JP4009234B2 - 垂直磁気記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスクなどの記録媒体の媒体面に対して垂直方向に磁界を与えて記録を行う垂直磁気記録ヘッドの製造方法に係り、特に前記記録媒体に狭トラックで磁気データを記録できる垂直磁気記録ヘッドの容易な製造方法を提供することを目的としている。

図１２に示される磁気ヘッドは、垂直磁気記録方式の装置に使用される記録用の磁気ヘッドである。記録媒体の媒体面に対する垂直方向に媒体を磁化させる垂直磁気記録方式は、媒体面に対する水平方向に媒体を磁化させる方式に比べて、磁気データを高密度で記録することができる。

図１２は前記垂直磁気記録方式の装置に使用される磁気ヘッドの構造を示す断面図、図１３は前記図１２の磁気ヘッドの正面図である。なお、図１３は、磁気ヘッドを図１３に示される一点鎖線で切断し、矢印方向からみた断面図である。

磁気ヘッドＨは、記録媒体上を浮上して移動しまたは摺動するスライダのトレーリング側端面に設けられるものである。

前記磁気ヘッドＨは、主磁極層１と主磁極層１上に設けられたリターンパス層（補助磁極層）２を有している。主磁極層１、リターンパス層２は強磁性材料によって形成されている。

主磁極層１の端面１ａとリターンパス層２の端面２ａ、は、前記対向面２ａにおいて、所定距離の間隔を有している。また、リターンパス層２と主磁極層１は、磁気接続部１ｂにおいて磁気的に接続されている。

リターンパス層２と主磁極層１との間にはＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂などの無機材料による非磁性絶縁層３が設けられており、非磁性絶縁層３の内に、Ｃｕなどの導電性材料で形成されたコイル層４が形成されている。

主磁極層１の端面１ａの面積は、リターンパス層２の端面２ａでの面積よりも十分に小さい。

従って、主磁極層１の端面１ａの対向部分で磁束φが集中し、端面１ａが対向する部分での記録媒体Ｍのハード膜Ｍａに対し、前記磁束φにより磁気データが記録される。記録媒体Ｍは例えばディスク状であり、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、主磁極層１から発生した磁束φはソフト膜Ｍｂを通過して、リターンパス層２にはいる。

図１２及び図１３に示される垂直磁気記録ヘッドのリターンパス層２には、主磁極層１側に突出する凸部２ｂが形成されている。この凸部２ｂが設けられていると、主磁極層１から記録媒体Ｍを経てリターンパス層２に流れる磁束の拡がりを抑えることができ、記録媒体Ｍ上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。このような、垂直磁気記録ヘッドは特許文献１に記載されている。
特開２００２−９２８２０号公報

しかし、特許文献１にはそのような垂直磁気記録ヘッドの具体的な製造方法の記載がない。

本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させることができ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にする垂直磁気記録ヘッドの容易な製造方法を提供することを目的とする。

本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。
磁性材料で主磁極層を形成する工程、
前記主磁極層の両側部及び上部に第２の非磁性層を設ける工程、
前記第２の非磁性層の両側部及び上部に、同一条件下でエッチングしたときに、前記主磁極層及び前記第２の非磁性層よりもエッチング速度が小さい第１の非磁性層を設ける工程、
研磨により、前記第１の非磁性層の上面、前記第２の非磁性層の上面、及び前記主磁極層を同一面とする平坦化処理を行う工程、
前記主磁極層の上面、前記第１の非磁性層の上面及び、前記第２の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削り、前記主磁極層の上面及び前記第２の非磁性層の上面を、前記第１の非磁性層の上面より下方に位置させて、前記第１の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面及び前記第２の非磁性層の上面からなる溝部を形成する工程、
前記第１の非磁性層、前記主磁極層、及び、第２の非磁性層の上に非磁性材料層を積層し、前記溝部の上の部分の前記非磁性材料層の上面に凹部を形成する工程と、
前記非磁性材料層の上に補助磁極層を形成し、前記凹部の内部に、前記補助磁極層と一体に形成され前記主磁極層の方向に延びる凸部を形成する工程。

磁性材料からなる主磁極層と絶縁性材料からなる前記第１の非磁性層は、異なるエッチング速度を有しており、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層のほうがはやく、前記第１の非磁性層のほうがおそい。

このため、前記主磁極層の上面と前記第１の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削ったときに、前記第１の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面からなる溝部を形成することができる。

その後、溝部の上に前記非磁性材料層を介して、補助磁極層を形成するので、前記凹部の内部に、前記補助磁極層と一体に形成され前記主磁極層の方向に延びる凸部を容易に形成することができる。

本発明によって形成された記録ヘッドは、前記補助磁極層に前記主磁極層の方向に延びる凸部が形成されているので、主磁極層から補助磁極層に流れる磁束の拡がりを抑えることができる。

さらに、前記凸部が前記非磁性材料層に形成された前記凹部の内部に位置しているので、垂直磁気記録ヘッドの内部で主磁極層から補助磁極層に流れる磁束が発生する。このため、主磁極層から発生する磁界の強度を単に強める従来の垂直磁気記録ヘッドに比べて、前記磁界の強度を適切に調整することが容易である。

従って、本発明によって形成された垂直磁気記録ヘッドでは、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させること、及び記録媒体上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にし、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。

本発明のように、第２の非磁性層が主磁極層の両側部に設けられると、前記主磁極層、前記第２の非磁性層及び前記第１の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削ったときに、前記主磁極層の上面を深く掘りこむこと及び前記主磁極層の上面を平坦化することが容易になり、前記第１の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面からなる溝部の確実な形成が容易になる。

本発明では、前記第２の非磁性層が前記第１の非磁性層よりはやく削れていくために、前記第２の非磁性層が前記溝部の形成を促進する。

前記第１の非磁性層は、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）で形成され、前記第２の非磁性層はＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ｓｉの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｗの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｔａの酸化物のいずれか１種または２種以上で形成される。

または、前記第１の非磁性層は、例えば、ＳｉＯ₂またはＡｌ−Ｓｉ−Ｏの両方あるいはいずれか一方で形成され、前記第２の非磁性層はＷ、ＷＯ₃、Ｃｒ、ＣｒＯ_X、Ｍｏのいずれか１種または２種以上で形成される。

本発明の製造方法では、磁性材料からなる主磁極層と絶縁性材料からなる前記第１の非磁性層は、異なるエッチング速度を有しており、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層のほうがはやく、前記第１の非磁性層のほうがおそい。

このため、前記主磁極層の上面と前記第１の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削ったときに、前記第１の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面からなる溝部を形成することができる。

その後、溝部の上に前記非磁性材料層を介して、補助磁極層を形成するので、前記凹部の内部に、前記補助磁極層と一体に形成され前記主磁極層の方向に延びる凸部を容易に形成することができる。

本発明によって形成された垂直磁気記録ヘッドは、前記凸部が前記非磁性材料層に形成された前記凹部の内部に位置しているので、垂直磁気記録ヘッドの内部で主磁極層から補助磁極層に流れる磁束が発生する。このため、主磁極層から発生する磁界の強度を単に強める従来の垂直磁気記録ヘッドに比べて、前記磁界の強度を適切に調整することが容易である。

従って、本発明の垂直磁気記録ヘッドでは、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させること、及び記録媒体上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にし、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態の垂直磁気記録ヘッドの製造方法によって形成された垂直磁気記録ヘッドを示す縦断面図である。

図１に示す垂直磁気記録ヘッドＨ１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。

記録媒体Ｍは例えばディスク状であり、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。

スライダ２１はＡｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣなどの非磁性材料で形成されており、スライダ２１の対向面２１ａが記録媒体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２１が記録媒体Ｍの表面から浮上し、またはスライダ２１が記録媒体Ｍに摺動する。図１においてスライダ２１に対する記録媒体Ｍの移動方向はＡ方向である。

スライダ２１のトレーリング側端面２１ｂには、Ａｌ₂Ｏ₃またはＳｉＯ₂などの無機材料による非磁性絶縁層２２が形成されて、この非磁性絶縁層２２の上に読取り部Ｈ_Rが形成されている。

読取り部Ｈ_Rは下部シールド層２３と上部シールド層２６と、下部シールド層２３と上部シールド層２６との間の無機絶縁層（ギャップ絶縁層）２５内に位置する読み取り素子２４とを有している。読み取り素子２４は、ＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどの磁気抵抗効果を利用した素子である。

読取り部Ｈ_Rの上にＡｌ₂Ｏ₃またはＳｉＯ₂などの無機材料による分離層２７が形成されて、分離層２７の上に記録用の磁気ヘッドＨ１が設けられている。磁気ヘッドＨ１の記録媒体との対向面Ｈ１ａは、スライダ２１の対向面２１ａとほぼ同一面である。

なお、読取り部Ｈ_Rを設けず、スライダ２１のトレーリング側端部に垂直磁気記録用の磁気ヘッドＨ１のみを搭載してもよい。

磁気ヘッドＨ１では、パーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ）などの強磁性材料がメッキされてヨーク層２８が形成されている。ヨーク層２８は、分離層２７内に埋設されており、記録媒体との対向面Ｈ１ａには露出していない。

ヨーク層２８の上面にはＮｉＦｅなどの導電性金属膜によるメッキ下地膜がスパッタにより成膜されている。

図１に示す実施形態では、図示しない下地層を介して主磁極層２９がメッキで形成されている。主磁極層２９は強磁性材料でメッキされたものであり、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏなどの飽和磁束密度の高い材料で形成されている。主磁極層２９はヨーク層２８よりも飽和磁束密度Ｂｓが高い磁性材料で形成されていることが好ましい。

本実施の形態では、主磁極層２９は前記対向面Ｈ１ａ側からハイト方向後端部まで均一の膜厚ｔ１を有している。対向面Ｈ１ａ側の前端面２９ｂは対向面Ｈ１ａに露出している。

図２は図１の磁気ヘッドの正面図である。なお、図１は、磁気ヘッドを図２に示される一点鎖線で切断し、矢印方向からみた断面図である。

図２に示すように、対向面Ｈ１ａに現れている主磁極層２９は、トラック幅方向（Ｘ方向）への幅寸法がＷｔとなるように形成されている。なお、図示はしないが、ヨーク層２８のトラック幅方向寸法は、主磁極層２９のトラック幅方向寸法Ｗｔより大きくなっている。

図２に示されるように、主磁極層２９の両側部には、第２の非磁性層３０を介して第１の非磁性層３１が形成されている。第２の非磁性層３０の上面３０ａは第１の非磁性層３１の上面３１ａより、下方（図示Ｚ１方向）に位置している。

また、主磁極層２９の両側部に設けられた第１の非磁性層３１，３１の内側面３１ｂ，３１ｂと、第２の非磁性層３０，３０の上面３０ａ，３０ａ及び主磁極層２９の上面２９ａによって溝部Ｇが形成されている。第１の非磁性層３１，３１と主磁極層２９の上にはアルミナまたはＳｉＯ₂などからなる非磁性材料層３２が設けられており、非磁性材料層３２には、前記溝部Ｇの上で凹部３２ａが形成されている。

非磁性材料層３２の上には、パーマロイなどの強磁性材料によって、補助磁極層３３が形成されている。補助磁極層３３の前端面３３ａは、記録媒体との対向面Ｈ１ａに露出している。

また、図１に示されるように、対向面Ｈ１ａよりも奥側で、補助磁極層３３の接続部３３ｂと主磁極層２９及びヨーク層２８とが接続されている。これにより、補助磁極層３３、主磁極層２９及びヨーク層２８、主磁極層２９を結ぶ磁路が形成されている。

非磁性材料層３２は接続部３３ｂの周囲にも形成されている。この非磁性材料層３２の上にコイル絶縁下地層３６を介してＣｕなどの導電性材料によりコイル層３４が形成されている。このコイル層３４はフレームメッキ法などで形成されたものであり、接続部３３ｂの周囲に所定の巻き数となるようにスパイラル（螺旋）状にパターン形成されている。なお、コイル層３４が主磁極層２９の周囲を巻回するトロイダル形状であってもよい。
コイル層３４の上にはコイル絶縁層３５が形成されており、補助磁極層３３は絶縁層３５上を経て接続部３３ｂに達する。

コイル層３４の巻き中心側の接続端３４ａは図示しないリード層に接続されている。リード層からコイル層３４に記録電流の供給が可能となっている。

そして、補助磁極層３３およびリード層が、無機非磁性絶縁材料などで形成された保護層（図示せず）に覆われている。

図１及び図２に示す磁気ヘッドＨ１では、リード層を介してコイル層３４に記録電流が与えられると、コイル層３４を流れる電流の電流磁界によって補助磁極層３３とヨーク層２８に記録磁界が誘導される。図１に示すように、対向面Ｈ１ａでは、主磁極層２９の前端面２９ｂと補助磁極層３３の前端面３３ａからの漏れ記録磁界が、記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを貫通しソフト膜Ｍｂを通過する。

図２に示すように、主磁極層２９の前端面２９ｂの厚みＨｔは、補助磁極層３３の前端面３３ａの厚みＨｒよりも小さく、主磁極層２９の前端面２９ｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法Ｗｔは、補助磁極層３３の前端面３４ａの同方向での幅寸法Ｗｒよりも十分に短くなっている。その結果、対向面Ｈ１ａでは、主磁極層２９の前端面２９ｂの面積が、補助磁極層３３の前端面３３ａでの面積よりも十分に小さい。

従って、主磁極層２９の前端面２９ｂに洩れ記録磁界の磁束Ｃが集中し、この集中している磁束Ｃにより前記ハード膜Ｍａが垂直方向へ磁化されて、磁気データが記録される。

本実施の形態の特徴部分についてのべる。
図２に示されるように、非磁性材料層３２には、溝部Ｇの上で凹部３２ａが形成されている。また、補助磁極層３３の対向面Ｈ１ａ側には主磁極層２９の方向に延びる凸部３３ｂが一体に形成されており、凸部３３ｂが凹部３２ａの内部に位置している。

図１及び図２にしめされる記録ヘッドは、補助磁極層３３に主磁極層２９の方向に延びる凸部３３ｂが形成されているので、主磁極層２９から補助磁極層３３に流れる磁束の拡がりを抑えることができる。

従って、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させること、及び記録媒体上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にし、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、主磁極層２９と第１の非磁性層３１の間に、第２の非磁性層３０が介在し、第２の非磁性層３０の上面３０ａが第１の非磁性層３１の上面３１ａより下方（図示Ｚ１方向）に位置している。

また、本実施の形態では、第１の非磁性層３１は、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）で形成され、第２の非磁性層３０はＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、ＳｉＯ₂などのＳｉの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｗの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｔａの酸化物のいずれか１種または２種以上で形成される。

または、第１の非磁性層３１は、例えば、ＳｉＯ₂、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏの両方またはいずれかの絶縁性材料で形成され、第２の非磁性層３０はＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、ＷＯ₃、Ｍｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｕ、ＣｒＯ_X、のいずれか１種または２種以上で形成される。

第１の非磁性層３１と第２の非磁性層３０の材料をこのように選択すると、第１の非磁性層３１と第２の非磁性層３０を、同一条件下でエッチングしたときの、第２の非磁性層３０のエッチング速度が第１の非磁性層３１のエッチング速度より大きくなり、後述する第２の非磁性層３０が形成されない磁気ヘッドよりも主磁極層２９の上面を適切に平坦化できる。

なお、凸部３３ｂの下面３３ｂ１のトラック幅方向寸法Ｗ１は主磁極層２９の前端面２９ｂのトラック幅方向寸法Ｗｔより小さいほうが、磁束Ｃを収束できるので好ましい。ただし、本発明では凸部３３ｂの下面３３ｂ１のトラック幅方向寸法Ｗ１が主磁極層２９の前端面２９ｂのトラック幅方向寸法Ｗｔより大きくても、同じであってもよい。

本発明の第１の実施の形態として、図１及び図２に記載した垂直磁気記録ヘッドの製造方法を説明する。

図３ないし図６は製造方法を工程別に示したものであるが、各図において（ａ）図は対向面Ｈ１ａ側から見た部分正面図、（ｂ）図は縦断面図である。

図３に示す工程では、読み取り部Ｈｒ上に、アルミナやＳｉＯ₂などの絶縁性材料を用いて、分離層２７を形成し、分離層２７に強磁性材料からなるヨーク層２８を埋設する。

まず、アルミナやＳｉＯ₂を用いて第１分離層２７ａを、スパッタ法や蒸着法によって成膜し、第１分離層２７ａの上面をＣＭＰ研磨処理などで研磨して平坦化面とする。次に、第１分離層２７ａの上の、対向面Ｈ１ａから所定距離Ｌ１離れた位置に、ヨーク層２８をＮｉＦｅなどの強磁性材料を用いてフレームメッキ法を用いてメッキ形成する。その後、第１分離層２７ａ及びヨーク層２８を覆うように、アルミナやＳｉＯ₂を用いて第２分離層２７ｂをスパッタ法や蒸着法によって成膜し、第２分離層２７ｂの上面をＣＭＰ研磨処理などで研磨して、ヨーク層２８の上面２８ａを露出させ、この上面２８ａと第２分離層２７ｂの上面２７ｂ１を平坦化して同一面とする。

次に同一面となったヨーク層２８の上面２８ａと第２分離層２７ｂの上面２７ｂ１にメッキ下地膜（図示せず）をスパッタにて成膜する。メッキ下地膜は、ＮｉＦｅなどの磁性材料によって形成する。

次に、メッキ下地膜を電極として使用し、主磁極層２９をレジスト層によって形成されたフレームを用いてフレームメッキ形成する。主磁極層２９は、ヨーク層２８より飽和磁束密度の大きい強磁性材料を用いて形成する。具体的には、主磁極層２９をＮｉ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｒｈ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉなどで形成することができる。その後レジスト層を除去する。なお、図３に示される主磁極層２９をメッキ形成する工程では、主磁極層２９の膜厚を、完成時の膜厚より大きくしておく必要がある。レジスト層を除去したあと、主磁極層２９の周囲に露出しているメッキ下地膜をイオンミリングなどによって除去する。また、イオンミリングによって主磁極層２９をトラック幅方向にけずり、主磁極層２９のトラック幅方向寸法を小さくしてもよい。

さらに、主磁極層２９の両側部、後方部、及び上部に第２絶縁層３０を設け、第２絶縁層３０の上に第１絶縁層３１を積層する。

第１の非磁性層３１は、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）で形成され、第２の非磁性層３０はＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、ＳｉＯ₂などのＳｉの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｗの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｔａの酸化物のいずれか１種または２種以上で形成される。

または、第１の非磁性層３１は、例えば、ＳｉＯ₂、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏの両方またはいずれかの絶縁性材料で形成され、第２の非磁性層３０はＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、ＷＯ₃、Ｍｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｕ、ＣｒＯ_X、のいずれか１種または２種以上で形成される。

第１の非磁性層３１と第２の非磁性層３０の材料をこのように選択すると、第１の非磁性層３１と第２の非磁性層３０を、同一条件下でエッチングしたときの、第２の非磁性層３０のエッチング速度が第１の非磁性層３１のエッチング速度より大きくなる。

また、第１の非磁性層３１、第２の非磁性層３０、及び主磁極層２９を、同一条件下でエッチングしたときの、第２の非磁性層３０及び主磁極層２９のエッチング速度が第１の非磁性層３１のエッチング速度より大きくなる。

なお、第１の非磁性層３１、第２の非磁性層３０、及び主磁極層２９のエッチング速度を比較するためのエッチングの条件は例えば以下に示すものである。
エッチングガス：中性アルゴン（Ａｒ）
イオンミリングのビーム電圧：４００Ｖ
イオンミリングのビーム電流：３００ｍＡ
イオンミリングのビーム傾斜角度θ：基板表面の法線方向に対して４５度

次に、図４に示す工程では、第１の非磁性層３１の上面をＣＭＰ研磨加工を施して削り、主磁極層２９の上面、第２の非磁性層３０の上面を露出させて第１の非磁性層３１の上面と同一面にする。

次に、図５に示す工程では、第１の非磁性層３１の上面、第２の非磁性層３０の上面及び主磁極層２９の上面をドライエッチング法（イオンミリング）によって削っていく。

このとき、第１の非磁性層３１の内側面３１ｂ，３１ｂと、主磁極層２９の上面２９ａからなる溝部Ｇを形成することができる。

磁性材料からなる主磁極層２９と絶縁性材料からなる第１の非磁性層３１は、異なるエッチング速度を有しており、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層２９のほうがはやく、第１の非磁性層３１のほうがおそい。

このため、主磁極層２９の上面２９ａと第１の非磁性層３１の上面をドライエッチング法によって削ったときに、第１の非磁性層３１の内側面３１ｂ，３１ｂと、主磁極層２９の上面２９ａからなる溝部Ｇを形成することができるのである。

次に、図６に示す工程では、第１の非磁性層３１と主磁極層２９の上に非磁性材料層３２を積層し、溝部Ｇの上の部分の非磁性材料層３２に凹部３２ａを形成する。

図６に示される工程の後、コイル絶縁下地層３６、コイル層３４、コイル絶縁層３５、補助磁極層３３を形成する。補助磁極層３３を形成する前には、補助磁極層３３の接続部３３ｂを形成するために、コイル絶縁層３５、非磁性材料層３２に貫通孔を設けて、主磁極層２９の後方部の上面を露出させておく。

対向面Ｈ１ａ側では、非磁性材料層３２の上に補助磁極層３３が形成され、非磁性材料層３２の凹部３２ａの内部に補助磁極層３３の凸部３３ｂが形成される。凸部３３ｂは補助磁極層３３と一体にメッキ形成され、主磁極層２９の方向（図示Ｚ１方向）に延びている。

本実施の形態では、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層２９と第１の非磁性層３１とで異なることを利用して形成した溝部Ｇの上に非磁性材料層３２を介して、補助磁極層３３を形成するので、凹部３２ａの内部に補助磁極層３３と一体に形成され、主磁極層２９の方向に延びる凸部３３ｂを容易に形成することができる。

また、本実施の形態では、主磁極層２９の上面、両側面に第２の非磁性層３０を形成したのち、第２の非磁性層３０の両側部及び上部に第１の非磁性層３１を設け、図５に示されるドライエッチング工程において、第２の非磁性層３０の上面３０ａが第１の非磁性層３１の上面３１ａより、下方（図示Ｚ１方向）に位置するように、主磁極層２９の上面２９ａと第２の非磁性層３０の上面３０ａ及び第１の非磁性層３１の上面３１ａをドライエッチング法によって削っている。

本実施の形態では、第１の非磁性層３１と第２の非磁性層３０の材料を上記のごとく選択しているので、第１の非磁性層３１と第２の非磁性層３０を、同一条件下でエッチングしたときの、第２の非磁性層３０のエッチング速度が第１の非磁性層３１のエッチング速度より大きくなる。

従って、主磁極層２９、第２の非磁性層３０及び第１絶縁層の上面をドライエッチング法によって削ったときに、第２の非磁性層３０が第１の非磁性層３１よりはやく削れていくために、第２の非磁性層３０が溝部Ｇの形成を促進する。この結果、主磁極層２９の上面２９ａを深く掘りこむこと及び主磁極層２９の上面２９ａを平坦化することが容易になり、第１の非磁性層３１の内側面３１ｂ，３１ｂと、主磁極層２９の上面２９ａからなる溝部Ｇの確実な形成が容易になる。第２の非磁性層３０を形成する本実施の形態は、後で示す第２の非磁性層３０を形成しない製造方法に比べて、主磁極層２９のトラック幅方向寸法（図示Ｘ方向寸法）が小さくなった場合でも、溝部Ｇ及び非磁性材料層３２の凹部３２ａを確実に形成することができる。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す工程では、主磁極層２９の前方部２９Ｆの上面２９ａと第２の非磁性層３０の前方部の上面３０ａ及び第１の非磁性層３１の前方部の上面３１ａをイオンミリングによって削った。

ここで、第１の非磁性層３１を、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）で形成し、第２の非磁性層３０をＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｕ、ＳｉＯ₂などのＳｉの酸化物、Ｔｉの酸化物、ＷＯ₃などのＷの酸化物、ＣｒＯ_XなどのＣｒの酸化物、Ｔａの酸化物のいずれか１種または２種以上で形成すると第２の非磁性層３０を選択的に反応性イオンエッチングによって削ることが可能になる。

または、第１の非磁性層３１を、例えば、ＳｉＯ₂で形成し、第２の非磁性層３０をＷ
、ＷＯ₃、Ｃｒ、ＣｒＯ_X、Ｍｏのいずれか１種または２種以上で形成しても第２の非磁性層３０を反応性イオンエッチングによって選択的に削ることが可能になる。
第２の非磁性層３０を反応性イオンエッチングによって選択的に削ると、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すように、第２の非磁性層３０の前方部の上面３０ａのみが削られる。その後、イオンミリングによって主磁極層２９の前方部２９Ｆの上面２９ａを削って、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す状態にすることができる。
図７ないし図１１は別の形態（比較例）の垂直磁気記録ヘッドの製造方法を工程別に示したものであるが、各図において（ａ）図は対向面Ｈ１ａ側から見た部分正面図、（ｂ）図は縦断面図である。なお、図７ないし図１１に示した製造方法と図３ないし図６に示した製造方法の違いは第２の非磁性層の形成の有無であり、同じ符号を付した部材の構造及び材料は特に説明のない限り、図３ないし図６に示したものと同じである。

図９に示す工程では、読み取り部Ｈｒ上に、アルミナやＳｉＯ₂などの絶縁性材料を用いて、分離層２７を形成し、分離層２７に強磁性材料からなるヨーク層２８を埋設する。

次に、主磁極層２９をレジスト層によって形成されたフレームを用いてフレームメッキ形成する。
さらに、主磁極層２９の両側部、後方部、及び上部に第１絶縁層３１を積層する。

本形態では、第１の非磁性層３１は、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ＳｉＯ₂、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、のいずれか１種または２種以上で形成される。

次に、図８に示す工程では、第１の非磁性層３１の上面をＣＭＰ研磨加工を施して削り、主磁極層２９の上面を露出させて第１の非磁性層３１の上面と同一面にする。

次に、第１の非磁性層３１の上面及び主磁極層２９の上面をドライエッチング法（イオンミリング）によって削っていく。

このとき、第１の非磁性層３１の内側面３１ｂ，３１ｂと、主磁極層２９の上面２９ａからなる溝部Ｇを形成することができる。

磁性材料からなる主磁極層２９と絶縁性材料からなる第１の非磁性層３１は、異なるエッチング速度を有しており、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層２９のほうがはやく、第１の非磁性層３１のほうがおそい。

このため、主磁極層２９の上面２９ａと第１の非磁性層３１の上面をドライエッチング法によって削ったときに、第１の非磁性層３１の内側面３１ｂ，３１ｂと、主磁極層２９の上面２９ａからなる溝部Ｇを形成することができるのである。

次に、図１０に示す工程では、第１の非磁性層３１と主磁極層２９の上に非磁性材料層３２を積層し、溝部Ｇの上の部分の非磁性材料層３２に凹部３２ａを形成する。

図１０に示される工程の後、コイル絶縁下地層３６、コイル層３４、コイル絶縁層３５、補助磁極層３３を形成すると図１１に示される垂直磁気記録ヘッドが得られる。

なお、補助磁極層３３を形成する前には、補助磁極層３３の接続部３３ｂを形成するために、コイル絶縁層３５、非磁性材料層３２に貫通孔を設けて、主磁極層２９の後方部の上面を露出させておく。

対向面Ｈ１ａ側では、非磁性材料層３２の上に補助磁極層３３が形成される。非磁性材料層３２の凹部３２ａの内部に補助磁極層３３の凸部３３ｂが形成される。凸部３３ｂは補助磁極層３３と一体にメッキ形成され、主磁極層２９の方向（図示Ｚ１方向）に延びている。

本形態では、ドライエッチングに対する削れ方の速度が主磁極層２９と第１の非磁性層３１とで異なることを利用して形成した溝部Ｇの上に非磁性材料層３２を介して、補助磁極層３３を形成するので、凹部３２ａの内部に補助磁極層３３と一体に形成され、主磁極層２９の方向に延びる凸部３３ｂを容易に形成することができる。

図１１に示される垂直磁気記録ヘッドの図１に示す垂直磁気記録ヘッドとの違いは、第２の非磁性層３０が形成されていない点であり、同じ符号を付した部材の構造及び材料は特に説明のない限り、図１および図２に示したものと同じである。

図１１（ａ）に示されるように、主磁極層２９の両側部には、第１の非磁性層３１が形成されている。、第１の非磁性層３１は、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ＳｉＯ₂、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、のいずれか１種または２種以上で形成される。

また、主磁極層２９の両側部に設けられた第１の非磁性層３１，３１の内側面３１ｂ，３１ｂと、主磁極層２９の上面２９ａによって溝部Ｇが形成されているが、第２の非磁性層３０，３０が形成されない本実施の形態では、第１の非磁性層３１，３１の内側面３１ｂ，３１ｂが膜面方向に対する傾斜面になりやすい。ただし、第１の非磁性層３１，３１の内側面３１ｂ，３１ｂが膜面方向に対する垂直面であってもよい。

図１１に示す磁気ヘッドＨ１も、コイル層３４に記録電流が与えられると、コイル層３４を流れる電流の電流磁界によって補助磁極層３３とヨーク層２８に記録磁界が誘導される。主磁極層２９の前端面２９ｂの面積は、補助磁極層３３の前端面３３ａでの面積よりも十分に小さいため、主磁極層２９の前端面２９ｂに洩れ記録磁界の磁束Ｃが集中し、この集中している磁束Ｃにより記録媒体のハード膜を垂直方向に磁化する。

図１１に示されるように、非磁性材料層３２には、溝部Ｇの上で凹部３２ａが形成されている。また、補助磁極層３３には主磁極層２９の方向に延びる凸部３３ｂが一体に形成されており、凸部３３ｂが凹部３２ｂの内部に位置している。

このため、主磁極層２９から補助磁極層３３に流れる磁束の拡がりを抑えることができる。

従って、図１１に示される垂直磁気記録ヘッドも、垂直磁気記録ヘッドから発生する磁界を効果的に収束させること、及び記録媒体上の記録トラックの縁を明確に規定することがでぎ、実質的な記録トラック幅を一定の範囲に容易におさめることを可能にし、狭トラック化による高記録密度化を図ることができる。

なお、凸部３３ｂの下面３３ｂ１のトラック幅方向寸法Ｗ１は主磁極層２９の前端面２９ｂのトラック幅方向寸法Ｗｔより小さいほうが、磁束Ｃを収束できるので好ましい。ただし、本発明では凸部３３ｂの下面３３ｂ１のトラック幅方向寸法Ｗ１が主磁極層２９の前端面２９ｂのトラック幅方向寸法Ｗｔより大きくても、同じであってもよい。

なお、記録媒体との対向面Ｈ１ａ上に、膜厚１５Å〜７０ÅのＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）製の保護膜が形成されていてもよい。

本発明の製造方法によって形成された垂直磁気記録ヘッドが記録媒体に対向している状態を示す断面図、 図１に示す磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 本発明の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 比較例の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 比較例の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 比較例の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 比較例の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 比較例の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 比較例の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 比較例の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する正面図、 比較例の磁気ヘッドの製造方法の工程を説明する断面図、 比較例の磁気ヘッドの製造方法によって形成された垂直磁気記録ヘッドの正面図、 図１１（ａ）に示す磁気ヘッドの断面図、 従来の垂直磁気記録ヘッドが記録媒体に対向している状態を示す断面図、 図１に示す磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図、

符号の説明

２７ 分離層
２８ ヨーク層
２９ 主磁極層
３０ 第２の非磁性層
３１ 第１の非磁性層
３２ 絶縁性材料層
３２ａ 凹部
３３ 補助磁極層
３３ｂ 凸部
３４ コイル層
３５ コイル絶縁層
Ｇ 溝部
３７ 持ち上げ層
３８ コイル絶縁層

Claims (3)

1. 以下の工程を有することを特徴とする垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
   磁性材料で主磁極層を形成する工程、
   前記主磁極層の両側部及び上部に第２の非磁性層を設ける工程、
   前記第２の非磁性層の両側部及び上部に、同一条件下でエッチングしたときに、前記主磁極層及び前記第２の非磁性層よりもエッチング速度が小さい第１の非磁性層を設ける工程、
   研磨により、前記第１の非磁性層の上面、前記第２の非磁性層の上面、及び前記主磁極層を同一面とする平坦化処理を行う工程、
   前記主磁極層の上面、前記第１の非磁性層の上面及び、前記第２の非磁性層の上面をドライエッチング法によって削り、前記主磁極層の上面及び前記第２の非磁性層の上面を、前記第１の非磁性層の上面より下方に位置させて、前記第１の非磁性層の内側面と、前記主磁極層の上面及び前記第２の非磁性層の上面からなる溝部を形成する工程、
   前記第１の非磁性層、前記主磁極層、及び、第２の非磁性層の上に非磁性材料層を積層し、前記溝部の上の部分の前記非磁性材料層の上面に凹部を形成する工程と、
   前記非磁性材料層の上に補助磁極層を形成し、前記凹部の内部に、前記補助磁極層と一体に形成され前記主磁極層の方向に延びる凸部を形成する工程。
2. 前記第１の非磁性層はアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）で形成され、前記第２の非磁性層はＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ、Ｓｉの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｗの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｔａの酸化物のいずれか１種または２種以上で形成される請求項１記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
3. 前記第１の非磁性層はＳｉＯ₂またはＡｌ−Ｓｉ−Ｏの両方あるいはいずれか一方で形成され、前記第２の非磁性層はＷ、ＷＯ₃、Ｃｒ、ＣｒＯ_X、Ｍｏのいずれか１種または２種以上で形成される請求項１記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。

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