JP4033437B2

JP4033437B2 - Manufacturing method of thin film magnetic head

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Publication number: JP4033437B2
Application number: JP2001181141A
Authority: JP
Inventors: 哲夫宮崎; 和也前川
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2021-06-15
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ヘッドジンバルアセンブリならびにハードディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドと読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magneto-resistive）素子とも記す。）を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００３】
記録ヘッドは、それぞれエアベアリング面側において互いに対向する磁極部分を含む下部磁極層および上部磁極層と、下部磁極層の磁極部分と上部磁極層の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層と、少なくとも一部が下部磁極層および上部磁極層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えている。
【０００４】
ところで、高記録密度化のために記録ヘッドに要求されることの一つに、記録トラック幅を規定する磁極幅の縮小がある。磁極幅としては、例えば０．５μｍ以下の寸法が要求されてきている。
【０００５】
記録トラック幅を規定する磁極を形成する方法としては、例えば、特開平７−２６２５１９号公報に示されるように、フレームめっき法が用いられる。フレームめっき法では、下地の上に、例えばスパッタリング法によって、めっき用の電極となる下地膜を形成し、この下地膜の上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層をフォトリソグラフィ工程によりパターニングして、めっき用のフレーム（外枠）を形成する。このフレームは、磁極を形成すべき位置に開口部を有する。そして、このフレームを用い、先に形成した下地膜を電極として電解めっきを行って、下地膜の上に、磁極となるめっき層を形成する。その後、フレームを除去し、下地膜のうち、めっき層の下に存在する部分以外の不要な部分をイオンミリング等のドライエッチングを用いて除去する。
【０００６】
フレームめっき法によって磁極幅の小さな磁極を形成するためには、幅の狭い開口部を有するフレームを形成する必要がある。幅の狭い開口部を有するフレームを形成する方法としては、例えば特開平１０−３６１３号公報、特開平１１−１７５９１５号公報および特開２０００−１３２８１２号公報に示されるように、３層以上の多層膜を用いてフレームを形成する方法が知られている。
【０００７】
ここで、３層の多層膜を用いてフレームを形成する従来の方法について簡単に説明する。この方法では、まず、３層の多層膜を形成する。この多層膜の最上層は薄いフォトレジスト層であり、その下の層は、金属、セラミック等よりなる中間層であり、最下層は実際にめっき用のフレームとなる厚いフォトレジスト層である。この方法では、フォトリソグラフィによって最上層のフォトレジスト層をパターニングして、開口部を有するマスクを形成する。次に、このマスクを用いて、反応性イオンエッチングによって中間層をパターニングする。次に、パターニングされた中間層をマスクとして、反応性イオンエッチングによって最下層のフォトレジスト層をパターニングする。この方法では、最上層のフォトレジスト層は薄いため、この最上層のフォトレジスト層をフォトリソグラフィによって微細にパターニングすることが可能である。従って、最上層のフォトレジスト層によって、幅の狭い開口部を有するマスクを形成することができる。そして、このマスクの開口部のパターンを、複数回の反応性イオンエッチングによって、中間層と最下層のフォトレジスト層に順に転写していくことで、最下層のフォトレジスト層に、幅の狭い開口部を形成することができる。
【０００８】
なお、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法における多層膜は、上記の３層の他に、特開平１１−１７５９１５号公報に示されるようなエッチングストッパ膜等の他の層を有していてもよい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用しても、例えば０．５μｍ以下のような微小な磁極幅の磁極を形成できるように、最上層のフォトレジスト層をフォトリソグラフィによって微細にパターニングすることは難しい。
【００１０】
また、最上層のフォトレジスト層によるマスクの開口部のパターンを、反応性イオンエッチングによって中間層に転写するには、反応性イオンエッチングによるオーバーエッチングが必要になる。そのため、たとえ、最上層のフォトレジスト層を微細にパターニングできたとしても、中間層によるマスクの開口部の寸法にはばらつきが生じる。
【００１１】
以上のことから、従来は、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用しても、例えば０．５μｍ以下のような微小な磁極幅の磁極を、安定して形成することは困難であった。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用して、微小な磁極幅の磁極を、安定して形成することができるようにした薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、記録媒体に対向する媒体対向面と、互いに磁気的に連結され、媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも１つの層を含む第１および第２の磁性層と、第１の磁性層の磁極部分と第２の磁性層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、少なくとも一部が第１および第２の磁性層の間に、第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、第１の磁性層と第２の磁性層の少なくとも一方は、記録トラック幅を規定する第１の部分と他の第２の部分とを含むトラック幅規定層を有する薄膜磁気ヘッドを製造する方法である。
【００１４】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
第１の磁性層を形成する工程と、
第１の磁性層の上にギャップ層を形成する工程と、
ギャップ層の上に第２の磁性層を形成する工程と、
薄膜コイルを形成する工程とを備え、
第１の磁性層を形成する工程と第２の磁性層を形成する工程の少なくとも一方は、トラック幅規定層の下地の上に、トラック幅規定層に対応した形状の開口部を有するフレームを形成する工程と、めっき法によって、フレームの開口部内に、トラック幅規定層を形成する工程とを含み、
フレームを形成する工程は、
トラック幅規定層の下地の上に、少なくとも第１の層、第２の層および第３の層を、この順に形成する工程と、
フォトリソグラフィによって、第３の層に、トラック幅規定層の第２の部分に対応した形状の第１の開口部を形成する工程と、
第１の開口部が形成された第３の層をエッチングマスクとして第２の層をエッチングして、第２の層に、第３の層における第１の開口部に対応した形状の第２の開口部を形成する工程と、
エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第２の層をエッチングして、第２の層に、トラック幅規定層の第１の部分に対応した形状の第３の開口部を形成する工程と、
第１の層によってフレームが形成されるように、第２の開口部と第３の開口部とが形成された第２の層をエッチングマスクとして第１の層をエッチングして、第１の層に、トラック幅規定層に対応した形状の第４の開口部を形成する工程とを含むものである。
【００１５】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、めっき法によってトラック幅規定層を形成するために用いられるフレームは、以下のようにして形成される。すなわち、まず、トラック幅規定層の下地の上に、少なくとも第１の層、第２の層および第３の層が、この順に形成される。次に、フォトリソグラフィによって、第３の層に、トラック幅規定層の第２の部分に対応した形状の第１の開口部が形成される。次に、第１の開口部が形成された第３の層をエッチングマスクとして第２の層をエッチングすることによって、第２の層に、第３の層における第１の開口部に対応した形状の第２の開口部が形成される。次に、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第２の層をエッチングすることによって、第２の層に、トラック幅規定層の第１の部分に対応した形状の第３の開口部が形成される。次に、第２の開口部と第３の開口部とが形成された第２の層をエッチングマスクとして第１の層をエッチングすることによって、第１の層に、トラック幅規定層に対応した形状の第４の開口部が形成され、この第１の層によってフレームが形成される。
【００１６】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、第２の開口部を形成する工程は反応性イオンエッチングを用いてもよい。
【００１７】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法は、集束イオンビームを用いたエッチング方法であってもよい。
【００１８】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、第４の開口部を形成する工程は反応性イオンエッチングを用いてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１ないし図６を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法の概略について説明する。なお、図１ないし図６において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【００２０】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図１に示したように、アルティック（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の絶縁材料よりなる絶縁層２を、例えば１〜５μｍの厚みに形成する。次に、絶縁層２の上に、スパッタリング法またはめっき法等によって、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等の磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層３を、例えば約３μｍの厚みに形成する。
【００２１】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜４を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、スパッタリング法等によって、再生用のＭＲ素子５を、例えば数十ｎｍの厚みに形成する。ＭＲ素子５には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。
【００２２】
次に、下部シールドギャップ膜４の上に、スパッタリング法等によって、ＭＲ素子５に電気的に接続される一対の電極層６を、数十ｎｍの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４およびＭＲ素子５の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜７を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。
【００２３】
なお、上記の再生ヘッドを構成する各層は、レジストパターンを用いた一般的なエッチング方法やリフトオフ法やこれらを併用した方法によってパターニングされる。
【００２４】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層（以下、下部磁極層と記す。）８を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。なお、下部磁極層８に用いる磁性材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料である。下部磁極層８は、スパッタリング法またはめっき法等によって形成される。
【００２５】
なお、下部磁極層８の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタリング法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けてもよい。
【００２６】
次に、図２に示したように、下部磁極層８の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部分において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００２７】
次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図２（ａ）において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を表している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００２８】
次に、図３に示したように、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００２９】
次に、絶縁層１１のうちの後述するエアベアリング面２０側（図３（ａ）における左側）の斜面部分からエアベアリング面２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。トラック幅規定層１２ａは、後で詳しく説明するように、めっき法によって形成される。
【００３０】
トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され、上部磁極層１２の磁極部分となる先端部１２ａ₁と、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の斜面部分の上に形成され、ヨーク部分層１２ｃに接続される接続部１２ａ₂とを有している。先端部１２ａ₁の幅は記録トラック幅と等しくなっている。すなわち、先端部１２ａ₁は記録トラック幅を規定している。接続部１２ａ₂の幅は、先端部１２ａ₁の幅よりも大きくなっている。先端部１２ａ₁は本発明における第１の部分に対応し、接続部１２ａ₂は本発明における第２の部分に対応する。
【００３１】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時に、コンタクトホール９ａの上に磁性材料よりなる連結部分層１２ｂを形成すると共に、接続部１０ａの上に磁性材料よりなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、下部磁極層８に磁気的に連結される部分を構成する。
【００３２】
次に、トラック幅規定層１２ａの周辺において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。記録ギャップ層９のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層８のエッチングには例えばイオンミリングが用いられる。図３（ｂ）に示したように、上部磁極層１２の磁極部分（トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ₁）、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分の少なくとも一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム（Trim）構造と呼ばれる。
【００３３】
次に、図４に示したように、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料よりなる絶縁層１４を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。次に、この絶縁層１４を、例えば化学機械研磨によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂおよび接続層１３の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【００３４】
次に、図５に示したように、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図５（ａ）において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を表している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００３５】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００３６】
次に、図６に示したように、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４，１６および連結部分層１２ｂの上に、パーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃを形成する。ヨーク部分層１２ｃのエアベアリング面２０側の端部は、エアベアリング面２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して下部磁極層８に接続されている。
【００３７】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００３８】
このようにして製造される本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面２０）と再生ヘッドと記録ヘッド（誘導型電磁変換素子）とを備えている。再生ヘッドは、ＭＲ素子５と、エアベアリング面２０側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層（下部磁極層８）とを有している。
【００３９】
記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、エアベアリング面２０側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも１つの層を含む下部磁極層８および上部磁極層１２と、この下部磁極層８の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層８および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル１０，１５とを有している。本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、図６（ａ）に示したように、エアベアリング面２０から、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の端部までの長さが、スロートハイトＴＨとなる。なお、スロートハイトとは、２つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）をいう。
【００４０】
本実施の形態において、下部磁極層８は本発明における第１の磁性層に対応し、上部磁極層１２は本発明における第２の磁性層に対応する。
【００４１】
次に、図７ないし図２７を参照して、本実施の形態における上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａの形成方法について詳しく説明する。図７ないし図９、図１０ないし図１２、図１３ないし図１５、図１６ないし図１８、図１９ないし図２１、図２２ないし図２４、図２５ないし図２７の各組は、それぞれ、同じ工程に対応している。また、図９、図１２、図１５、図１８、図２１、図２４および図２７は、トラック幅規定層１２ａの形成方法の各工程中の積層体の上面を表している。図７、図１０、図１３、図１６、図１９、図２２および図２５は、上記積層体における接続部１２ａ₂に対応する部分の断面、すなわち図９におけるＡ−Ａ線を通る断面を表している。図８、図１１、図１４、図１７、図２０、図２３および図２６は、上記積層体における先端部１２ａ₁に対応する部分の断面、すなわち図９におけるＢ−Ｂ線を通る断面を表している。なお、図９には、先端部１２ａ₁および接続部１２ａ₂を含むめっき層が形成される領域を二点鎖線で示している。図９等において、符号１２ａ₃は、めっき層のうち、エアベアリング面２０を形成するためのスライダの機械加工の際に除去される除去予定部を示している。
【００４２】
本実施の形態では、フレームめっき法によってトラック幅規定層１２ａを形成する。また、本実施の形態では、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する。
【００４３】
本実施の形態におけるトラック幅規定層１２ａの形成方法では、まず、図７ないし図９に示したように、記録ギャップ層９の上に、めっき法によってトラック幅規定層１２ａを形成する際に用いられ、トラック幅規定層１２ａの下地となる導電性の下地膜３０を、例えばスパッタリング法によって形成する。下地膜３０の材料は、例えばＮｉＦｅでもよいし、ＦｅＣｏ、ＣｏＮｉＦｅ、ＦｅＮ等の高飽和磁束密度材料でもよい。また、下地膜３０を、異なる複数の材料よりなる複数の層で構成してもよい。この場合、下地膜３０の最下層は、その上の層と記録ギャップ層９との密着性を向上させるための接着層であってもよい。接着層を構成する材料としては，例えばＴｉが用いられる。
【００４４】
次に、下地膜３０の上に、第１の層３１、第２の層３２および第３の層３３を、この順に形成する。第１の層３１は、めっき用のフレームとなるようにパターニングされる層であり、比較的厚く形成される。これに対し、第２の層３２および第３の層３３は、第１の層３１に転写するパターンが形成される層であり、第１の層３１よりも薄く形成される。第１の層３１の厚みは１．５〜８．０μｍが好ましい。第２の層３２の厚みは０．０５〜０．５μｍが好ましい。第３の層３３の厚みは０．２〜２．０μｍが好ましい。
【００４５】
第１の層３１の材料としては、例えば、フォトレジスト、ポリイミド等の有機材料が用いられる。
【００４６】
第２の層３２の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、セラミックが用いられる。具体的には、第２の層３２の材料としては、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ポリシンコン、窒化シリコン等が用いられる。また、第２の層３２を、金属と金属酸化物、あるいは２種類のセラミック等の異なる複数の材料よりなる複数の層で構成してもよい。例えば、第２の層３２を下層と上層の２層構造とし、下層をＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂等の金属酸化物で形成し、上層をＴａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属で形成してもよい。
【００４７】
図１０ないし図１２は次の工程を表している。この工程では、図１０および図１２に示したように、接続部１２ａ₂および除去予定部１２ａ₃に対応する部分において、フォトリソグラフィによって、第３の層３３に、接続部１２ａ₂および除去予定部１２ａ₃に対応した形状の第１の開口部３３Ａを形成する。この時点では、図１１に示したように、先端部１２ａ₁に対応する部分において、第３の層３３に開口部は形成されていない。
【００４８】
図１３ないし図１５は次の工程を表している。この工程では、図１３および図１５に示したように、第１の開口部３３Ａが形成された第３の層３３をエッチングマスクとして第２の層３２をエッチングして、第２の層３２に、第３の層３３における第１の開口部３３Ａに対応した形状の第２の開口部３２Ａを形成する。この時点では、図１４に示したように、先端部１２ａ₁に対応する部分では、第２の層３２および第３の層３３に開口部は形成されていない。
【００４９】
第２の開口部３２Ａを形成するための第２の層３２のエッチングには、例えば反応性イオンエッチングが用いられる。このときの反応性イオンエッチングでは、反応性ガスとして、例えば、Ｏ₂を含む酸素系ガス、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃等の塩素系ガスまたはＣＦ₄、ＳＦ₆等のフッ素系ガスが用いられる。
【００５０】
図１６ないし図１８は次の工程を表している。この工程では、図１７および図１８に示したように、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第３の層３３および第２の層３２をエッチングして、第３の層３３および第２の層３２に、それぞれ、先端部１２ａ₁に対応した形状の第３の開口部３３Ｂ，３２Ｂを形成する。エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法としては、集束イオンビーム（Focused Ion Beam；以下、ＦＩＢとも記す。）を用いたエッチング方法が用いられる。この場合、エッチングする領域におけるＦＩＢの走査回数は、例えば３回以下とする。ＦＩＢの走査を複数回行う場合には、同一線上を複数回走査してもよいし、少しずつ位置をずらしながら複数回走査してもよい。
【００５１】
図１９ないし図２１は次の工程を表している。この工程では、まず、第３の層３３を剥離する。次に、第２の開口部３２Ａと第３の開口部３２Ｂとが形成された第２の層３２をエッチングマスクとして第１の層３１をエッチングして、第１の層３１に、トラック幅規定層１２ａに対応した形状の第４の開口部３１Ａ，３１Ｂを形成する。なお、第４の開口部３１Ａの形状は第２の開口部３２Ａの形状に対応しており、第４の開口部３１Ｂの形状は第３の開口部３２Ｂの形状に対応している。このようにして、第１の層３１によって、めっき用のフレームが形成される。
【００５２】
第４の開口部３１Ａ，３１Ｂを形成するための第１の層３１のエッチングには、例えば反応性イオンエッチングが用いられる。このときの反応性イオンエッチングでは、反応性ガスとして、例えば、前述の酸素系ガス、塩素系ガスまたはフッ素系ガスが用いられる。
【００５３】
図２２ないし図２４は次の工程を表している。この工程では、下地膜３０を電極として電解めっきを行って、第１の層３１の第４の開口部３１Ａ，３１Ｂ内にトラック幅規定層１２ａを形成する。なお、第４の開口部３１Ａ内にはトラック幅規定層１２ａの接続部１２ａ₂および除去予定部１２ａ₃が形成され、第４の開口部３１Ｂ内にはトラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ₁が形成される。
【００５４】
図２５ないし図２７は次の工程を表している。この工程では、まず、第１の層３１および第２の層３２を除去する。次に、下地膜３０のうち、トラック幅規定層１２ａの下に存在する部分以外の不要な部分をイオンミリング等のドライエッチングを用いて除去する。
【００５５】
なお、本実施の形態において、めっき用のフレームを形成するために用いられる多層膜は、第１ないし第３の層３１，３２，３３の他に、エッチングストッパ膜等の他の層を有していてもよい。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態では、ＦＩＢを用いたエッチング方法を用いて第２の層３２をエッチングすることによって、第２の層３２に、トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ₁に対応した形状の第３の開口部３２Ｂを形成する。ＦＩＢを用いて第２の層３２のエッチングを行えば、エッチングマスクを用いて反応性イオンエッチングによって第２の層３２をエッチングする場合に比べて、微細に且つ精度よく第２の層３２をエッチングすることが可能になる。従って、本実施の形態によれば、先端部１２ａ₁に対応した形状の第３の開口部３２Ｂを微細に且つ精度よく形成することができる。その結果、本実施の形態によれば、フレームとしての第１の層３１の開口部３１Ａ，３１Ｂのうち、トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ₁に対応した開口部３１Ｂの幅を微小に且つ精度よく形成することが可能になる。従って、本実施の形態によれば、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用して、例えば０．５μｍ以下の微小な磁極幅の磁極を、安定して形成することができる。
【００５７】
ところで、ＦＩＢを用いたエッチングは、エッチングマスクを用いて行う反応性イオンエッチングに比べて、微細に且つ精度よくエッチングを行うことができるが、多くの時間を要する。そのため、第２の層３２に形成される開口部を全てＦＩＢを用いたエッチングによって形成すると、エッチングに時間がかかりすぎて、薄膜磁気ヘッドの製造効率が低下する。これに対し、本実施の形態では、第２の層３２に形成される開口部のうち、トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ₁に対応する第３の開口部３２Ｂは、ＦＩＢを用いたエッチングによって形成するが、接続部１２ａ₁および除去予定部１２ａ₃に対応する第３の開口部３２Ａは、第３の層３３をエッチングマスクとして反応性イオンエッチングによって形成する。従って、本実施の形態によれば、薄膜磁気ヘッドの製造効率をあまり低下させることなく、微小な磁極幅の磁極を、安定して形成することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態において、ＦＩＢを用いたエッチングによって形成する開口部３２Ｂの好ましい形状は矩形であり、開口部３２Ｂの好ましい大きさの範囲は、幅が０．１〜２．０μｍ、長さが１．０〜８．０μｍの範囲である。また、本実施の形態において、反応性イオンエッチングによって形成する開口部３２Ａに関しては、形状は問わないが、各孤立領域が２μｍ^２以上となる大きさが好ましい。例えば、孤立領域の形状が矩形の場合には、孤立領域の大きさとしては、幅が１μｍ以上、長さが２μｍ以上となる大きさが好ましい。
【００５９】
ところで、めっき用のフレームを形成する際には、基板に設けられた位置決め用のマークを基準にしてフレームのパターニングを行う必要がある。そのため、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する場合には、各層が光を透過させる層である必要がある。ここで、光を透過させる第２の層３２を形成する場合、第２の層３２の材料としてはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を用いることが考えられる。
【００６０】
しかし、アルミナは吸湿性が大きいため、第３の層３３の材料であるフォトレジストとの密着性が悪い。そのため、アルミナよりなる第２の層３２の上に直接、フォトレジストよりなる第３の層３３を形成すると、第３の層３３を微細にパターニングすることが難しくなる。
【００６１】
そこで、光を透過させる第２の層３２を形成し、且つ第３の層３３の微細なパターニングを可能にするためには、第２の層３２を以下のような構成とするのが好ましい。すなわち、第２の層３２を下層と上層の２層構造とし、下層を、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂等の金属酸化物よりなり、厚みが０．０２〜０．３μｍの層とし、上層をＴａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属よりなり、厚みが０．０３μｍ以下の層とするのが好ましい。これにより、下層と上層の双方が光を透過させる層となり、第２の層３２全体としても光を透過させる層となる。また、上記の構成とすることにより、第３の層３３はアルミナではなく金属よりなる上層の上に形成されるため、第２の層３２と第３の層３３との密着性がよくなり、第３の層３３を微細にパターニングすることが可能になる。
【００６２】
以下、本実施の形態における薄膜磁気ヘッドが適用されるヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図２８を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図６における基板１およびオーバーコート層１７からなる基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、表面がエアベアリング面となるレール部２１２が形成されている。レール部２１２の空気流入側の端部（図２８における右上の端部）の近傍にはテーパ部またはステップ部が形成されている。ハードディスクが図２８におけるｚ方向に回転すると、テーパ部またはステップ部より流入し、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図２８におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図２８におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図２８における左下の端部）の近傍には、本実施の形態における薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【００６３】
次に、図２９を参照して、本実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッド・ジンバル・アッセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク３００のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００６４】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００６５】
図２９は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００６６】
次に、図３０および図３１を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態におけるハードディスク装置について説明する。図３０はハードディスク装置の要部を示す説明図、図３１はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００６７】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、スライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００６８】
本実施の形態におけるハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００６９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、実施の形態では、上部磁極層１２のみがトラック幅規定層１２ａを有しているが、下部磁極層８のみがトラック幅規定層を有していてもよいし、下部磁極層８と上部磁極層１２の双方がトラック幅規定層を有していてもよい。
【００７０】
また、実施の形態では、上部磁極層１２が、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃで構成されているが、本発明は、上部磁極層１２が１つの層で構成される場合にも適用することができる。この場合には、上部磁極層１２を構成する１つの層が、本発明におけるトラック幅規定層となる。
【００７１】
また、上記実施の形態では、基体側に読み取り用のＭＲ素子を形成し、その上に、書き込み用の誘導型電磁変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。
【００７２】
つまり、基体側に書き込み用の誘導型電磁変換素子を形成し、その上に、読み取り用のＭＲ素子を形成してもよい。このような構造は、例えば、上記実施の形態に示した上部磁極層の機能を有する磁性膜を下部磁極層として基体側に形成し、記録ギャップ膜を介して、それに対向するように上記実施の形態に示した下部磁極層の機能を有する磁性膜を上部磁極層として形成することにより実現できる。
【００７３】
また、本発明は、誘導型電磁変換素子のみを備えた記録専用の薄膜磁気ヘッドや、誘導型電磁変換素子によって記録と再生を行う薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、トラック幅規定層を形成するために用いられるフレームを形成する工程は、トラック幅規定層の下地の上に、少なくとも第１の層、第２の層および第３の層を、この順に形成する工程と、フォトリソグラフィによって、第３の層に、トラック幅規定層の第２の部分に対応した形状の第１の開口部を形成する工程と、第１の開口部が形成された第３の層をエッチングマスクとして第２の層をエッチングして、第２の層に、第３の層における第１の開口部に対応した形状の第２の開口部を形成する工程と、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第２の層をエッチングして、第２の層に、トラック幅規定層の第１の部分に対応した形状の第３の開口部を形成する工程と、第１の層によってフレームが形成されるように、第２の開口部と第３の開口部とが形成された第２の層をエッチングマスクとして第１の層をエッチングして、第１の層に、トラック幅規定層に対応した形状の第４の開口部を形成する工程とを含む。本発明によれば、エッチングマスクを使用しない局部的なエッチング方法を用いて第２の層をエッチングすることによって、第２の層に、トラック幅規定層の第１の部分に対応した形状の第３の開口部を形成するようにしたので、フレームの開口部のうち、トラック幅規定層の第１の部分に対応した部分の幅を微小に且つ精度よく形成することが可能になる。従って、本発明によれば、３層以上の多層膜を用いてめっき用のフレームを形成する方法を利用して、微小な磁極幅の磁極を、安定して形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法の概略を説明するための断面図である。
【図２】図１に続く工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態におけるトラック幅規定層の形成方法の一工程中の積層体の断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態におけるトラック幅規定層の形成方法の一工程中の積層体の他の断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態におけるトラック幅規定層の形成方法の一工程中の積層体の平面図である。
【図１０】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図９に続く工程を説明するための平面図である。
【図１３】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１２に続く工程を説明するための平面図である。
【図１６】図１３に続く工程を説明するための断面図である。
【図１７】図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【図１８】図１５に続く工程を説明するための平面図である。
【図１９】図１６に続く工程を説明するための断面図である。
【図２０】図１７に続く工程を説明するための断面図である。
【図２１】図１８に続く工程を説明するための平面図である。
【図２２】図１９に続く工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２０に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】図２１に続く工程を説明するための平面図である。
【図２５】図２２に続く工程を説明するための断面図である。
【図２６】図２３に続く工程を説明するための断面図である。
【図２７】図２４に続く工程を説明するための平面図である。
【図２８】本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図２９】本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図３０】本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図３１】本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の平面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…絶縁層、３…下部シールド層、５…ＭＲ素子、８…下部磁極層、９…記録ギャップ層、１０…薄膜コイルの第１層部分、１２…上部磁極層、１２ａ…トラック幅規定層、１２ａ₁…先端部、１２ａ₂…接続部、１２ｂ…連結部分層、１２ｃ…ヨーク部分層、１５…薄膜コイルの第２層部分、３０…下地膜、３１…第１の層、３２…第２の層、３３…第３の層、３３Ａ…第１の開口部、３２Ａ…第２の開口部、３２Ｂ…第３の開口部、３１Ａ，３１Ｂ…第４の開口部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film magnetic head having at least an inductive electromagnetic transducer, a manufacturing method thereof, a head gimbal assembly, and a hard disk device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the improvement in the surface recording density of hard disk devices, there has been a demand for improved performance of thin film magnetic heads. The thin film magnetic head has a structure in which a recording head having an inductive electromagnetic transducer for writing and a reproducing head having a magnetoresistive element for reading (hereinafter also referred to as MR (Magneto-resistive) element) are stacked. Composite thin film magnetic heads are widely used.
[0003]
The recording head includes a lower magnetic pole layer and an upper magnetic pole layer each including a magnetic pole portion facing each other on the air bearing surface side, a recording gap layer provided between the magnetic pole portion of the lower magnetic pole layer and the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer, And a thin film coil provided in a state in which at least a part is insulated from the lower magnetic pole layer and the upper magnetic pole layer.
[0004]
Incidentally, one of the requirements for the recording head for increasing the recording density is to reduce the magnetic pole width that defines the recording track width. As the magnetic pole width, for example, a dimension of 0.5 μm or less has been required.
[0005]
As a method of forming a magnetic pole that defines the recording track width, for example, a frame plating method is used as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-262519. In the frame plating method, a base film to be an electrode for plating is formed on the base by, for example, sputtering, a photoresist layer is formed on the base film, and the photoresist layer is patterned by a photolithography process. Thus, a plating frame (outer frame) is formed. This frame has an opening at a position where a magnetic pole is to be formed. Then, using this frame, electrolytic plating is performed using the previously formed base film as an electrode, and a plating layer serving as a magnetic pole is formed on the base film. Thereafter, the frame is removed, and unnecessary portions of the base film other than the portions existing under the plating layer are removed by dry etching such as ion milling.
[0006]
In order to form a magnetic pole having a small magnetic pole width by the frame plating method, it is necessary to form a frame having a narrow opening. As a method for forming a frame having a narrow opening, for example, as disclosed in JP-A-10-3613, JP-A-11-175915, and JP-A-2000-132812, a multilayer of three or more layers is used. A method of forming a frame using a film is known.
[0007]
Here, a conventional method for forming a frame using a multilayer film of three layers will be briefly described. In this method, first, a multilayer film of three layers is formed. The uppermost layer of this multilayer film is a thin photoresist layer, the lower layer is an intermediate layer made of metal, ceramic, etc., and the lowermost layer is a thick photoresist layer that actually becomes a frame for plating. In this method, the uppermost photoresist layer is patterned by photolithography to form a mask having openings. Next, the intermediate layer is patterned by reactive ion etching using this mask. Next, the lowermost photoresist layer is patterned by reactive ion etching using the patterned intermediate layer as a mask. In this method, since the uppermost photoresist layer is thin, the uppermost photoresist layer can be finely patterned by photolithography. Therefore, a mask having a narrow opening can be formed by the uppermost photoresist layer. Then, the pattern of the opening of this mask is sequentially transferred to the intermediate layer and the lowermost photoresist layer by a plurality of reactive ion etchings, so that a narrow opening is formed in the lowermost photoresist layer. The part can be formed.
[0008]
In addition to the above three layers, the multilayer film in the method of forming a frame for plating using a multilayer film of three or more layers is an etching stopper film or the like as disclosed in JP-A-11-175915. You may have a layer of.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if a method for forming a plating frame using a multilayer film of three or more layers as described above is used, the maximum magnetic pole width such as 0.5 μm or less can be formed. It is difficult to finely pattern the upper photoresist layer by photolithography.
[0010]
In addition, in order to transfer the pattern of the mask opening by the uppermost photoresist layer to the intermediate layer by reactive ion etching, over-etching by reactive ion etching is required. Therefore, even if the uppermost photoresist layer can be finely patterned, the dimension of the opening of the mask by the intermediate layer varies.
[0011]
From the above, even if a conventional method of forming a plating frame using a multilayer film of three or more layers is used, a magnetic pole having a small magnetic pole width of, for example, 0.5 μm or less can be stably formed. It was difficult to form.
[0012]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to stabilize a magnetic pole having a minute magnetic pole width by utilizing a method of forming a frame for plating using a multilayer film of three or more layers. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a thin film magnetic head that can be formed.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention includes a medium facing surface that faces a recording medium, a magnetic pole portion that is magnetically coupled to each other, and faces each other on the medium facing surface side, and each includes at least one layer. And the second magnetic layer, a gap layer provided between the magnetic pole portion of the first magnetic layer and the magnetic pole portion of the second magnetic layer, and at least a portion between the first and second magnetic layers And a thin film coil provided in an insulated state with respect to the first and second magnetic layers, wherein at least one of the first magnetic layer and the second magnetic layer defines a recording track width. A method of manufacturing a thin film magnetic head having a track width defining layer including one portion and another second portion.
[0014]
The method of manufacturing the thin film magnetic head of the present invention includes:
Forming a first magnetic layer;
Forming a gap layer on the first magnetic layer;
Forming a second magnetic layer on the gap layer;
Forming a thin film coil,
At least one of the step of forming the first magnetic layer and the step of forming the second magnetic layer forms a frame having an opening having a shape corresponding to the track width defining layer on the base of the track width defining layer. And a step of forming a track width defining layer in the opening of the frame by a plating method,
The process of forming the frame
Forming at least a first layer, a second layer, and a third layer in this order on the base of the track width defining layer;
Forming a first opening having a shape corresponding to the second portion of the track width defining layer in the third layer by photolithography;
The second layer is etched using the third layer in which the first opening is formed as an etching mask, and the second layer has a shape corresponding to the first opening in the third layer. Forming an opening;
The second layer is etched using a local etching method that does not use an etching mask, and a third opening having a shape corresponding to the first portion of the track width defining layer is formed in the second layer. Process,
The first layer is etched by using the second layer in which the second opening and the third opening are formed as an etching mask so that the frame is formed by the first layer. And a step of forming a fourth opening having a shape corresponding to the track width defining layer.
[0015]
In the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention, the frame used for forming the track width defining layer by plating is formed as follows. That is, first, at least a first layer, a second layer, and a third layer are formed in this order on the base of the track width defining layer. Next, a first opening having a shape corresponding to the second portion of the track width defining layer is formed in the third layer by photolithography. Next, by etching the second layer using the third layer in which the first opening is formed as an etching mask, the second layer has a shape corresponding to the first opening in the third layer. The second opening is formed. Next, by etching the second layer using a local etching method that does not use an etching mask, a third opening having a shape corresponding to the first portion of the track width defining layer is formed in the second layer. Part is formed. Next, the first layer corresponds to the track width defining layer by etching the first layer using the second layer in which the second opening and the third opening are formed as an etching mask. A shaped fourth opening is formed, and a frame is formed by this first layer.
[0016]
In the method of manufacturing a thin film magnetic head of the present invention, the step of forming the second opening may use reactive ion etching.
[0017]
In the method of manufacturing a thin film magnetic head of the present invention, the local etching method that does not use an etching mask may be an etching method using a focused ion beam.
[0018]
In the method for manufacturing a thin film magnetic head of the present invention, the step of forming the fourth opening may use reactive ion etching.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an outline of a method for manufacturing a thin film magnetic head according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6, (a) shows a cross section perpendicular to the air bearing surface, and (b) shows a cross section parallel to the air bearing surface of the magnetic pole portion.
[0020]
In the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present embodiment, first, as shown in FIG. ₂ O _Three On the substrate 1 made of a ceramic material such as TiC, alumina (Al ₂ O _Three The insulating layer 2 made of an insulating material such as 1) is formed to a thickness of 1 to 5 μm, for example. Next, the lower shield layer 3 for a reproducing head made of a magnetic material such as permalloy (NiFe) is formed on the insulating layer 2 by a sputtering method or a plating method, for example, to a thickness of about 3 μm.
[0021]
Next, the lower shield gap film 4 made of an insulating material such as alumina is formed on the lower shield layer 3 by a sputtering method or the like to a thickness of 10 to 200 nm, for example. Next, the reproducing MR element 5 is formed on the lower shield gap film 4 to a thickness of, for example, several tens of nm by sputtering or the like. As the MR element 5, an element using a magnetosensitive film exhibiting a magnetoresistance effect such as an AMR (anisotropic magnetoresistance effect) element, a GMR (giant magnetoresistance effect) element, or a TMR (tunnel magnetoresistance effect) element is used. be able to.
[0022]
Next, a pair of electrode layers 6 electrically connected to the MR element 5 are formed on the lower shield gap film 4 to a thickness of several tens of nm by sputtering or the like. Next, an upper shield gap film 7 made of an insulating material such as alumina is formed on the lower shield gap film 4 and the MR element 5 by a sputtering method or the like to a thickness of 10 to 200 nm, for example.
[0023]
Each layer constituting the reproducing head is patterned by a general etching method using a resist pattern, a lift-off method, or a method using both of them.
[0024]
Next, an upper shield layer / lower magnetic pole layer (hereinafter referred to as a lower magnetic pole layer) 8 made of a magnetic material and used for both the reproducing head and the recording head is formed on the upper shield gap film 7, for example, 3 to 3. It is formed to a thickness of 4 μm. The magnetic material used for the bottom pole layer 8 is a soft magnetic material such as NiFe, CoFe, CoFeNi, FeN or the like. The bottom pole layer 8 is formed by sputtering or plating.
[0025]
Instead of the lower magnetic pole layer 8, an upper shield layer, a separation layer made of a nonmagnetic material such as alumina formed on the upper shield layer by sputtering or the like, and formed on the separation layer A lower magnetic layer may be provided.
[0026]
Next, as shown in FIG. 2, the recording gap layer 9 made of an insulating material such as alumina is formed on the lower magnetic pole layer 8 by a sputtering method or the like to a thickness of, for example, 50 to 300 nm. Next, in order to form a magnetic path, the recording gap layer 9 is partially etched at the center portion of a thin film coil to be described later to form a contact hole 9a.
[0027]
Next, a first layer portion 10 of a thin film coil made of, for example, copper (Cu) is formed on the recording gap layer 9 to a thickness of, for example, 2 to 3 μm. In FIG. 2A, reference numeral 10 a represents a connection portion that is connected to a second layer portion 15 of a thin film coil to be described later in the first layer portion 10. The first layer portion 10 is wound around the contact hole 9a.
[0028]
Next, as shown in FIG. 3, an insulating layer made of an organic insulating material having fluidity when heated, such as a photoresist, so as to cover the first layer portion 10 of the thin film coil and the recording gap layer 9 around the first layer portion 10. 11 is formed in a predetermined pattern. Next, heat treatment is performed at a predetermined temperature in order to flatten the surface of the insulating layer 11. By this heat treatment, the edge portions of the outer periphery and inner periphery of the insulating layer 11 become rounded slope shapes.
[0029]
Next, on the recording gap layer 9 and the insulating layer 11 in a region from the slope portion on the air bearing surface 20 side (left side in FIG. 3A) to the air bearing surface 20 side, which will be described later, of the insulating layer 11. The track width defining layer 12a of the upper magnetic pole layer 12 is formed of a magnetic material for a recording head. The top pole layer 12 is composed of the track width defining layer 12a, and a coupling portion layer 12b and a yoke portion layer 12c described later. The track width defining layer 12a is formed by plating as will be described in detail later.
[0030]
The track width defining layer 12 a is formed on the recording gap layer 9 and serves as a magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 12. ₁ And a connecting portion 12a formed on the slope portion of the insulating layer 11 on the air bearing surface 20 side and connected to the yoke portion layer 12c. ₂ And have. Tip 12a ₁ Is equal to the recording track width. That is, the tip 12a ₁ Defines the recording track width. Connection part 12a ₂ The width of the tip portion 12a ₁ It is larger than the width. Tip 12a ₁ Corresponds to the first part of the present invention, and the connecting portion 12a. ₂ Corresponds to the second part of the present invention.
[0031]
When the track width defining layer 12a is formed, at the same time, the connection portion layer 12b made of a magnetic material is formed on the contact hole 9a, and the connection layer 13 made of a magnetic material is formed on the connection portion 10a. The coupling portion layer 12 b constitutes a portion of the upper magnetic pole layer 12 that is magnetically coupled to the lower magnetic pole layer 8.
[0032]
Next, at least a part of the magnetic gap portions of the recording gap layer 9 and the lower magnetic pole layer 8 on the recording gap layer 9 side is etched around the track width defining layer 12a using the track width defining layer 12a as a mask. For example, reactive ion etching is used for etching the recording gap layer 9, and ion milling is used for etching the bottom pole layer 8, for example. As shown in FIG. 3B, the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 12 (the tip portion 12a of the track width defining layer 12a). ₁ ), A structure in which the side walls of at least a part of the magnetic pole portions of the recording gap layer 9 and the lower magnetic pole layer 8 are formed in a self-aligned manner is called a trim structure.
[0033]
Next, as shown in FIG. 4, an insulating layer 14 made of an inorganic insulating material such as alumina is formed on the whole to a thickness of 3 to 4 μm, for example. Next, the insulating layer 14 is polished and flattened to reach the surfaces of the track width defining layer 12a, the coupling portion layer 12b, and the connection layer 13, for example, by chemical mechanical polishing.
[0034]
Next, as shown in FIG. 5, a second layer portion 15 of a thin film coil made of, for example, copper (Cu) is formed on the planarized insulating layer 14 to a thickness of, for example, 2 to 3 μm. In FIG. 5A, reference numeral 15 a represents a connection portion of the second layer portion 15 that is connected to the connection portion 10 a of the first layer portion 10 of the thin film coil via the connection layer 13. The second layer portion 15 is wound around the connection portion layer 12b.
[0035]
Next, an insulating layer 16 made of an organic insulating material having fluidity when heated, such as a photoresist, is formed in a predetermined pattern so as to cover the second layer portion 15 of the thin film coil and the insulating layer 14 therearound. Next, heat treatment is performed at a predetermined temperature in order to flatten the surface of the insulating layer 16. By this heat treatment, the edge portions of the outer periphery and the inner periphery of the insulating layer 16 have a rounded slope shape.
[0036]
Next, as shown in FIG. 6, the yoke portion of the top pole layer 12 is formed on the track width defining layer 12a, the insulating layers 14 and 16 and the coupling portion layer 12b with a magnetic material for a recording head such as permalloy. The yoke partial layer 12c to be formed is formed. The end of the yoke portion layer 12 c on the air bearing surface 20 side is disposed at a position away from the air bearing surface 20. The yoke portion layer 12c is connected to the lower magnetic pole layer 8 through the coupling portion layer 12b.
[0037]
Next, an overcoat layer 17 made of alumina, for example, is formed so as to cover the entire surface. Finally, the slider including the above layers is machined to form the air bearing surface 20 of the thin film magnetic head including the recording head and the reproducing head, thereby completing the thin film magnetic head.
[0038]
The thin film magnetic head according to the present embodiment manufactured as described above includes a medium facing surface (air bearing surface 20) facing the recording medium, a reproducing head, and a recording head (inductive electromagnetic transducer). . The reproducing head is arranged so that a part of the MR element 5 on the side of the air bearing surface 20 faces the MR element 5, with the lower shield layer 3 and the upper shield layer (lower part) for shielding the MR element 5 interposed therebetween. Pole layer 8).
[0039]
The recording head includes magnetic pole portions that are magnetically coupled to each other and face each other on the air bearing surface 20 side, and each of the lower magnetic pole layer 8 and the upper magnetic pole layer 12 including at least one layer, and the magnetic poles of the lower magnetic pole layer 8 And a recording gap layer 9 provided between the portion and the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 12, and at least a portion thereof is disposed between the lower magnetic pole layer 8 and the upper magnetic pole layer 12 in an insulated state. Thin film coils 10 and 15. In the thin film magnetic head according to the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the length from the air bearing surface 20 to the end of the insulating layer 11 on the air bearing surface 20 side is the throat height TH. Become. The throat height refers to the length (height) from the end on the air bearing surface side to the end on the opposite side of the portion where the two pole layers are opposed via the recording gap layer.
[0040]
In the present embodiment, the lower magnetic pole layer 8 corresponds to the first magnetic layer in the present invention, and the upper magnetic pole layer 12 corresponds to the second magnetic layer in the present invention.
[0041]
Next, a method for forming the track width defining layer 12a of the top pole layer 12 in the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 9, FIG. 10 to 12, FIG. 13 to FIG. 15, FIG. 16 to FIG. 18, FIG. 19 to FIG. 21, FIG. It corresponds to. 9, FIG. 12, FIG. 15, FIG. 18, FIG. 21, FIG. 24, and FIG. 27 show the top surface of the laminate during each step of the method for forming the track width defining layer 12a. 7, FIG. 10, FIG. 13, FIG. 16, FIG. 19, FIG. 22 and FIG. ₂ The cross section of the part corresponding to, ie, the cross section which passes through the AA line in FIG. 8, FIG. 11, FIG. 14, FIG. 17, FIG. 20, FIG. 23 and FIG. ₁ The cross section of the part corresponding to, ie, the cross section which passes along the BB line in FIG. In FIG. 9, the tip 12a ₁ And connecting portion 12a ₂ A region where a plating layer containing is formed is indicated by a two-dot chain line. In FIG. 9 etc., reference numeral 12a _Three Fig. 4 shows a portion to be removed of the plated layer that is removed during machining of the slider for forming the air bearing surface 20.
[0042]
In the present embodiment, the track width defining layer 12a is formed by frame plating. In this embodiment, a plating frame is formed using a multilayer film of three or more layers.
[0043]
In the method of forming the track width defining layer 12a in the present embodiment, first, as shown in FIGS. 7 to 9, the track width defining layer 12a is used to form the track width defining layer 12a on the recording gap layer 9 by plating. Then, a conductive base film 30 that forms the base of the track width defining layer 12a is formed by, for example, a sputtering method. The material of the base film 30 may be, for example, NiFe or a high saturation magnetic flux density material such as FeCo, CoNiFe, or FeN. Further, the base film 30 may be composed of a plurality of layers made of a plurality of different materials. In this case, the lowermost layer of the base film 30 may be an adhesive layer for improving the adhesion between the upper layer and the recording gap layer 9. For example, Ti is used as a material constituting the adhesive layer.
[0044]
Next, the first layer 31, the second layer 32, and the third layer 33 are formed in this order on the base film 30. The first layer 31 is a layer that is patterned to form a plating frame, and is formed to be relatively thick. In contrast, the second layer 32 and the third layer 33 are layers on which a pattern to be transferred to the first layer 31 is formed, and are formed thinner than the first layer 31. The thickness of the first layer 31 is preferably 1.5 to 8.0 μm. The thickness of the second layer 32 is preferably 0.05 to 0.5 μm. The thickness of the third layer 33 is preferably 0.2 to 2.0 μm.
[0045]
As a material of the first layer 31, for example, an organic material such as a photoresist or polyimide is used.
[0046]
As a material of the second layer 32, for example, metal, metal oxide, or ceramic is used. Specifically, the material of the second layer 32 is Al. ₂ O _Three , SiO ₂ Polysincon, silicon nitride or the like is used. The second layer 32 may be composed of a plurality of layers made of a plurality of different materials such as metal and metal oxide, or two kinds of ceramics. For example, the second layer 32 has a two-layer structure of a lower layer and an upper layer, and the lower layer is made of Al. ₂ O _Three , SiO ₂ The upper layer may be formed of a metal such as Ta, Ti, Cr, or Ni.
[0047]
10 to 12 show the following steps. In this step, as shown in FIGS. 10 and 12, the connecting portion 12a ₂ And to be removed 12a _Three The connection portion 12a is connected to the third layer 33 by photolithography at a portion corresponding to ₂ And to be removed 12a _Three The first opening 33A having a shape corresponding to is formed. At this time, as shown in FIG. ₁ No opening is formed in the third layer 33 in the portion corresponding to.
[0048]
13 to 15 show the following steps. In this step, as shown in FIGS. 13 and 15, the second layer 32 is etched by using the third layer 33 in which the first opening 33A is formed as an etching mask, so that the second layer 32 is formed. Then, the second opening 32A having a shape corresponding to the first opening 33A in the third layer 33 is formed. At this time, as shown in FIG. ₁ In the portion corresponding to, no opening is formed in the second layer 32 and the third layer 33.
[0049]
For example, reactive ion etching is used for etching the second layer 32 to form the second opening 32A. In reactive ion etching at this time, as a reactive gas, for example, O ₂ Oxygen-based gas containing Cl, Cl ₂ , BCl _Three Chlorine gas such as CF or CF _Four , SF ₆ Fluorine-based gas such as is used.
[0050]
16 to 18 show the next step. In this step, as shown in FIGS. 17 and 18, the third layer 33 and the second layer 32 are etched using a local etching method that does not use an etching mask, and the third layer 33 and Each of the second layers 32 has a tip 12a. ₁ The third openings 33B and 32B having a shape corresponding to the above are formed. As a local etching method that does not use an etching mask, an etching method using a focused ion beam (hereinafter also referred to as FIB) is used. In this case, the number of FIB scans in the region to be etched is, for example, 3 times or less. When FIB scanning is performed a plurality of times, the same line may be scanned a plurality of times, or a plurality of times may be scanned while the position is shifted little by little.
[0051]
19 to 21 show the next step. In this step, first, the third layer 33 is peeled off. Next, the first layer 31 is etched using the second layer 32 in which the second opening 32A and the third opening 32B are formed as an etching mask so that the track width is defined in the first layer 31. Fourth openings 31A and 31B having a shape corresponding to the layer 12a are formed. The shape of the fourth opening 31A corresponds to the shape of the second opening 32A, and the shape of the fourth opening 31B corresponds to the shape of the third opening 32B. In this way, a frame for plating is formed by the first layer 31.
[0052]
For example, reactive ion etching is used for etching the first layer 31 to form the fourth openings 31A and 31B. In the reactive ion etching at this time, for example, the aforementioned oxygen-based gas, chlorine-based gas, or fluorine-based gas is used as the reactive gas.
[0053]
22 to 24 show the next step. In this step, the electroplating is performed using the base film 30 as an electrode to form the track width defining layer 12a in the fourth openings 31A and 31B of the first layer 31. The connection portion 12a of the track width defining layer 12a is provided in the fourth opening 31A. ₂ And to be removed 12a _Three And the tip end portion 12a of the track width defining layer 12a is formed in the fourth opening 31B. ₁ Is formed.
[0054]
25 to 27 show the next step. In this step, first, the first layer 31 and the second layer 32 are removed. Next, unnecessary portions of the base film 30 other than the portions existing under the track width defining layer 12a are removed using dry etching such as ion milling.
[0055]
In the present embodiment, the multilayer film used for forming the plating frame has other layers such as an etching stopper film in addition to the first to third layers 31, 32, and 33. It may be.
[0056]
As described above, in the present embodiment, the second layer 32 is etched by using an etching method using FIB, so that the tip 12a of the track width defining layer 12a is formed on the second layer 32. ₁ A third opening 32B having a shape corresponding to the above is formed. When the second layer 32 is etched using FIB, the second layer 32 is etched finely and accurately compared to the case where the second layer 32 is etched by reactive ion etching using an etching mask. It becomes possible to do. Therefore, according to the present embodiment, the distal end portion 12a ₁ The third opening 32B having a shape corresponding to the above can be finely and accurately formed. As a result, according to the present embodiment, of the openings 31A and 31B of the first layer 31 serving as the frame, the leading end 12a of the track width defining layer 12a ₁ Thus, the width of the opening 31B corresponding to the above can be formed minutely and accurately. Therefore, according to the present embodiment, a magnetic pole having a minute magnetic pole width of, for example, 0.5 μm or less is stably formed by using a method of forming a plating frame using a multilayer film of three or more layers. can do.
[0057]
By the way, although etching using FIB can be performed finely and accurately compared with reactive ion etching performed using an etching mask, it takes a lot of time. Therefore, if all the openings formed in the second layer 32 are formed by etching using FIB, the etching takes too much time, and the manufacturing efficiency of the thin film magnetic head is lowered. On the other hand, in the present embodiment, among the openings formed in the second layer 32, the end portion 12a of the track width defining layer 12a. ₁ The third opening 32B corresponding to is formed by etching using FIB, but the connection portion 12a. ₁ And to be removed 12a _Three The third opening 32A corresponding to is formed by reactive ion etching using the third layer 33 as an etching mask. Therefore, according to the present embodiment, a magnetic pole having a very small magnetic pole width can be stably formed without significantly reducing the manufacturing efficiency of the thin film magnetic head.
[0058]
In the present embodiment, the preferred shape of the opening 32B formed by etching using FIB is a rectangle, and the preferred size range of the opening 32B is 0.1 to 2.0 μm in width and length. Is in the range of 1.0 to 8.0 μm. In this embodiment, the shape of the opening 32A formed by reactive ion etching is not limited, but each isolated region is 2 μm. ² The above size is preferable. For example, when the shape of the isolated region is rectangular, the size of the isolated region is preferably such that the width is 1 μm or more and the length is 2 μm or more.
[0059]
By the way, when forming a frame for plating, it is necessary to pattern the frame with reference to positioning marks provided on the substrate. Therefore, when forming a plating frame using a multilayer film of three or more layers, each layer needs to be a layer that transmits light. Here, when forming the second layer 32 that transmits light, the material of the second layer 32 is alumina (Al ₂ O _Three ).
[0060]
However, since alumina has a high hygroscopic property, the adhesion with the photoresist which is the material of the third layer 33 is poor. Therefore, if the third layer 33 made of photoresist is formed directly on the second layer 32 made of alumina, it becomes difficult to finely pattern the third layer 33.
[0061]
Therefore, in order to form the second layer 32 that transmits light and to enable fine patterning of the third layer 33, the second layer 32 is preferably configured as follows. That is, the second layer 32 has a two-layer structure of a lower layer and an upper layer, and the lower layer is made of Al. ₂ O _Three , SiO ₂ It is preferable that the layer is made of a metal oxide such as 0.02 to 0.3 μm and the upper layer is made of a metal such as Ta, Ti, Cr, Ni, and the thickness is 0.03 μm or less. As a result, both the lower layer and the upper layer become layers that transmit light, and the second layer 32 as a whole also becomes a layer that transmits light. Moreover, since the third layer 33 is formed on the upper layer made of metal instead of alumina, the adhesion between the second layer 32 and the third layer 33 is improved. The third layer 33 can be finely patterned.
[0062]
Hereinafter, a head gimbal assembly and a hard disk device to which the thin film magnetic head according to the present embodiment is applied will be described. First, the slider 210 included in the head gimbal assembly will be described with reference to FIG. In the hard disk device, the slider 210 is arranged to face a hard disk that is a disk-shaped recording medium that is driven to rotate. The slider 210 includes a substrate 211 mainly composed of the substrate 1 and the overcoat layer 17 in FIG. The base body 211 has a substantially hexahedral shape. One of the six surfaces of the substrate 211 faces the hard disk. A rail portion 212 whose surface is an air bearing surface is formed on this one surface. A taper portion or a step portion is formed in the vicinity of the end portion on the air inflow side of rail portion 212 (the upper right end portion in FIG. 28). When the hard disk rotates in the z direction in FIG. 28, an air flow that flows in from the taper portion or the step portion and passes between the hard disk and the slider 210 generates lift in the slider 210 in the lower direction in the y direction in FIG. The slider 210 floats from the surface of the hard disk by this lifting force. The x direction in FIG. 28 is the track crossing direction of the hard disk. Near the end of the slider 210 on the air outflow side (lower left end in FIG. 28), the thin film magnetic head 100 according to the present embodiment is formed.
[0063]
Next, the head gimbal assembly 220 in the present embodiment will be described with reference to FIG. The head gimbal assembly 220 includes a slider 210 and a suspension 221 that elastically supports the slider 210. The suspension 221 is, for example, a leaf spring-shaped load beam 222 formed of stainless steel, a flexure 223 that is provided at one end of the load beam 222 and is joined to the slider 210 to give the slider 210 an appropriate degree of freedom. And a base plate 224 provided at the other end of the beam 222. The base plate 224 is attached to an arm 230 of an actuator for moving the slider 210 in the track crossing direction x of the hard disk 300. The actuator has an arm 230 and a voice coil motor that drives the arm 230. In the flexure 223, a part to which the slider 210 is attached is provided with a gimbal part for keeping the posture of the slider 210 constant.
[0064]
The head gimbal assembly 220 is attached to the arm 230 of the actuator. A structure in which the head gimbal assembly 220 is attached to one arm 230 is called a head arm assembly. Further, a head gimbal assembly 220 attached to each arm of a carriage having a plurality of arms is called a head stack assembly.
[0065]
FIG. 29 shows an example of a head arm assembly. In this head arm assembly, a head gimbal assembly 220 is attached to one end of the arm 230. A coil 231 that is a part of the voice coil motor is attached to the other end of the arm 230. A bearing portion 233 attached to a shaft 234 for rotatably supporting the arm 230 is provided at an intermediate portion of the arm 230.
[0066]
Next, an example of the head stack assembly and the hard disk device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 30 and 31. FIG. FIG. 30 is an explanatory view showing the main part of the hard disk device, and FIG. 31 is a plan view of the hard disk device. The head stack assembly 250 has a carriage 251 having a plurality of arms 252. A plurality of head gimbal assemblies 220 are attached to the plurality of arms 252 so as to be arranged in the vertical direction at intervals. A coil 253 that is a part of the voice coil motor is attached to the carriage 251 on the side opposite to the arm 252. The head stack assembly 250 is incorporated in a hard disk device. The hard disk device has a plurality of hard disks 262 attached to a spindle motor 261. For each hard disk 262, two sliders 210 are arranged so as to face each other with the hard disk 262 interposed therebetween. Further, the voice coil motor has permanent magnets 263 arranged at positions facing each other with the coil 253 of the head stack assembly 250 interposed therebetween.
[0067]
The head stack assembly 250 and the actuator excluding the slider 210 support the slider 210 and position it relative to the hard disk 262.
[0068]
In the hard disk device in the present embodiment, the slider 210 is moved in the track crossing direction of the hard disk 262 by the actuator, and the slider 210 is positioned with respect to the hard disk 262. The thin film magnetic head included in the slider 210 records information on the hard disk 262 by the recording head, and reproduces information recorded on the hard disk 262 by the reproducing head.
[0069]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible. For example, in the embodiment, only the top pole layer 12 has the track width defining layer 12a, but only the bottom pole layer 8 may have the track width defining layer, or the bottom pole layer 8 and the top Both of the pole layers 12 may have a track width defining layer.
[0070]
In the embodiment, the top pole layer 12 is composed of the track width defining layer 12a, the coupling portion layer 12b, and the yoke portion layer 12c. However, in the present invention, the top pole layer 12 is composed of one layer. This can also be applied. In this case, one layer constituting the upper magnetic pole layer 12 becomes the track width defining layer in the present invention.
[0071]
In the above embodiment, a thin film magnetic head having a structure in which an MR element for reading is formed on the substrate side and an inductive electromagnetic transducer for writing is stacked thereon has been described. It may be.
[0072]
That is, an inductive electromagnetic transducer for writing may be formed on the substrate side, and an MR element for reading may be formed thereon. In such a structure, for example, the magnetic film having the function of the upper magnetic pole layer shown in the above-described embodiment is formed on the substrate side as the lower magnetic pole layer, and the above-described implementation is performed so as to face the recording gap film. This can be realized by forming the magnetic film having the function of the lower magnetic pole layer shown in the embodiment as the upper magnetic pole layer.
[0073]
The present invention can also be applied to a recording-only thin-film magnetic head having only an inductive electromagnetic transducer, and a thin-film magnetic head that performs recording and reproduction by an inductive electromagnetic transducer.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, in the method of manufacturing the thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 4, the step of forming the frame used for forming the track width defining layer is performed by applying the underlayer of the track width defining layer. Forming at least the first layer, the second layer, and the third layer on the third layer in this order, and forming the third layer into a shape corresponding to the second portion of the track width defining layer by photolithography Forming the first opening, etching the second layer using the third layer in which the first opening is formed as an etching mask, and forming the second layer in the third layer. Forming a second opening having a shape corresponding to the first opening, and etching the second layer using a local etching method that does not use an etching mask. Corresponding to the first part of the regulation layer Forming a third opening having a shape, and using the second layer formed with the second opening and the third opening as an etching mask so that a frame is formed by the first layer Etching the first layer to form a fourth opening having a shape corresponding to the track width defining layer in the first layer. According to the present invention, by etching the second layer using a local etching method that does not use an etching mask, the second layer has a shape corresponding to the first portion of the track width defining layer. Since the three openings are formed, the width of the portion of the opening corresponding to the first portion of the track width defining layer in the opening of the frame can be formed minutely and accurately. Therefore, according to the present invention, it is possible to stably form a magnetic pole having a minute magnetic pole width by utilizing a method of forming a plating frame using a multilayer film of three or more layers. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an outline of a method of manufacturing a thin film magnetic head according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a step following the step in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a step following the step of FIG. 2;
4 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 4;
6 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the stacked body in one step of the method for forming the track width defining layer in the embodiment of the invention.
FIG. 8 is another cross-sectional view of the laminated body in one step of the method for forming the track width defining layer in one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a stacked body in one step of a method for forming a track width defining layer according to an embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 7; FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view for illustrating a step following the step of FIG. 8;
FIG. 12 is a plan view for explaining a process following the process of FIG. 9;
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 10;
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 11;
15 is a plan view for explaining a process following the process in FIG. 12. FIG.
16 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 13; FIG.
FIG. 17 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 14;
FIG. 18 is a plan view for explaining a process following the process in FIG. 15;
FIG. 19 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 16;
FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 17;
FIG. 21 is a plan view for explaining a process following the process in FIG. 18;
FIG. 22 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 19;
FIG. 23 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 20;
24 is a plan view for explaining a process following the process in FIG. 21. FIG.
FIG. 25 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 22;
FIG. 26 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 23;
27 is a plan view for explaining a process following the process in FIG. 24. FIG.
FIG. 28 is a perspective view showing a slider included in the head gimbal assembly according to the embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a perspective view showing a head arm assembly including a head gimbal assembly according to an embodiment of the present invention.
FIG. 30 is an explanatory diagram showing a main part of a hard disk device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a plan view of a hard disk device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Insulating layer, 3 ... Lower shield layer, 5 ... MR element, 8 ... Lower magnetic pole layer, 9 ... Recording gap layer, 10 ... 1st layer part of thin film coil, 12 ... Upper magnetic pole layer, 12a ... Track width defining layer, 12a ₁ ... Tip, 12a ₂ ... Connection part, 12b ... Linking part layer, 12c ... Yoke part layer, 15 ... Second layer part of thin film coil, 30 ... Underlayer, 31 ... First layer, 32 ... Second layer, 33 ... Third Layer 33A ... first opening 32A ... second opening 32B ... third opening 31A, 31B ... fourth opening.

Claims

A first and second magnetic layers each including at least one layer, each including a magnetic pole portion that is magnetically coupled to each other and is opposed to each other on the medium facing surface side; A gap layer provided between a magnetic pole portion of one magnetic layer and a magnetic pole portion of the second magnetic layer, and at least a portion between the first and second magnetic layers, A thin film coil provided in an insulated state with respect to the second magnetic layer, wherein at least one of the first magnetic layer and the second magnetic layer includes a first portion that defines a recording track width; A method of manufacturing a thin film magnetic head having a track width defining layer including another second portion,
Forming the first magnetic layer;
Forming the gap layer on the first magnetic layer;
Forming the second magnetic layer on the gap layer;
Forming the thin film coil,
In at least one of the step of forming the first magnetic layer and the step of forming the second magnetic layer, an opening having a shape corresponding to the track width defining layer is formed on a base of the track width defining layer. Forming a frame having, and forming the track width defining layer in the opening of the frame by a plating method,
The step of forming the frame includes
Forming at least a first layer, a second layer, and a third layer in this order on a base of the track width defining layer;
Forming a first opening having a shape corresponding to the second portion of the track width defining layer in the third layer by photolithography;
The second layer is etched using the third layer in which the first opening is formed as an etching mask, and the second layer corresponds to the first opening in the third layer. Forming a shaped second opening;
The second layer is etched using a local etching method that does not use an etching mask, and a third opening having a shape corresponding to the first portion of the track width defining layer is formed in the second layer. Forming a part;
The first layer is etched using the second layer in which the second opening and the third opening are formed as an etching mask so that the frame is formed by the first layer. And a step of forming a fourth opening having a shape corresponding to the track width defining layer in the first layer.

2. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the step of forming the second opening uses reactive ion etching.

3. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the local etching method without using the etching mask is an etching method using a focused ion beam.

4. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the step of forming the fourth opening uses reactive ion etching.