏ_９０Ｆｅ_１０／Ｃｕ／Ｃｏ_９０Ｆｅ_１０積層膜などからなるスピンバルブ膜、あるいは巨大磁気抵抗効果（ｇｉａｎｔｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｎｔｃｅｅｆｆｅｃｔ）を示す人工格子膜（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌａｔｔｉｃｅｆｉｌｍ）を挙げることができる。
【００４０】
ＭＲ膜３の両端には、Ｃｕ，Ａｕ，Ｔａ／Ａｕ／Ｔａなどからなるリード４が形成されている。これらによってＭＲ素子部が構成されている。ＭＲ素子部には必要に応じてＭＲ膜３にバイアス磁界を印加する硬磁性（ｈａｒｄｍａｇｎｅｔｉｃ）バイアス膜や反強磁性バイアス膜などを設けても良い。
【００４１】
ＭＲ素子部の上には、ＡｌＯ_ｘ等の非磁性絶縁材料からなる上側再生磁気ギャップ６が形成されている。さらにその上には下側磁気シールド層１と同様な軟磁性材料からなる上側磁気シールド層７が形成されている。これらによって再生ヘッドとして機能するシールド型ＭＲヘッド８が構成されている。
【００４２】
シールド型ＭＲヘッド８からなる再生ヘッド上には、誘導型薄膜磁気ヘッド９からなる記録ヘッドが形成されている。これらによって記録再生一体型磁気ヘッド１０が構成されている。
【００４３】
誘導型薄膜磁気ヘッド９の下部磁極はシールド型ＭＲヘッド８の上側磁気シールド層７を構成する軟磁性層からなる。すなわち、上部磁気シールド層７は記録ヘッドの下部磁極を兼ねている。
【００４４】
上側磁気シールド層を兼ねる下部磁極（以下、下部磁極と略記する）７上には、ＡｌＯ_ｘ，Ｓｉ，ＳｉＮ_ｘなどの非磁性材料からなる記録磁気ギャップ１２が形成されている。
【００４５】
下部磁極７は、磁極先端部（ギャップ対向部）１１として凸部を有している。この凸状の下部磁極先端部１１は記録磁気ギャップ１２と接する上面の幅が記録トラック幅Ｔｗに相当する幅とされている。下部磁極先端部１１は媒体対向面の幅が記録磁気ギャップ１２に向かって収束している。すなわち、下部磁極先端部１１は、記録磁気ギャップ１２に向けて凸状とされており、この凸部は記録磁気ギャップ１２に向かって収束するようなテーパを有している。
【００４６】
記録磁気ギャップ１２は、凸状の下部磁極先端部１１を有する下部磁極７の形状に沿って形成されている。なお、記録磁気ギャップ１２は、下部磁極先端部１１上のみに形成することも可能である。記録磁気ギャップ１２上には、この記録磁気ギャップ１２を含む凸状の下部磁極先端部（凸部）１１をトラック幅方向から挟むようにＳｉＯ_ｘなどの記録磁気ギャップとは異なる非磁性絶縁材料からなる非磁性材料層１３が形成されている。
【００４７】
非磁性材料層１３は、凸部１１に対して位置整合されたテーパ状の凹部１３Ｔとその両側の湾曲状の凹部１３Ｒとを有している。テーパ状凹部１３Ｔの形状は、媒体対向面の幅が記録磁気ギャップ１２に向かって収束している。凸状の下部磁極先端部１１に対して位置整合された凹部１３Ｔ内には、上部磁極１５の磁極先端部（ギャップ対向部）１５Ｔを構成する磁性材料が埋め込み形成されている。上部磁極１５の構成材料としては、下側磁気シールド層１と同程度の磁気特性を有する磁性材料が用いられる。
【００４８】
上部磁極１５の先端のテーパ状凸部１５Ｔの両側の裾部分は、基板Ｓの主面に対して平行ではなく、緩やかなスロープで徐々に基板から遠ざかるような湾曲面を有する。この湾曲面は、同図において下に凸の湾曲面である。そして、この湾曲面からなる凸部１５Ｒの先端にテーパ状の凸部１５Ｔが形成された２段凸部が形成されている。
【００４９】
換言すると、媒体対向面上において、上部磁極１５の先端のテーパ状凸部１５Ｔの両側の部分は、凸部１５Ｔから遠ざかるに従って磁気ギャップ１２から徐々に離れるような湾曲状に形成されている。
【００５０】
その結果として、上部磁極１５は、図１に表されているように「ワイングラス」のような断面形状を有する。
【００５１】
凹部１３Ｔ内に埋め込み形成された上部磁極先端部１５Ｔは、記録磁気ギャップ１２に向けて凸状とされており、さらに凹部１３Ｔの形状に応じて記録磁気ギャップ１２に向かって収束するようなテーパを有している。すなわち、下部磁極先端部１１と上部磁極先端部１５Ｔとは、記録磁気ギャップ１２を挟んで凸部同士を突き合わせ構造を有しており、かつ記録磁気ギャップ１２に向けてそれぞれ収束している。さらに、凸部１１と凹部１３Ｔとは位置整合されているため、下部磁極先端部１１と上部磁極先端部１５Ｔとは、記録磁気ギャップ１２を介してそれぞれの位置が重なるように、高精度に位置合せされた状態で形成されている。また、これら磁極先端部１１，１５Ｔの記録磁気ギャップ１２と接する面の幅もほぼ同一とされている。
【００５２】
さらに、上部磁極１５の両側の裾部が湾曲状凸部１５Ｒを有し、対向する下部磁極から徐々に離れるように形成されている。このような形状にすると、上部磁極１５のうちでテーパ状凸部１５Ｔ以外の部分から漏洩する磁界強度を顕著に低減することができ、記録媒体への信号書き込み時に隣接トラックヘの書き込み、あるいは隣接トラック上の情報を消去するといった問題点を解消することができる。
【００５３】
なお、凹部１３Ｔ内に埋め込み形成された磁極先端部１５Ｔを含む上部磁極１５の後方側には、図２に示すように非磁性材料層１３上に、ポリイミドなどの絶縁層１７内に埋め込まれたコイル１８が形成されている。コイル１８は例えばＣｕ（銅）からなる。
【００５４】
上述した各構成要素によって、録再一体型磁気ヘッド１０が構成されている。
【００５５】
以下、図１及び図２に表した磁気ヘッド１０の製造方法として、本発明の第１の実施の形態乃至第７の実施の形態について説明する。
【００５６】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態として、等方性エッチングと異方性エッチングとを組み合わせて図１に例示したような上部磁極１５の２段凸部（湾曲凸部１５Ｒとテーパ状凸部１５Ｔ）を一括形成する方法について説明する。
【００５７】
まず、基板Ｓの上に図１に例示したようなシールド型ＭＲヘッド部８を作製する。このシールド型ＭＲヘッド部８は、一般的なシールド型ＭＲヘッドの製造工程に基づいて作製することができる。しかる後に、シールド型ＭＲヘッドからなる再生ヘッド上に誘導型薄膜磁気ヘッドからなる記録ヘッドを作製する。この誘導型薄膜磁気ヘッドの製造工程を以下に図面を参照して説明する。
【００５８】
図３及び図４は、本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、図３及び図４は、特に、上部磁極１５を形成する工程を表すものであり、図中ではシールド型ＭＲヘッド部８を一部省略した。
【００５９】
まず、図３（ａ）に表したように、シールド型ＭＲヘッド部において、凸型に形成した下部磁極先端部１１を有する下部磁極（上側磁気シールド層）７上にスパッタ法等で記録磁気ギャップ１２を形成する。尚、記録磁気ギャップ１２は、下部磁極の凸部形成に先立ちギャップ材料層を下部磁極の表面に形成してもよい。この場合は、ギャップ１２は凸部の頂き上にのみ、形成される。
【００６０】
次に、図３（ｂ）に表したように、例えばスパッタリング法やＣＶＤ法などにより下部磁極凸型１１に位置整合させた凸状部１３Ｐを有する非磁性材料層１３を形成する。このとき非磁性材料層１３の膜厚は、上部磁極に２段凸部を形成するために必要十分な膜厚とする。非磁性材料層１３の材料としては、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）、アルミ酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）等の酸化物や、シリコン窒化物・アルミ窒化物等の窒素化物、あるいはそれらの複合化合物などを用いることができる。
【００６１】
次に、図３（ｃ）に表したように、非磁性材料層１３の上に平坦化層Ｍを形成する。具体的には、例えばスピナー（ｓｐｉｎｎｅｒ）等により低粘度のレジスト等を塗布することにより、その表面を平坦にすることができる。なお、以下のエッチング工程で前記平坦化層Ｍがなくなり、エッチングマスクとしての機能をしなくなる場合やマスク形状がエッチング中に変化する等が考えられる場合には、レジストを塗布する前に、図３（ｂ）に表した非磁性材料層１３上にこの非磁性材料層よりもエッチング耐性の優れる他の非磁性材料や磁性材料等の膜を形成しても良い。
【００６２】
次に、図３（ｄ）に表したように、平坦化層Ｍをエッチバックし、非磁性材料層１３の凸状部１３Ｐの表面を露出させ略同一平面とする。この際のエッチング方法としては、イオンミリング法やＲＩＥ、ＩＣＰスパッタエツチングなどのドライエツチング法などを用いることができる。このときの、露出させる凸状部１３Ｐの幅（Ｗｐ）は、図４（ａ）と図４（ｂ）に表した等方性エッチングと異方性エッチングの際の非磁性材料層と平坦化層Ｍのエッチング量によって決定することができる。
【００６３】
また、このエッチバックに際して、非磁性材料層１３のエッチング速度（Ｅ１）と平坦化層Ｍのエッチング速度（Ｅ２）により定義される選択比（Ｅ１／Ｅ２）は、０．７＜（Ｅ１／Ｅ２）＜１．３の範囲にあることが望ましく、０．９＜（Ｅ１／Ｅ２）＜１．１の範囲にあることがより望ましい。平坦化層Ｍと非磁性材料層１３との選択比（Ｅ１／Ｅ２）が０．７＞（Ｅ１／Ｅ２）、あるいは（Ｅ１／Ｅ２）＞１．３の範囲にあると、いずれか一方のみが顕著にエッチングされてしまうからである。
【００６４】
次に、図４（ａ）に表したように、平坦化層Ｍをマスクとして、露出している非磁性材料層１３を等方的にエッチングし、湾曲した凹部１３Ｒを形成する。等方的なエッチングとしては、例えばＣＤＥ（ｃｈｅｍｉｃａｌｄｒｙｅｔｃｈｉｎｇ）法やウエットエッチング法等を用いることができる。
【００６５】
次に、図４（ｂ）に表したように、平坦化層Ｍをマスクとして、湾曲した凹部１３Ｒの底部を異方性エッチングにより掘ってテーパ状の凹部１３Ｔを形成する。異方性エッチングとしては、例えばイオンミリングやＲＩＥ・ＩＣＰ等の指向性のあるプラズマエッチング法などを用いることができる。この工程により、上部磁極を形成するために必要な湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔを併せ持つ２段凹部が形成される。この際、エッチングによって平坦層Ｍを凹部１３Ｒの端部まで後退させる場合には、エッチングに続く平坦化層Ｍの除去工程は行わずともよい。これは全ての実施形態に共通である。
【００６６】
次に、図４（ｃ）に表したように、平坦化層Ｍを除去し、磁性材料を堆積することにより、２段凸部（テーパ状凸部１５Ｔと湾曲凸部１５Ｒ）を有する上部磁極１５をシームレス（つなぎ目なし）且つセルフアライン的に形成することができる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態によれば、下部磁極の凸状先端部１１の上にセルフアライン的に上部磁極１５の２段凸部を形成することができる。その結果として、磁極先端部の「ずれ」による漏洩磁界を抑制し、隣接トラックへの望まれない書き込みやデータ消去などの問題を解消することができる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、上部磁極１５を一括して一体的に形成する。つまり、図２４に例示したものと異なり、上部磁極１５のうちの湾曲凸状部１５Ｒとテーパ状凸状部１５Ｔとその上の補助磁極部１５Ｂとは、シームレス且つ一体に形成され、接続界面は存在しない。その結果として、上部磁極１５の内部に擬似的な磁気ギャップが形成されることはなく、磁束の漏洩などの問題を解消することができる。
【００６９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態として、非磁性材料層１３の中間にエッチングストッパあるいはエッチングモニタとして作用する中間層層を設けた構成について説明する。
【００７０】
図５及び図６は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、これらの図面は、特に、上部磁極１５を形成する工程を表すものであり、図中ではシールド型ＭＲヘッド構造を一部省略した。
【００７１】
まず、図５（ａ）に表したように、シールド型ＭＲヘッドにおいて、凸型に形成した下部磁極先端部１１を有する下部磁極（上側磁気シールド層）７上にスパッタ法等で記録磁気ギャップ１２を形成する。
【００７２】
次に、図５（ｂ）に表したように、例えばスパッタリング法などにより下部磁極凸型１１に位置整合させた凸状部１３Ｐ１を有する第１の非磁性材料層１３Ａを形成する。非磁性材料層１３の材料としては、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）、アルミ酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）等の酸化物や、シリコン窒化物・アルミ窒化物等の窒素化物、あるいはそれらの複合化合物などを用いることができる。また、第１の非磁性材料層１３Ａの膜厚は、この後形成する上部磁極１５のテーパ状凸部１５Ｔを形成するために必要な厚みとする。
【００７３】
そして、非磁性材料層１３Ａの上に、中間層ＩＭを形成する。この中間層ＩＭは、後に詳述するように、非磁性材料層とは異なる材料により形成され、非磁性材料層を等方性エッチングする際にエッチングストッパあるいはエッチングストップモニタとして作用する。
【００７４】
次に、図５（ｃ）に表したように、下部磁極凸型１１に位置整合させた凸状部１３Ｐ２を有する第２の非磁性材料層１３Ｂを形成する。このとき第２の非磁性材料層１３Ｂの膜厚は、上部磁極の湾曲状凸部１５Ｒを形成するために必要十分な膜厚とする。
【００７５】
次に、図５（ｄ）に表したように、非磁性材料層１３の上に平坦化層Ｍを形成し、イオンミリング法やＲＩＥ法、ＩＣＰ法などのエッチングによりエッチバックする。そして、非磁性材料層１３Ｂの凸状部１３Ｐ２の表面を所定の開口幅まで露出させ略同一平面とする。この工程は、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に関して前述した通りである。
【００７６】
次に、図６（ａ）に表したように、平坦化層Ｍをマスクとして、露出している非磁性材料層１３Ｂを等方的にエッチングし、湾曲した凹部１３Ｒを形成する。等方的なエッチングとしては、例えばＣＤＥ法、ＩＣＰ法やウエットエッチング法等を用いることができる。
【００７７】
このエッチングの際に、中間層ＩＭがエッチングストッパあるいはエッチングストップモニタとして作用する。例えば、非磁性材料層１３Ｂが酸化シリコン（ＳｉＯ_２）系の材料により形成されるときは、中間層ＩＭをアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等より形成することが好ましい。
【００７８】
アルファスシリコンや窒化シリコンにより中間層ＩＭを形成した場合には、非磁性材料層１３Ｂをプラズマエッチングで等方的にエッチングしてエッチングフロントが中間層ＩＭに達するとシリコンプラズマの発光強度が大幅に増加し、さらにエッチングが進行して中間層ＩＭのエッチングが完了するとそのプラズマ発光強度が急激に減少する。
【００７９】
図７は、プラズマエッチングの最中にシリコンプラズマの発光強度を観察した例を表すグラフ図である。このように発光強度の時間変化をモニタすることにより、等方性エッチングプロセスの終点検出を容易且つ確実に行うことができる。
【００８０】
中間層ＩＭの膜厚は、ａ−Ｓｉで２ｎｍから５０ｎｍがよく、より好ましくは５ｎｍから２０ｎｍである。膜厚が２ｎｍ以下だと、そのプラズマ発光時間が短いために終点検出が難しく、また５０ｎｍ以上だと発光時間は十分に得られるが、次の異方性エッチングを行う際にエッチング条件によっては中間層のみが選択的にエッチングされる可能性があり良好な湾曲凹部とテーパ凹部とが形成されない。
【００８１】
なお、本実施形態によれば、このような中間層ＩＭの発光スペクトルを随時モニターすることによってプラズマエッチングチャンバー内の汚染状況も併せて監視することができ、製造プロセス管理が容易となる。
【００８２】
一方、中間層ＩＭを非磁性材料層１３Ｂよりも十分にエッチングされにくい材料により形成すれば、エッチングストッパとして用いることもできる。
【００８３】
次に、図６（ｂ）に表したように、平坦化層Ｍをマスクとして、湾曲した凹部１３Ｒの底部に露出している中間層ＩＭの先端部と第１の非磁性材料層１３Ａを異方性エッチングにより掘ってテーパ状の凹部１３Ｔを形成する。異方性エッチングとしては、例えばイオンミリングやＲＩＥ・ＩＣＰ等の指向性のあるプラズマエッチング法などを用いることができる。この工程により、上部磁極を形成するために必要な湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔを併せ持つ２段凹部がセルフアライン的に形成される。
【００８４】
また、このエッチングの際に、非磁性材料層１３Ａとマスク層Ｍとのエッチング選択比（非磁性材料層のエッチング速度／マスク層のエッチング速度）は、１以上であれば良く、テーパエッチングが完了するまでマスク層Ｍが存在する必要は必ずしもない。
【００８５】
この後、磁性材料を埋め込むことにより、図６（ｃ）に表したように、湾曲凸部１５Ｒとテーパ凸部１５Ｔとからなる２段凸部をシームレス（つなぎ目なし）且つセルフアライン的に形成することができる。
【００８６】
本実施形態においては、湾曲凹部１３Ｒの形状や深さは非磁性材料層１３Ｂの膜厚により決定され、テーパ状凹部１３Ｔの形状や深さは非磁性材料層１３Ａの膜厚により決定される。つまり、中間層ＩＭの下側の非磁性材料層１３Ａと上側の非磁性材料層１３Ｂとの膜厚を制御するこによって、テーパ状凹部１３Ｔと湾曲凹部１３Ｒの形状やサイズをそれぞれ独立して精密に制御することができる。
【００８７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態として、非磁性材料層をエッチングのされかたが互いに異なる材料からなる２層構造とした構成について説明する。
【００８８】
図８及び図９は、本発明の第３の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、これらの図面は、特に、上部磁極１５を形成する工程を表すものであり、図中ではシールド型ＭＲヘッド構造を一部省略した。
【００８９】
まず、図８（ａ）に表したように、シールド型ＭＲヘッドにおいて、凸型に形成した下部磁極先端部１１を有する下部磁極（上側磁気シールド層）７上にスパッタ法等で記録磁気ギャップ１２を形成する。そして、例えばスパッタリング法などにより下部磁極凸型１１に位置整合させた凸状部１３Ｐ１を有する第１の非磁性材料層１３Ａを形成する。非磁性材料層１３Ａの材料としては、後に詳述する等方性エッチング工程においてはエッチング速度が低く、異方性エッチング工程においては優先的にエッチングされてテーパ状凹部１３Ｔを形成しやすいような材料を用いる。また、第１の非磁性材料層１３Ａの膜厚は、この後形成する上部磁極１５のテーパ状凸部１５Ｔを形成するために必要な厚みとする。
【００９０】
次に、図８（ｂ）に表したように、第１の非磁性材料層１３Ａの上に、下部磁極凸型１１に位置整合させた凸状部１３Ｐ２を有する第２の非磁性材料層１３Ｂを形成する。ここで、非磁性材料層１３Ｂの材料としては、後に詳述する等方性エッチング工程においてはエッチングされて湾曲凹部１３Ｒを形成しやすく、異方性エッチング工程においてはエッチング速度が低いような材料を用いる。また、第２の非磁性材料層１３Ｂの膜厚は、上部磁極の湾曲状凸部１５Ｒを形成するために必要十分な膜厚とする。
【００９１】
次に、図８（ｃ）に表したように、第２の非磁性材料層１３Ｂの上に平坦化層Ｍを形成し、エッチングによりエッチバックする。そして、非磁性材料層１３Ｂの凸状部１３Ｐ２の表面を所定の開口幅まで露出させ略同一平面とする。この際に用いるエッチング法としては、平坦化層Ｍと第２の非磁性材料層１３Ｂに対するエッチング速度がほぼ等しくなるようなエッチング法を用いると、同一平面を形成しやすくなる。この工程は、図３Ｃ及び図３Ｄに関して前述した通りである。
【００９２】
次に、図８（ｄ）に表したように、平坦化層Ｍをマスクとして、露出している非磁性材料層１３Ｂを等方的にエッチングし、湾曲した凹部１３Ｒを形成する。等方的なエッチングとしては、例えばＣＤＥ法やウエットエッチング法等を用いることができる。
【００９３】
第１の非磁性材料層１３Ａは、このエッチングの際にエッチング速度が低くなるような材料により形成すれば、あまりエッチングされずに湾曲凹部１３Ｒの底部に残すことができる。
【００９４】
次に、図９（ａ）に表したように、平坦化層Ｍと第２の非磁性材料層１３Ｂをマスクとして、湾曲した凹部１３Ｒの底部に露出している第１の非磁性材料層１３Ａを異方性エッチングにより掘って、テーパ状の凹部１３Ｔを形成する。異方性エッチングとしては、例えばイオンミリングやＲＩＥ・ＩＣＰ等の指向性のあるプラズマエッチング法などを用いることができる。第２の非磁性材料層１３Ｂは、このエッチングの際にエッチング速度が低くなるような材料により形成すれば、あまりエッチングされずにマスクとして作用させることができ、湾曲凹部１３Ｒの形状がくずれる心配もなくなる。
【００９５】
以上説明したの工程により、図９（ｂ）に表したように、上部磁極を形成するために必要な湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔを併せ持つ２段凹部がセルフアライン的に形成される。
【００９６】
また、このエッチングの際に、非磁性材料層１３Ａとマスク層Ｍとのエッチング選択比（非磁性材料層のエッチング速度／マスク層のエッチング速度）は、１以上であれば良く、テーパエッチングが完了するまでマスク層Ｍが存在する必要は必ずしもない。
【００９７】
この後、図９（ｃ）に表したように、磁性材料を埋め込むことにより、湾曲凸部１５Ｒとテーパ凸部１５Ｔとからなる２段凸部をシームレス（つなぎ目なし）且つセルフアライン的に形成することができる。
【００９８】
本実施形態においても、湾曲凹部１３Ｒの形状や深さは第２の非磁性材料層１３Ｂの膜厚により決定され、テーパ状凹部１３Ｔの形状や深さは第１の非磁性材料層１３Ａの膜厚により決定される。つまり、第１の非磁性材料層１３Ａと第２の非磁性材料層１３Ｂの膜厚をそれぞれ制御するこによって、テーパ状凹部１３Ｔと湾曲凹部１３Ｒの形状やサイズをそれぞれ独立して精密に制御することができる。
【００９９】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態として、非磁性材料層を２層構造とし、第１層にテーパ状凹部を形成し樹脂などで埋め込んだ後に第２層を形成する構成について説明する。
【０１００】
図１０及び図１１は、本発明の第４の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、これらの図面は、特に、上部磁極１５を形成する工程を表すものであり、図中ではシールド型ＭＲヘッド構造を一部省略した。
【０１０１】
まず、図１０（ａ）に表したように、シールド型ＭＲヘッドにおいて、凸型に形成した下部磁極先端部１１を有する下部磁極（上側磁気シールド層）７上にスパッタ法等で記録磁気ギャップ１２を形成する。そして、例えばスパッタリング法などにより下部磁極凸型１１に位置整合させた凸状部を有する第１の非磁性材料層１３Ａを形成する。さらに、図３（ｂ）〜（ｃ）に関して前述した工程により図示しないマスク層を形成し、その表面に露出している非磁性材料層１３Ａの凸部を異方性エッチングによりエッチングして、テーパ状凹部１３Ｔを形成する。
【０１０２】
次に、図１０（ｂ）に表したように、凹部１３Ｔを埋め込む。具体的には、例えば、低粘度の樹脂などの材料を塗布してエッチバックすることにより、非磁性材料層１３Ａの表面を露出させ、埋込層ＢＲと略同一平面を形成することができる。
【０１０３】
次に、図１０（ｃ）に表したように、スパッタ法などにより第２の非磁性材料層１３Ｂを形成する。なお、本実施形態においては、第１の非磁性材料層１３Ａと第２の非磁性材料層１３Ｂの材料は、異なるものとしても良く、同一のものであっても良い。
【０１０４】
次に、図１１（ａ）に表したように、第２の非磁性材料層１３Ｂの上に、リソグラフィ技術によりマスクＭ２を形成する。下部磁極先端部１１を形成する際に、図示しないマーカーを同時に形成しておき、このマーカーをターゲットとしてフォトリソグラフィ・プロセスを実施することにより、先端部１１に対してほぼ位置整合した開口Ｏを有するマスクＭ２を形成することができる。
【０１０５】
次に、図１１（ｂ）に表したように、等方性エッチングにより湾曲状凹部１３Ｒを形成する。マスクＭ２の開口Ｏは、完全にセルフアライン的に形成されたものではないために、下部磁極先端部１１に対して多少の位置の「ずれ」が生ずる場合もあるが、等方性エッチングを施すことにより、位置の「ずれ」は緩和される。
【０１０６】
最後に、図１１（ｃ）に表したように、マスクＭ２と埋込層ＢＲを除去し、磁性材料で埋込むことにより、湾曲凸部１５Ｒとテーパ凸部１５Ｔとからなる２段凸部をシームレス（つなぎ目なし）且つセルフアライン的に形成することができる。
【０１０７】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態として、オーバーハングを有するアンブレラ状マスクを利用してセルフアライン的に２段凹部を形成する構成について説明する。
【０１０８】
図１２は、本発明の第５の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、これらの図面は、特に、上部磁極１５を形成する工程を表すものであり、図中ではシールド型ＭＲヘッド構造を一部省略した。
【０１０９】
まず、図１２（ａ）に表したように、シールド型ＭＲヘッドにおいて、凸型に形成した下部磁極先端部１１を有する下部磁極（上側磁気シールド層）７上にスパッタ法等で記録磁気ギャップ１２を形成する。そして、例えばスパッタリング法などにより下部磁極凸型１１に位置整合させた凸状部を有する第１の非磁性材料層１３Ａを形成する。さらに、図３（ｂ）〜（ｃ）に関して前述した工程により図示しないマスク層を形成し、その表面に露出している非磁性材料層１３Ａの凸部を異方性エッチングによりエッチングして、テーパ状凹部１３Ｔを形成する。
【０１１０】
次に、図１２（ｂ）に表したように、上端でオーバーハングＯＨがサイドに張り出したアンブレラ状マスクＭ３を形成する。マスクＭ３の材料は、第２の非磁性材料層の堆積に対して耐えるものであれば良い。
【０１１１】
次に、図１２（ｃ）に表したように、第２の非磁性材料層１３Ｂをスパッタ法などにより堆積する。この際に、マスクＭ３のオーバーハングＯＨの下には、「ｓｈａｄｏｗｉｎｇ効果」により１３Ｂの堆積物がまわり込み、トレンチ１３Ｔに向かって緩やかに厚みが減少する分布が形成される。このようにして、湾曲状の凹部１３Ｒが自己整合的に形成される。
【０１１２】
最後に、図１２（ｄ）に表したように、マスクＭ２と埋込層ＢＲを除去し、磁性材料で埋込むことにより、湾曲凸部１５Ｒとテーパ凸部１５Ｔとからなる２段凸部をシームレス（つなぎ目なし）且つセルフアライン的に形成することができる。
【０１１３】
なお、本実施形態において、アンブレラ状マスクＭ３の形成方法としては、例えば、図３（ｄ）に表したように平坦化層Ｍを形成した後に、非磁性層１３Ａを異方性エッチングしてトレンチを形成し、平坦化層Ｍを除去する前に、マスクＭ３を構成する材料をトレンチの上にはみ出すように選択的に埋め込んみ、しかる後にトレンチの上にはみ出した部分を軟化させて表面張力により均等に張り出したオーバーハングＯＨとすることができる。
【０１１４】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態として、マッシュルーム状の埋込層を利用してセルフアライン的に２段凹部を形成する構成について説明する。
【０１１５】
図１３は、本発明の第６の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、これらの図面は、特に、上部磁極１５を形成する工程を表すものであり、図中ではシールド型ＭＲヘッド構造を一部省略した。
【０１１６】
まず、図１３（ａ）に表したように、下部磁極（上側磁気シールド層）７と記録磁気ギャップ１２を形成し、第１の非磁性材料層１３Ａを堆積して、先端部１１と位置整合したテーパ状凹部１３Ｔを形成する。この工程の詳細については、図１０（ａ）あるいは図１２（ａ）に関して前述した通りであるので省略する。本実施形態においては、さらに、自己収縮性を有する材料ＢＲ２を塗布する。材ＢＲ２は、加熱すると軟化し且つ自己収縮性を示すものであることが望ましく、例えば樹脂などを用いることができる。
【０１１７】
次に、図１３（ｂ）に表したように、材料ＢＲ２を自己収縮させる。例えば、自己収縮性を有する樹脂材料を用いた場合には、軟化温度まで加熱すると、軟化し粘性が低下して表面張力によりトレンチの方向に収縮する。その結果として、図示したように、トレンチ１３Ｔの上にはみ出した湾曲部Ｈを有する埋込層ＢＲ２を形成することができる。
【０１１８】
次に、図１３（ｃ）に表したように、第２の非磁性材料層１３Ｂを形成する。この際に、埋込層ＢＲ２の湾曲部Ｈの下にも非磁性材料がまわり込むように形成することが望ましい。
【０１１９】
そして、図１３（ｄ）に表したように、埋込層ＢＲ２を除去すると、テーパ凹部１３Ｔと湾曲状の凹部１３Ｒが自己整合的に形成される。
【０１２０】
（第７の実施の形態）
次に、本発明の第７の実施の形態として、第１〜第６の実施の形態のいずれかによりセルフアライン的に形成された２段凸部を有する上部磁極をトリミングする方法について説明する。
【０１２１】
図１４は、本発明の第７の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、これらの図面は、特に、上部磁極１５をトリミング加工する工程を表すものであり、図中ではシールド型ＭＲヘッド構造を一部省略した。
【０１２２】
まず、図１４（ａ）に表したように、第１〜第６のいずれかの実施の形態によりセルフアライン的に形成された湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔを有する記録磁極用の完全自己整合トレンチに、収束形状の上部磁極１５を埋め込み形成する。
【０１２３】
このとき、上部磁極１５を形成する方法としては、めっき法やスパッタ法などを用いることができる。このようにして形成された上部磁極１５は、湾曲凹部１３Ｒの外側の平坦部１３Ｆの上にも形成される場合が多い。
【０１２４】
しかし、上部磁極１５にこのような平坦部１５Ｆが形成されると、この部分から磁束が発生し、隣接トラックにクロス書き込みが生ずる場合がある。そこで、この平坦部１５Ｆを、図１４（ｂ）に表したように除去する。除去の方法としては、適宜マスキングを施して、ＩＢＥ（ｉｏｎｂｅａｍｅｔｃｈｉｎｇ）やウェットエッチング等の方法で一部除去することができる。
【０１２５】
このようにして平坦部１５Ｆを除去することにより、図１４（ｃ）に表したように、周縁が湾曲凹部１５Ｒで終端する収束形状の上部磁極１５を形成することができる。つまり、上部磁極１５のうちの下部磁極７に対する対向面に平坦部分がなくなり、隣接トラックに対するサイドライティングを防止することができる。
【０１２６】
次に、上部磁極１５に平坦部を形成しないもうひとつの方法について説明する。
【０１２７】
図１５は、上部磁極の形成方法を表す工程断面図である。
【０１２８】
まず、図１５（ａ）に表したように、湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔとを有する完全自己整合トレンチにレジスト等を用いて、上部磁極形成用のフレームＦを形成する。
【０１２９】
次に、図１５（ｂ）に表したように、上部磁極１５を堆積する。堆積の方法としては、めっき法やスパッタ法等を用いることができる。堆積した後に、レジストフレームＦを除去すると、図１５（ｃ）に表したように、平坦部を有しない上部磁極１５が得られる。
【０１３０】
また、図１６（ａ）は、図１４Ｃに表した工程段階におけるＡ−Ａ線断面図である。この後、図１６（ａ）に表した切断線Ｃに沿って切断することにより、媒体に対向する面が形成される。しかし、図１６（ａ）に表した状態で切断すると、媒体に対して上部磁極の上端１５Ｅが近接するので、記録時にこの上端１５Ｅから磁束によるｕｎｄｅｓｉｒａｂｌｅな書き込みが心配される。
【０１３１】
そこで、この上端１５Ｅを除去する為に図１６（ｂ）に示すごとく、上部磁極の上にレジスト等でマスクＭを形成し、マスクＭで覆われていない上端１５Ｅの部分をＩＢＥやイオンミリングやウェットエッチング等の方法を用いてエッチングする。このように上端１５Ｅを除去してリセスを形成すれば、ｕｎｄｅｓｉｒａｂｌｅな書き込みも解消することができる。
【０１３２】
図１７は、上部磁極にリセスを形成するもうひとつの方法を表す工程断面図である。
【０１３３】
まず、図１７（ａ）に表したように、湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔとを有する完全自己整合トレンチのテーパ凹部１３に磁性材料を埋め込み、上部磁極の先端１５Ａを一旦形成する。図１７（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
【０１３４】
しかる後に、図１７（ｃ）に表したように、レジストなどのマスクＭを形成し、めっき法やスパッタ法等により磁性材料を埋め込んで上部磁極の根本部分１５Ｂを形成する。その後マスクＭを除去すれば、上部磁極１５の上端が媒体からリセスした記録磁気ヘッドを形成することができる。
【０１３５】
以上、本発明の第１〜第７の実施の形態について説明した。
【０１３６】
次に、上述した各実施形態の具体例としての実施例について説明する。
【０１３７】
（実施例１）
まず、前述した第１実施形態の実施例について説明する。
【０１３８】
図１８及び図１９は、本実施例の記録磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、これらの図では再生ヘッド部分の図示を省略した。
【０１３９】
まず、図示しないＡｌ_２Ｏ_３付きＡｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣ基板等の上に、再生ヘッドであるシールド型ＭＲヘッドを作成する。このシールド型ＭＲヘッドは、一般的なシールド型ヘッドの製造工程に基づいて作製することができる。このシールド型ＭＲヘッドからなる再生ヘッド上に、誘導型薄膜磁気ヘッドを作製する。
【０１４０】
まず、図１８（ａ）に表したように、シールド型ＭＲヘッドの上側磁気シールドを兼ねる下部磁極７の上面を、例えばエッチバックやポリッシング等により平坦化した後、下部磁極７の上に厚さ０．２μｍ程度のＡｌＯ_ｘ膜等からなる磁気記録ギャップ１２を形成した。
【０１４１】
次いで、上部磁極をめっきで形成する時の電極となるシード層ＳＬを堆積する。シード層ＳＬは、厚さ０．２μｍ程度のＮｉ_５０Ｆｅ_５０［ａｔ％］膜とした。
【０１４２】
次いで、ＰＥＰでギャップ対向部となる下部磁極の凸部１１を形成するためのレジストマスクＭ１を通常のリソグラフィーで厚さ２μｍ、幅１μｍ程度のサイズに形成した。
【０１４３】
次いで、下部磁極７をＡｒイオンによるイオンミリングでエッチングし、残ったレジストマスクＭ１を酸素アッシング等で除去した。ミリングは、Ａｒの加速電圧を５００［Ｖ］の条件でその入射角度が０度で２０分と７０度で１５分のエッチングを行った。このようにして形成した下部磁極の凸部１１をＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）で観察した結果、その高さは０．５μｍで幅は０．９μｍでテーパ角度が８５度であった。（図１８（ｂ））
次いで、上述した下部磁極凸部１１の上に、ＲＦスパッタ装置で１５０Ｗのバイアスを印加しなが酸素とアルゴンの混合ガスを導入したＳｉの反応性スパッタにより、厚さが２．８μｍのＳｉＯ_２非磁性層１３を形成した。その時の成膜速度は約１８０Å／ｍｉｎであった。その後、同一のスパッタ装置を用いてＡｌ_２Ｏ_３ターゲットをスパッタし、膜厚が０．３μｍのマスクＭ２を形成した後、平坦化効果を有する樹脂層Ｍ３（本実施例では、東京応化製のＯＦＰＲ）を１．３μｍ塗布し２００℃のオーブンで約３０分ベーク（硬化）し平坦化する（図１８（ｃ））。
【０１４４】
なお、この時のマスクＭ２の材料としては、酸窒化物等の他に金属等でも良い。また平坦化効果を有する樹脂層Ｍ３としては、例えば低分子量の樹脂、例えばノボラック系樹脂等が用いられる。低分子量の樹脂は例えば４７３Ｋ程度の加熱により流動化するため、塗布後に加熱処理を施すことによって、その表面を平坦化することができる。
【０１４５】
次いで、例えばフッ素系の反応性ガスを用いたＲＩＥによりエッチングを行った。エッチングの方法としては、この他にも例えば、ＩＣＰや、Ａｒガスを用いたＩＢＥ法、或いは例えばＡｒガスとフッ素系ガスの混合ガスを用いたＲＩＢＥ（ｒｅａｃｔｉｖｅｉｏｎｂｅａｍｅｔｃｈｉｎｇ）法を用いることもできる。
【０１４６】
この時のエッチング条件は、樹脂層Ｍ３とマスクＭ２及び非磁性層１３のエッチング速度がほぼ等しくなるように設定し、非磁性層１３の露出幅が所定の幅になるまでエッチングする。本実施例においては、エッチング装置としてＲＩＥを用い、その露出幅が約１．０μｍになるまでエッチングを実施し、その露出幅をＳＥＭで調べた結果０．９μｍであった。この時のＲＩＥによるエッチング条件は、フッ素系反応ガスとしてＣＨＦ３を用い、エッチングの真空度が０．６Ｐａの条件で、この時のエッチング速度はＡｌ２Ｏ３が２５０［Ａ／ｍｉｎ．］で平坦化樹脂が２３０［Ａ／ｍｉｎ］である（図１８（ｄ））。
【０１４７】
次いで、例えばフッ素系の反応性ガスやそれらの混合ガスを用いたＣＤＥやＩＣＰ等のドライエッチング法、あるいは酢酸／硝酸系のエッチング液を用いたウエットエッチング法等の等方性エッチングにより、上部磁極形成用の湾曲凹部１３Ｒを形成する（図１９（ａ））。
【０１４８】
この時エッチングの条件としては、樹脂層Ｍ３やマスク層Ｍ２のエッチング速度（Ｅ１）と非磁性材料層１３のエッチング速度（Ｅ２）との選択比（Ｅ１／Ｅ２）ができるだけ大きいことが好ましい。ドライエッチングにおいて条件ならびに装置構成によってはその選択比が十分大きくならないことも考えられるが、その場合の選択比は最低でも３以上が良く、より好ましくは５以上である。このような選択比を用いることで樹脂層Ｍ３やマスク層Ｍ２の厚さを薄くすることが可能となる。本実施例においては、エッチング方法としてＣＤＥを用い、湾曲凹部１３Ｒの深さが約１．０μｍになるまでエッチングを実施した。この時のエッチング条件は、反応性ガスとしてＣＦ_４とＯ_２を流量比で２１０／９０［ＳＣＣＭ］流した混合ガスを用い、圧力を７０［Ｐａ］、投入電力を７００［Ｗ］の条件で約６０分エッチングした。エッチングした試料をＳＥＭで断面観察した結果、エッチング断面が等方エッチングされなおかつ深さ１．０μｍであることを確認した。この時、マスク層Ｍ２を構成するＡｌ_２Ｏ_３の膜厚はほとんど変化しておらず、このことから非磁性材料層１３を構成するＳｉＯ_２とマスク層Ｍ２を構成するＡｌ_２Ｏ_３とのエッチング速度の選択比はほぼ無限大であることが分かった。
【０１４９】
次いで、図１９（ｂ）に表したように、異方性エッチングによりテーパ凹部１３Ｔを形成する。異方性エッチングの方法としては、例えばフッ素系の反応性ガスを用いたＲＩＥやＩＣＰ、あるいは例えばＡｒガスを用いたＩＢＥ法、あるいは例えばＡｒガスとフッ素系ガスの混合ガスを用いたＲＩＢＥ法等を用いることができる。この時のエッチングは、テーパ凹部１３Ｔの形成を目的とするものであり、エッチングの条件としてはマスクとの選択比が高くなおかつ指向性の高いエッチングであることが望まれる。但し、マスクとの選択比は湾曲凹部１３Ｒの形成の際に要求される程高い必要はない。本実施例においては、ＲＩＥ装置を用い、フッ素系ガスがＣＨＦ３を５０［ＳＣＣＭ］、圧力が１［Ｐａ］の条件でエッチングを約１５分行った。この時のエッチング速度は、第２非磁性層のＡｌ_２Ｏ_３が２３０［Ａ／ｍｉｎ．］、第１非磁性層のＳｉＯ_２が７００［Ａ／ｍｉｎ］、平坦化樹脂のＯＦＰＲが１２０［Ａ／ｍｉｎ］である。このような条件でエッチングされたテーパ凹部の形状は、深さが１．０［μｍ］、底の幅が０．９［μｍ］でそのテーパ角度が約８０度であった。
【０１５０】
次に、図１９（ｃ）に表したように、樹脂層Ｍ３やマスク層Ｍ２をウエットエッチングや酸素アッシング等で除去する。本実施例においては、前工程であるテーパ凹部１３Ｔの形成エッチングの時に除去されたので、この実施例でこの工程は行っていない。下部磁極凸部１１の上に上磁極形成用のシード層ＳＬ等を形成していない場合には、この工程の後にめっき用のシード層ＳＬ等を形成しても良い。
【０１５１】
次に、図１９（ｄ）に表したように、上部磁極１５の形状を規定するために、レジストのフレームＦを湾曲凹部１３Ｒ内に形成する。本実施例においては、レジストフレームＦは湾曲凹部１３Ｒの端から約０．２μｍの位置に約４μｍの高さで形成した。
【０１５２】
次に、図１９（ｅ）に表したように、下部磁極凸部１１の上のシード層ＳＬを電極として上部磁極１５をめっき法によって形成した。このとき、記録効率の向上やサイドライティング防止の為に、下部磁極側（テーパ凹部１３Ｔの内部）と湾曲凹部１３の内部とでその磁性材料の組成を変えても良い。例えば、その組み合わせとして、テーパ凹部１３Ｔ内にＮｉ_５０Ｆｅ_５０［ａｔ％］の高い飽和磁束密度の磁性材料（Ｈｉ−Ｂｓ）を形成し、湾曲凹部１３Ｒ内にＮｉ_８０Ｆｅ_２ _０［ａｔ％］のソフト磁性材料（Ｓ−Ｂｓ）を形成したり、テーパ凹部１３Ｔ内にＦｅ_８０Ｃｏ_２０［ａｔ％］の高い飽和磁束密度の磁性材料（Ｈｉ−Ｂｓ）を形成し湾曲凹部１３Ｒ内にＮｉ_８０Ｆｅ_２０［ａｔ％］のソフト磁性材料（Ｓ−Ｂｓ）を形成したりすることが考えられる。この磁性材料の組み合わせは、記録ヘッドの仕様によって種々考えれるが、単層により形成しても良い。
【０１５３】
また、磁性材料の形成法はめっき法だけでなく、例えばスパッタ法やＣＶＤ法や蒸着法等の方法でも良い。本実施例において、上部磁極形成には通常の電気めっき法を用い、膜組成がＮｉ４５Ｆｅ５０［ａｔ％］で、Ｂｓが約１．５［Ｔ］
のＮｉＦｅ合金を約３μｍ形成した。
【０１５４】
次に、図１９（ｆ）に表したように、レジストフレームＦを除去して上部磁極１５の形成工程を終了する。
【０１５５】
本実施例において、得られた上部磁極１５はその幅が約２．５［μｍ］で高さが約３［μｍ］であった。以上説明した工程の途中やその前後には、磁界発生用のコイル形成やＰＥＰの保護工程等をプロセス上必要に応じて加えても良い。
【０１５６】
このようにして得られた収束形状を有する上下磁極についてさらに磁気ヘッド作成プロセスをすすめて磁気記録ヘッドを作製し、実際に磁気記録を行ったところ、従来タイプのヘッドに比べ、サイドライティングの非常に少ない磁気記録ヘッドであることが確認された。
【０１５７】
（実施例２）
次に、前述した第２実施形態の実施例について説明する。
【０１５８】
図２０は、本実施例の記録磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、これらの図では再生ヘッド部分の図示を省略した。
【０１５９】
まず、図２０（ａ）に表したように、非磁性材料層１３Ａまで積層した。すなわち、前述した実施例１と同様の方法で、幅が０．５［μｍ］で高さが０．３［μｍ］の凸部１１を有する下部磁極７と、厚さが０．１５［μｍ］のＡｌ_２Ｏ_３からなる磁気ギャップ層１２と、厚さが０．１［μｍ］のＮｉ_５０Ｆｅ_５０［ａｔ％］からなるシード層ＳＬを形成した後、凸部１１に自己整合した非磁性材料層１３Ａとして厚さが１．０［μｍ］のＳｉＯ２を反応性スパッタで形成した。
【０１６０】
次に、図２０（ｂ）に表したように、非磁性材料層１３Ａの上に非磁性材料層層１３Ｂと非磁性材料層１３Ｃならびに樹脂層Ｍ３を塗布して、平坦化を行った。ここで、非磁性材料層１３Ｂの材料としては、等方性エッチングプロセスの際に、そのエッチングストッパもしくはエッチングモニタ（例えば発光モニタ）としての機能を有する材料が好ましく、本実施例ではプラズマエッチングの際の発光強度が非常に大きなシリコン（Ｓｉ）を厚さ２０［ｎｍ］形成した。
【０１６１】
非磁性材料層１３Ｂの材料として、シリコンの代わりにＳｉＮやＴｉＮやＡｌＮ等の窒化合物などを用いても、エッチングストッパあるいはエッチングモニタとして用いることができる。
【０１６２】
また、非磁性材料層１３の材料としては、実施例の場合には、非磁性材料層１３Ａと同一材料を用い、その厚さを１．０［μｍ］を形成した。但し、これ以外にも、非磁性材料層１３Ｃの材料としては、等方性エッチングが可能でなおかつ非磁性絶縁体であれば良い。
【０１６３】
次に、図２０（ｃ）に表したように、実施例５と同様の方法で平坦化エッチングを行い非磁性材料層１３Ｃが約０．３［μｍ］の幅で表面に露出するまでエッチングを実施した。本発明者は、非磁性材料層１３Ｃの形状を測長ＳＥＭで測定し、所定の開口幅であることを確認した。また、この時の樹脂層Ｍ３の残り厚さは、約０．４［μｍ］であった。
【０１６４】
次に、図２０（ｄ）に表したように、樹脂層Ｍ３をマスクにして、ＣＤＥにより等方性エッチングを実施例１と同様の条件で行い、約１［μｍ］のエッチングを行って湾曲凹部１３Ｒを形成した。このとき、エッチングの進行を検出するためにＣＤＥチャンバの側面に発光スペクトルモニターを設置し、シリコン（Ｓｉ）の発光状態を随時モニタしながらエッチングを行った。その結果、エッチングフロントがシリコン層に達したと思われる時点でシリコンの発光スペクトルの強度が急激に強くなることが観察され、その強度が弱くなった時点でエッチングを終了した。
【０１６５】
等方性エッチングプロセスを終了した後、ＦＩＢ−ＳＥＭでそのエッチングの形状を調べたところ、非磁性材料層１３Ａの表面が若干エッチングされたところでエッチングが終了していた。樹脂層Ｍ３の残り厚さは、約０．３［μｍ］であった。
【０１６６】
次に、図２０（ｅ）に表したように、残った樹脂層Ｍ３をマスクにして異方性エッチングをＩＣＰで行った。その時の条件は、反応性ガスとしてＣＨＦ３を用い、非磁性材料層１３Ａを約０．５［μｍ］ほど異方性エッチングして、テーパ凹部１３Ｔを形成した。
【０１６７】
その後、樹脂層Ｍ３を通常の半導体製造工程と同様のレジスト除去プロセスで除去し、その断面形状をＳＥＭにより観察した結果、エッチング面が非常にきれいな湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔを有するトレンチであることが確認できた。
【０１６８】
その後、実施例１と同様なヘッド特性を評価した結果、良好な記録特性が得られた。
【０１６９】
（実施例３）
次に、前述した第３実施形態の実施例について説明する。
【０１７０】
図２１は、本実施例の記録磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。なお、これらの図では再生ヘッド部分の図示を省略した。
【０１７１】
まず、図２１（ａ）に表したように、下部磁極７の凸部１１に磁気ギャップ層１２とシード層ＳＬを形成した。具体的には、実施例５と同様の方法で、幅が０．５［μｍ］で高さが０．３［μｍ］の凸部１１を有する下部磁極７を形成し、その上に厚さが０．１５［μｍ］のＡｌ_２Ｏ_３からなる磁気ギャップ層１２を形成し、さらにその上に厚さが０．１［μｍ］のＮｉ_５０Ｆｅ_５０［ａｔ％］からなるシード層ＳＬを形成した。
【０１７２】
次に、図２１（ｂ）に表したように、凸部１１に自己整合した非磁性材料層１３Ａとして厚さが１．５［μｍ］のＡｌ_２Ｏ_３をＲＦスパッタで形成した後、平坦化樹脂層Ｍ３を約１．０［μｍ］の厚みに塗布し、ベークして平坦化を行った。そして、ＲＩＥで非磁性材料層１３が０．３［μｍ］の幅で表面に露出するまでエッチングを行った。
【０１７３】
次に、図２１（ｃ）に表したように、樹脂層Ｍ３をマスクにしてＩＣＰでテーパ凹部１３Ｔをエッチングにより形成した。その結果、凹部１３Ｔのテーパ角度θが７０度でその底の幅が０．５μｍのトレンチが形成された。
【０１７４】
次に、図２１（ｄ）に表したように、テーパ凹部１３Ｔを樹脂で埋め込んだ。具体的には、粘度の小さい平坦化樹脂ＢＲを厚さ約１．３μｍを塗布して凹部１３Ｔを埋め込んだ後、テーパ凹部１３Ｔの開口が表面に露出するまでＩＢＥ法によりエッチングを行った。この時にエッチング方法は、特にＩＢＥ法に限定されず、樹脂ＢＲをエッチングできるものであれば良い。
【０１７５】
次に、図２１（ｅ）に表したように、、非磁性材料層１３ＢとしてＡｌ２Ｏ３を０．６［μｍ］の厚みにスパッタ法で形成する。
【０１７６】
次に、図２１（ｆ）に表したように、非磁性材料層１３Ｂの上にパターン形成用のレジストを約１．０［μｍ］塗布し、凸部１１についての位置合わせマークを基準に用いてこのレジストを露光・現像した後、１４０℃のベークを施すことで先のレジストパターンのテーパ角度が約６０度でその開口幅が０．４［μｍ］のテーパレジストパターンからなるマスクＭ２を形成した。
【０１７７】
次に、図２１（ｇ）に表したように、マスクＭ２の上からＩＢＥを用いてエッチングを行い非磁性材料層１３Ｂに緩やかなテーパ状の開口１３Ｈを形成する。本実施例においてＩＢＥの条件は、ビームの入射角度が３０度、ビームの加速電圧が５００［Ｖ］で約５０分間実施することで、非磁性材料層１３Ｂのテーパ角度が４５度でその開口幅が１．７［μｍ］のなだらかな開口１３Ｒが形成されていた。この形成されるテーパ角度は、非磁性体とレジストの選択比によって制御される。
【０１７８】
最後に、図２１（ｈ）に表したように、残ったレジストマスクＭ２を除去することにより、底の幅が０．５［μｍ］でテーパ角度が７０度のテーパ凹部１３Ｔと、その上に形成されたテーパ角度が４５度の緩やかな斜面を有する凹部１３Ｒとからなる２段凹部の上部磁極形成用のトレンチが形成された。
【０１７９】
（実施例４）
次に、前述した第３実施形態の別の実施例について図１０及び図１１を参照しつつ説明する。
【０１８０】
図１０（ａ）〜（ｃ）に表した工程は、前述した実施例３と同様な流れで行ったが、その時に用いた非磁性材料層１３ＡとしてＡｌ_２Ｏ_３、非磁性材料層１３ＢとしてＳｉＯ２をそれぞれ用いた。
【０１８１】
この様にして作成された試料について、凸部１１をマークとしてパターニングすることにより図示しないレジストパターンを形成し、この上にマスクとなるＮｉ−Ｆｅを０．１［μｍ］形成する。しかる後にレジストを除去するリフトオフ工程を用いて、図１１（ａ）に表したように、開口Ｏの幅が０．２［μｍ］のマスクＭ２を形成した。
【０１８２】
次に、図１１（ｂ）に表したように、等方性エッチングを行った。この時のエッチング方法として、本実施例では、フッ酸系の溶液によるウェットエッチングと、実施例１で実施したＣＤＥによる等方性エッチングの２つの方法を採用した。
【０１８３】
いずれのエッチング法においても、埋め込み樹脂ＢＲがエッチングストッパとして作用し、エッチング形状１３Ｒが湾曲を有する凹部となることが確認された。但し、ウェットエッチングの方が凹部１３Ｒの横方向の広がりがＣＤＥに比べ０．２［μｍ］程度広かった。
【０１８４】
次に、図１１（ｃ）に表したように、酸系ウェットエッチングもしくはドライエッチングによりマスクＭ２であるＮｉ−Ｆｅ膜を除去し、埋め込み樹脂ＢＲを有機溶剤等を用いて除去して、湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔとを有する２段トレンチが得られた。
【０１８５】
（実施例５）
次に、前述した第５実施形態の実施例について図１２を参照しつつ説明する。
【０１８６】
まず、図１２（ａ）に表したように、下部磁極７の凸部１１に自己整合したトレンチを前述したいずれかの実施例と同様の方法で形成する。
【０１８７】
次に、図１２（ｂ）に表したアンブレラ状マスクＭ３の根元に相当するレジストＡを塗布した後、アンブレラ状マスクＭ３の傘に相当するレジストＢを順に塗布する。本実施例において、レジストＡの塗布厚は０．８［μｍ］、レジストＢの塗布厚は０．８［μｍ］とした。
【０１８８】
次に、アンブレラ状マスクＭ３の傘に相当するレジストＢを露光プロセスによりパターニングし、次にこのレジストＢをマスクにしてレジストＡを現像する。
この時、レジストＡを現像する溶液によりレジストＢがあまり溶解しないように、レジストＡ及びＢとそれぞれ各現像液の材料を組み合わせることが好ましい。この様にして、２回の現像を行うことで、図１１Ｂに表したように、傘の幅が２．５［μｍ］で、根元の幅が０．５［μｍ］のアンブレラ状マスクＭ３が形成された。
【０１８９】
次に、図１２（ｃ）に表したように、非磁性材料層１３を形成した。本実施例においては、非磁性材料層１３として厚さが０．６［μｍ］のＡｌ_２Ｏ_３を、真空度が１［ｍＴｏｏｒ］の圧力下でスパッタ法により堆積した。このような方法により形成された湾曲凹部１３Ｒは、そのスロープの傾斜角度が２０度〜４０度を有する形状となっていることが確認された。そして、最後にこのアンブレラ状マスクＭ３を酸素アッシングや有機溶剤等により除去することで、エッチング面が非常にきれいな湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔを有するトレンチが形成されたことが確認できた。
【０１９０】
（実施例６）
次に、前述した第７実施形態の実施例について図１４を参照しつつ説明する。
【０１９１】
まず、図１４（ａ）に表したように、湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔとを有するトレンチを前述したいずれかの実施例の方法で作成し、さらに、収束形状を有する上部磁極１５をフレームメッキ法やスパッタ法やＣＤＶ法等の方法で形成する。本実施例においては、フレームメッキによりＮｉ_５０Ｆｅ_５０［ａｔ％］を３．５［μｍ］厚さ形成した。しかし、一般的にフレームを湾曲凹部の内部に精度形成することが非常に困難であり、コストアップの原因ともなる。本実施例に於いても、フレームは湾曲凹部１３Ｒから約０．５［μｍ］ほど外側にずれた位置に形成したので上部磁極１５の一部に平坦部１５Ｆが形成されている。
【０１９２】
次に、図１４（ｂ）に表したように、この平坦部１５Ｆをエッチング法で除去する。本実施例においては、ＩＢＥ法を用い、その入射角度が１０度とし約４０分エッチングを行いこの平らな部分を含めた全体をエッチングにより後退させた。エッチング量は、Ｎｉ_５０Ｆｅ_５０［ａｔ％］の厚さにして０．５［μｍ］である。他のエッチング方法としては、ＷＥＴエッチングやスパッタエッチング等を用いることが可能である。
【０１９３】
この様にして、図１４（ｃ）に表したように、上部磁極１５が湾曲凹部１３Ｒの内部に形成された磁極が得られた。
【０１９４】
（実施例７）
次に、前述した第７実施形態の別の実施例について図１５〜図１７を参照しつつ説明する。
【０１９５】
前述したいずれかの実施例の方法により作製した湾曲凹部１３Ｒとテーパ凹部１３Ｔとを有する自己整合トレンチに、上部磁極１５を規定するためのレジストフレームＦを図１５（ａ）に表したように形成する。
【０１９６】
次に、図１５（ｂ）に表したように、上部磁極１５をメッキ法で下部磁極側のテーパ凹部１３Ｔ内にＮｉ_５０Ｆｅ_５０［ａｔ％］を形成し、続いて湾曲凹部１３Ｒ内にＮｉ_８０Ｆｅ_２０［ａｔ％］を厚さ約３．５［μｍ］形成した。
【０１９７】
次に、図１５（ｃ）に表したように、フレームレジストＦを除去して上部磁極１５を形成した。
【０１９８】
図１６（ａ）は、そのＡ−Ａ線縦断面図であるが、このまま磁気ヘッドにすると媒体走行面に上部磁極の上端部１５Ｅ（別名、上部磁極ヨーク）が近接することになり、磁気記録の際にこの部分から媒体への書き込みが発生する可能性がある。そこでこれらの問題を解決する為に、本実施例では以下の２通りの方法によりこの問題を解決した。
【０１９９】
まず第１の方法は、図１６（ｂ）に表したように、図１４Ｃで形成した上部磁極１５のコイル側にレジストのフレームＭを約３［μｍ］の厚みに形成し、媒体走行面に相当する部分をイオンミリングにより深さ１．０［μｍ］エッチングにより除去した。この時、媒体走行面からの距離は、本実施例において約０．５μｍとした。（別名、この追い込み量をリセス量と呼ぶ）
第２の方法について、図１７を用いて説明する。まず図１７（ａ）に表したように、テーパ凹部１３Ｔの中に上部磁極１５Ａを埋め込み形成する。その断面は図１７（ｂ）に表した如くである。
【０２００】
次に、図１７（ｃ）に表したように、リセスさせたい位置に上部磁極１５Ｂを形成するためのレジストフレームＭを形成した後、メッキ法等により上部磁極１５Ｂを形成した。しかる後に、レジストフレームＭを除去し、切断線Ｃに沿って切断することにより、媒体対向面が形成される。
【０２０１】
以上、実施の形態及び具体例としての実施例を参照しつつ本発明の磁気ヘッドの製造方法について詳細に説明した。
【０２０２】
本発明により製造される磁気ヘッドは、図１及び図２に関して前述したような特徴を有し、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、磁気記録再生装置に搭載して好適な特性を得ることができる。すなわち、隣接する記録トラックからのクロストークを防ぎ、分解能が極めて高い記録再生を実現できる。
【０２０３】
図２２は、このような磁気記録装置の概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本発明の磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、長手記録用または垂直記録用磁気ディスク２００は、スピンドル１５２に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。磁気ディスク２００は、磁気ディスク２００に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ１５３は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ１５３は、例えば、前述したいずれかの実施の形態にかかる製造方法により製造された磁気ヘッドをその先端付近に搭載している。
【０２０４】
磁気ディスク２００が回転すると、ヘッドスライダ１５３の媒体対向面（ＡＢＳ）は磁気ディスク２００の表面から所定の浮上量をもって保持される。
【０２０５】
サスペンション１５４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
【０２０６】
アクチュエータアーム１５５は、固定軸１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。
【０２０７】
図２３は、アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ１６０は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５１を有し、アクチュエータアーム１５５の一端にはサスペンション１５４が接続されている。
【０２０８】
サスペンション１５４の先端には、前述したいずれかの実施形態あるいは実施例により製造された磁気ヘッドを具備するヘッドスライダ１５３が取り付けられている。記録用ヘッドを組み合わせても良い。サスペンション１５４は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線１６４を有し、このリード線１６４とヘッドスライダ１５３に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中１６５は磁気ヘッドアッセンブリ１６０の電極パッドである。
【０２０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、下部磁極と上部磁極の先端を完全に自己整合させて形成することが可能となる。その結果として、磁気ヘッド先端部の「ずれ」に起因する隣接トラックへのサイドライティングなどの問題を解消し、記録密度を大幅に改善することが可能となる。
【０２１０】
さらに、本発明によれば、上部磁極の裾部を湾曲状に形成することにより、端部からの磁束の漏洩に起因する隣接トラックへのサイドライティングなどの問題も解消することができる。
【０２１１】
また、本発明によれば、上部磁極の上端を媒体からリセスして形成することが可能となり、端部からの磁束の漏洩によるクロスライティングなどの問題も解消することができる。
【０２１２】
本発明によれば、高密度化が可能な磁気ヘッドを確実且つ容易に製造することができるようになり、産業上のメリットは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法により得られる記録再生一体型磁気ヘッドの構成を媒体対向面から見た断面図である。
【図２】図１に示す記録再生一体型磁気ヘッドの媒体対向面に対して直角方向の縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図７】プラズマエッチングの最中にシリコンプラズマの発光強度を観察した例を表すグラフ図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に係る磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図１５】上部磁極の形成方法を表す工程断面図である。
【図１６】上部磁極の形成方法を表す工程断面図である。
【図１７】上部磁極にリセスを形成するもうひとつの方法を表す工程断面図である。
【図１８】本発明の第１実施例の記録磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図１９】本発明の第１実施例の記録磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図２０】本発明の第２本実施例の記録磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図２１】本発明の第３本実施例の記録磁気ヘッドの製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図２２】本発明により製造される磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置の概略構成を例示する要部斜視図である。す
【図２３】アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。
【図２４】記録再生一体型薄膜磁気ヘッドの構成を媒体対向面（ｍｅｄｉｕｍｆａｃｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ）から見た断面図である。
【符号の説明】
１下側磁気シールド層
２下側再生磁気ギヤツプ
３磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）
４リード
６上側再生磁気ギヤツプ
７上側磁気シールド層（下部磁極）
８シールド型ＭＲヘッド
９誘導型薄膜磁気ヘッド
１０記録再生一体型磁気ヘツド
１１下部磁極先端部（凸部）
１２記録磁気ギャップ
１３非磁性材料層
１３Ｔテーパ凹部
１３Ｒ湾曲凹部
１５上部磁極
１５Ｔテーパ凸部
１５Ｒ湾曲凸部
１６上部磁極先端部
１７絶縁層
１８コイル
ＳＬシード層（メッキ電極膜）
Ｍ平坦化層

Claims

凸部を有する下部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と対向する凸部を有する上部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と前記上部磁極の前記凸部との間に設けられた磁気ギャップと、を有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、
前記下部磁極の前記凸部の上に前記磁気ギャップを形成する磁気ギャップ形成工程と、
前記下部磁極の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する非磁性材料層を前記下部磁極の上に形成する非磁性材料層形成工程と、
開口を有するマスク層であって、前記開口下に前記非磁性材料層の前記凸部の上面が存在する、マスク層を前記非磁性材料層の上に形成するマスク層形成工程と、
前記マスク層の前記開口を通して前記非磁性材料層を等方的にエッチングすることにより第１の凹部を形成する第１凹部形成工程と、
前記第１凹部形成工程の後に、前記マスク層の前記開口を介して前記非磁性材料層を異方的にエッチングすることにより第２の凹部を形成する第２凹部形成工程と、
前記第１の凹部と前記第２の凹部に磁性材料を充填して、前記凸部を有する前記上部磁極を形成する上部磁極形成工程と、
を備えたことを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
前記マスク層形成工程は、前記マスク層を構成する材料を前記非磁性材料層の上に堆積した後にその表面を平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
前記非磁性材料層形成工程は、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する第１の非磁性材料層を前記下部磁極の上に形成する工程と、前記第１の非磁性材料層の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する中間層を前記第１の非磁性材料層の上に形成する工程と、前記中間層の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する第２の非磁性材料層を前記中間層の上に形成する工程と、を含み、
前記第１凹部形成工程は、前記マスク層の前記開口を通して前記第２の非磁性材料層を前記中間層に達するまで等方的にエッチングする工程を含み、
前記第２凹部形成工程は、前記マスク層の前記開口を通して前記中間層と前記第１の非磁性材料層とを異方的にエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
前記中間層に、前記第１凹部形成工程における前記エッチングに対するエッチング速度が前記第２の非磁性材料層のエッチング速度よりも低い材料を用いること、を特徴とする請求項３記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
前記中間層は、前記第１の非磁性材料層及び前記第２の非磁性材料層と異なる組成を有する材料からなり、前記第１凹部形成工程における前記エッチングの際にエッチングの終点を検出するエッチングモニタとして用いることを特徴とする請求項３記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
前記非磁性材料層形成工程は、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する第１の非磁性材料層を前記下部磁極の上に形成する工程と、前記第１の非磁性材料層の前記凸部に位置整合した凸部を表面に有する第２の非磁性材料層を前記第１の非磁性材料層の上に形成する工程と、を含み、
前記第１凹部形成工程は、前記マスク層の前記開口を通して前記第２の非磁性材料層を等方的にエッチングする工程を含み、
前記第２凹部形成工程は、前記マスク層の前記開口を通して前記第１の非磁性材料層を異方的にエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
前記第１凹部形成工程における前記エッチングに対する前記第２の非磁性材料層のエッチング速度を、前記第１の非磁性材料層のエッチング速度よりも大とすることを特徴とする請求項６記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
前記第２凹部形成工程における前記エッチングに対する前記第１の非磁性材料層のエッチング速度を、前記第２の非磁性材料層のエッチング速度よりも大とすることを特徴とする請求項６記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
凸部を有する下部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と対向する凸部を有する上部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と前記上部磁極の前記凸部との間に設けられた磁気ギャップと、を有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、
前記下部磁極の前記凸部の上に前記磁気ギャップを形成する第１の工程と、
前記下部磁極の上に第１の非磁性材料層を形成し、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した第１凹部を前記第１の非磁性材料層の表面に有する積層体を形成する第２の工程と、
前記積層体の前記第１凹部を前記第１の非磁性材料層とは異なる充填材料で充填する第３の工程と、
前記第１の非磁性材料層の上に、第２の非磁性材料層を形成する第４の工程と、
前記第２の非磁性材料層の上に、前記下部磁極の前記凸部と位置整合した開口を有するマスク層を形成する第５の工程と、
前記マスク層の前記開口を通して前記充填材料が露出するまで前記第２の非磁性材料層を等方的にエッチングすることにより第２の凹部を形成する第２凹部形成工程と、
前記積層体の前記第２凹部から充填材料を除去する第７の工程と、
前記積層体の前記第１凹部と前記第２の非磁性材料層の前記第２の凹部に磁性材料を充填することにより前記凸部を有する前記上部磁極を形成する上部磁極形成工程と、
を備えたことを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
凸部を有する下部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と対向する凸部を有する上部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と前記上部磁極の前記凸部との間に設けられた磁気ギャップと、を有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、
前記下部磁極の前記凸部の上に前記磁気ギャップを形成する第１の工程と、
前記下部磁極の上に第１の非磁性材料層を形成し、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した第１の凹部を前記第１の非磁性材料層の表面に形成する第２の工程と、
前記第１の凹部に根本が埋め込まれ前記第１の非磁性材料層から上方に延伸した軸部と、前記第１の非磁性材料層から離れて設けられたオーバーハング部とを有する傘状のマスクを形成する第３の工程と、
非磁性材料を堆積することにより、前記マスクの前記オーバーハング部の下に形成された第２の凹部を有する第２の非磁性材料層を前記第１の非磁性材料層の上に形成する第４の工程と、
前記マスクを除去する第５の工程と、
前記第１の凹部と前記第２の凹部に磁性材料を充填することにより前記凸部を有する前記上部磁極を形成する上部磁極形成工程と、
を備えたことを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
凸部を有する下部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と対向する凸部を有する上部磁極と、前記下部磁極の前記凸部と前記上部磁極の前記凸部との間に設けられた磁気ギャップと、を有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、
前記下部磁極の前記凸部の上に前記磁気ギャップを形成する第１の工程と、
前記下部磁極の上に第１の非磁性材料層を形成し、前記下部磁極の前記凸部に位置整合した第１凹部を前記第１の非磁性材料層の表面に形成する第２の工程と、
前記第１凹部に充填材料を設ける第３の工程と、
前記充填材料を自己収縮させることにより、前記第１凹部に埋め込まれた根本部と、根本部の上で周囲にオーバーハングした液滴部とを有する充填体を形成する第４の工程と、
非磁性材料を堆積することにより、前記充填体の前記液滴部の下に形成された第２の凹部を有する第２の非磁性材料層を前記第１の非磁性材料層の上に形成する第５の工程と、
前記充填体を除去する第６の工程と、
前記第１凹部と前記第２の凹部に磁性材料を充填することにより前記凸部を有する前記上部磁極を形成する上部磁極形成工程と、
を備えたことを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
前記磁気ギャップ形成工程は、前記磁気ギャップの上に導電性のシード層を形成する工程を含み、
前記上部磁極形成工程は、前記シード層を電極としたメッキ法により前記磁性材料を充填する工程を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
前記上部磁極層形成工程は、前記磁性材料を充填する前に前記上部磁極の形状を規定するためのフレームを前記第１の凹部に設ける工程、または、前記磁性材料を充填した後にその周囲をエッチングしてトリミングする工程、のいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の磁気記録ヘッドの製造方法。