(57)【要約】【課題】コイル断面積を十分に確保してコイル抵抗を低減可能な薄膜磁気ヘッド及びそのコイル形成方法を得る。【解決手段】薄膜磁気ヘッドにおいて、記録コイルを次のように形成する。先ず、コイル形成用のメッキ下地膜上に、コイル形成領域を画成するフレームを形成する。次に、フレーム間に露出しているメッキ下地膜をエッチングし、該メッキ下地膜のエッチング跳ね返りをフレーム側壁に再付着させる。そして、フレームで画成された領域に非磁性金属膜をメッキにより形成し、コイル幅方向の両端部の膜厚が中央部の膜厚よりも高い記録コイルを得る。【選択図】図２
2007149292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなるコアに記録磁界を与える記録コイルを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記記録コイルは、コイル延長方向と直交するコイル幅方向の断面において、両端部の膜厚が中央部の膜厚よりも大きいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、前記記録コイルの上面はコイル幅方向の両端部が中央部よりも高い凹形状をなしている薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
磁性材料からなるコアに記録磁界を与える記録コイルを備える薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記記録コイルを形成する際に、
コイル形成用のメッキ下地膜を形成する工程と、
このメッキ下地膜上に、コイル形成領域を画成するフレームを形成する工程と、
このフレーム間に露出しているメッキ下地膜をエッチングし、該メッキ下地膜のエッチング跳ね返りをフレーム側壁に再付着させる工程と、
前記フレームで画成された領域に、記録コイルをメッキにより形成する工程と、
前記フレームを除去し、前記記録コイルのピッチ間に露出するメッキ下地膜を除去する工程と、
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドのコイル形成方法。
【請求項４】
請求項３記載の薄膜磁気ヘッドのコイル形成方法において、反応性イオンエッチングまたはミリングにより、前記フレームで覆われていないメッキ下地膜をエッチングする薄膜磁気ヘッドのコイル形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録コイルを備えた薄膜磁気ヘッド及びそのコイル形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜磁気ヘッドの記録素子部は、周知のように、磁性材料からなるコアと、このコアに記録磁界を誘導する記録コイルと、コアの先端に設けた磁気ギャップとから構成され、記録媒体との対向面で磁気ギャップを介してコアから生じる漏れ磁界により、磁気情報を記録媒体に記録する。このような薄膜磁気ヘッドにおいて、記録コイルは、一般にフレームめっき法により形成されている。具体的には、メッキ下地膜の上にコイル形成領域を画成するフレームを例えばフォトレジストから形成し、このフレーム内に記録コイルをメッキにより形成した後、フレームを除去し、続いて記録コイルの各ピッチ間に残ったメッキ下地膜をミリングで除去することにより形成されている。
【特許文献１】特開２００２−１３３６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来製法においてメッキ形成直後の記録コイルＣは、図８（ａ）に示すように厳密にみると、コイル幅方向の断面において上面が凸面形状をなし、該上面の両端部の膜厚ｄ３が中央部の膜厚ｄ４よりも小さくなっている（ｄ３＜ｄ４）。上述したようにコイル形成後はメッキ下地膜を除去するためのミリング工程が行なわれるため、このミリング工程によって記録コイル上面の両端部はさらに削られる。したがって、図８（ｂ）に示すように最終的に得られる記録コイルＣは、その上面の両端部Ｃ１が極端に削られ、コイル断面積が設計値よりも減少して記録コイルの電気抵抗は増大してしまう。記録コイルの電気抵抗が大きくなると、記録コイルからの発熱により記録素子部が膨張して記録媒体側へ突出しやすくなり、該突出部が記録媒体を傷つけたり薄膜磁気ヘッド自体が損傷したりなどの問題が生じる。
【０００４】
本発明は、上述の従来課題に鑑みてなされたもので、コイル断面積を十分に確保してコイル抵抗を低減可能な薄膜磁気ヘッド及びそのコイル形成方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、コイル形成後に実施されるミリング工程（余分なメッキ下地膜を除去する工程）で記録コイル上面の両端部が削られやすいことを認識し、記録コイルの両端部を中央部よりも厚くメッキ形成することで、完成状態では記録コイルの上面が平坦または両端部が中央部よりも厚い凹形状となるようにし、記録コイルの断面積を確保することを提案するものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、磁性材料からなるコアに記録磁界を与える記録コイルを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、記録コイルは、コイル延長方向と直交するコイル幅方向の断面において、両端部の膜厚が中央部の膜厚よりも大きいことを特徴としている。
【０００７】
上記薄膜磁気ヘッドにおいて、記録コイルの上面は、コイル幅方向の両端部が中央部よりも高い凹形状をなしていることが好ましい。記録コイルは、メッキ下地膜上にメッキ成長させた非磁性金属メッキ膜から形成されている。
【０００８】
また本発明は、コイル形成方法の態様によれば、磁性材料からなるコアに記録磁界を与える記録コイルを備える薄膜磁気ヘッドにおいて、記録コイルを形成する際に、コイル形成用のメッキ下地膜を形成する工程と、このメッキ下地膜上に、コイル形成領域を画成するフレームを形成する工程と、このフレームで覆われていないメッキ下地膜をエッチングし、該メッキ下地膜の跳ね返りをフレーム側壁に再付着させる工程と、フレームで画成された領域内に、記録コイルをメッキにより形成する工程と、フレームを除去し、記録コイルのピッチ間に露出するメッキ下地膜を除去する工程とを有することを特徴としている。
【０００９】
フレームで覆われていないメッキ下地膜をエッチングする工程は、反応性イオンエッチングまたはミリングにより実行することが好ましい。この態様によれば、フレーム側壁に対して部分的に、より具体的には、フレーム側壁の下側からメッキ下地膜を再付着させていくことができ、コイルのピッチ間隔が狭小化されてもフレーム側壁にメッキ下地膜を付着させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、記録コイルはメッキによりコイル幅方向の両端部を中央部よりも厚くして形成されるので、メッキ形成後のミリング工程で記録コイル上面の両端部が削られても完成状態でのコイル断面積を十分に確保でき、これによりコイル抵抗を低減可能な薄膜磁気ヘッド及びそのコイル形成方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの積層構造を示す部分縦断面図である。図１において、Ｘ方向はトラック幅方向、Ｙ方向はハイト方向、Ｚ方向は薄膜磁気ヘッドを構成する各層の積層方向とそれぞれ定義する。
【００１２】
本薄膜磁気ヘッドＨは、記録媒体Ｍに垂直磁界Φ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ことにより記録動作する垂直磁気ヘッドである。記録媒体Ｍは、残留磁化の高いハード膜Ｍａを媒体表面側に、磁気透過率の高いソフト膜Ｍｂをハード膜Ｍａよりも内側に有している。この記録媒体Ｍは、例えばディスク状であり、ディスクの中心が回転軸中心となって回転させられる。
【００１３】
薄膜磁気ヘッドＨは、スライダ１０１のトレーリング側端面１０１ｂ上に、非磁性絶縁層１０２と、記録素子部Ｗと、記録素子部Ｗを覆う表面保護層１０３とを有している。スライダ１０１はＡｌ2Ｏ3・ＴｉＣなどの非磁性材料で形成されており、スライダ１０１の媒体対向面１０１ａ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１０１が記録媒体Ｍの表面から浮上する。あるいは、スライダ１０１が記録媒体Ｍに摺動する。非磁性絶縁層１０２及び表面保護層１０３は、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2等の無機材料から形成されている。
【００１４】
記録素子部Ｗには、主磁極層（コア）１１０と、補助磁極層１１５と、記録媒体との対抗面Ｆで主磁極層１１０と補助磁極層１１５の間に介在する磁気ギャップ層１１３と、主磁極層１１０及び補助磁極層１１５に記録磁界を与える記録コイルとが備えられている。
【００１５】
主磁極層１１０及び補助磁極層１１５は、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏなどの飽和磁束密度の高い強磁性材料からなる。主磁極層１１０は、対向面Ｆから図示Ｙ方向（ハイト方向）に所定長さを有し、且つ、対向面Ｆに露出する先端面１１０ａの図示Ｘ方向（トラック幅方向）の寸法がトラック幅に規定されている。主磁極層１１０の図示Ｘ方向の両側及び図示Ｙ方向の後方には、例えばＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ等からなる絶縁材料層１１１が形成されている。磁気ギャップ層１１３は、アルミナまたはＳｉＯ2などの非磁性絶縁材料からなり、主磁極層１１０及び絶縁材料層１１１の上に形成されている。補助磁極層１１５は、対向面Ｆに露出する先端面１１５ａでギャップ間隔Ｇをあけて主磁極層１１０と対向し、該先端面１１５ａよりもハイト方向奥側に位置する接続部１１５ｂで主磁極層１１０と接続している。磁気ギャップ層１１３上であって対向面Ｆから所定距離離れた位置には、無機または有機材料によってハイト決め層１１４が形成されている。この対向面Ｆからハイト決め層１１４の前端縁までの距離により、薄膜磁気ヘッドＨのスロートハイトが規定されている。
【００１６】
記録コイルは、非磁性絶縁層１０２の上にコイル絶縁下地層１２０を介して形成された下層コイル１２１と、磁気ギャップ層１１３の上にコイル絶縁下地層１２３を介して形成された上層コイル１２４から構成されている。下層コイル１２１と上層コイル１２４は、そのトラック幅方向における端部同士が電気的に接続されており、主磁極層１１０を中心として該主磁極層１１０の上下に巻回されたソレノイド状コイルを形成している。下層コイル１２１及び上層コイル１２４の周囲には、Ａｌ2Ｏ3などの無機絶縁材料や、レジストなどの有機絶縁材料で形成されたコイル絶縁層１２２、１２５がそれぞれ形成されている。コイル絶縁層１２２、１２５の上面は平坦化されており、この平坦面の上に主磁極層１１０及び補助磁極層１１５がそれぞれ形成されている。
【００１７】
下層コイル１２１は、例えばＣｕ、Ａｕなどの非磁性金属材料からなるメッキ下地膜１２１ａ、１２１ａ’と、これらメッキ下地膜１２１ａ、１２１ａ’上にメッキ成長させた例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉから選ばれる１種、または２種以上の非磁性金属材料からなる金属メッキ膜１２１ｂとから形成されている。同様に上層コイル１２４は、例えばＣｕ、Ａｕなどの非磁性金属材料からなるメッキ下地膜１２４ａ、１２４ａ’と、これらメッキ下地膜１２４ａ、１２４ａ’上にメッキ成長させた例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉから選ばれる１種、または２種以上の非磁性金属材料からなる金属メッキ膜１２４ｂとから形成されている。
【００１８】
図２は、下層コイル１２１を拡大して示す拡大断面図である。図２に示されるように厳密に見ると、下層コイル１２１は、コイル延長方向（図示Ｘ方向）と直交するコイル幅方向（図示Ｙ方向）の断面（図２に示した断面）において、その両端部の膜厚ｄ２が中央部の膜厚ｄ１よりも大きくなっている（ｄ２＞ｄ１）。より具体的には、下層コイル１２１の下面（メッキ下地膜１２１ａの下面）１２１ｃは平坦面をなし、下層コイル１２１の上面（金属メッキ膜１２１ｂの上面）１２１ｄはコイル幅方向の両端部が中央部よりも高い凹形状をなしている。このようにコイル幅方向の両端部が中央部よりも突出していると、コイル幅方向の両端部が平坦または中央部よりも凹んでいる場合（図２に鎖線で示す）に比べてコイル断面積を大きく確保でき、コイル抵抗が低減する。下層コイル１２１は、そのコイル幅方向の両端部が突出していても、記録磁界を生じさせるのに何ら弊害はない。下層コイル１２１と上層コイル１２４は同一形状で形成されており、上層コイル１２４の詳細は図示しないが、同様に上層コイル１２４もコイル延長方向（長手方向）と直交するコイル幅方向の断面（図２に示した断面）において、その両端部の膜厚が中央部の膜厚よりも大きくなっている。
【００１９】
次に、図３〜図７を参照し、本発明によるコイル形成方法の一実施形態について説明する。図３〜図７は、下層コイル１２１の形成工程を示している。本実施形態では、下層コイル１２１と上層コイル１２４を同一の工程手順で同一形状に形成するので、以下では下層コイル１２１の形成工程について説明する。
【００２０】
先ず、図３に示すように、コイル絶縁下地層１２０の上にメッキ下地膜１２１ａを形成し、このメッキ下地膜１２１ａの上に、コイル形成領域を画成するフレーム１３１を形成する。メッキ下地膜１２１ａには例えばＣｕやＡｕなどの非磁性金属材料を用い、フレーム１３１にはレジストを用いる。
【００２１】
次に、図４に示すように、メッキ前処理としてエッチングを行なう。このとき、エッチングには反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）またはＡｒイオンを用いたミリングを用い、フレーム１３１の間に露出しているメッキ下地膜１２１ａを３０〜３００Å程度削る。メッキ下地膜１２１ａがエッチングされると、該メッキ下地膜１２１ａの直近両側にフレーム１３１が位置しているため、メッキ下地膜１２１ａからの跳ね返りがフレーム側壁１３１ａに付着し、図５に示すようにフレーム側壁１３１ａに側面メッキ下地膜１２１ａ’が形成される。メッキ下地膜１２１ａの跳ね返りはフレーム側壁１３１ａの下側から順に付着していく傾向にあり、メッキ下地膜１２１ａのエッチング量が増えるほど、側面メッキ下地膜１２１ａ’はフレーム側壁１３１ａの上方へ拡がって形成される。この側面メッキ下地膜１２１ａ’の形成範囲（面積、高さ位置）は、メッキ下地膜１２１ａのエッチング量により制御可能である。
【００２２】
続いて、フレーム１３１で画成された領域内に、下層コイル１２１をメッキにより形成する。すなわち、コイル底面となるメッキ下地膜１２１ａと側面に位置する側面メッキ下地膜１２１ａ’の上に、例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉから選ばれる１種、または２種以上の非磁性金属材料からなる金属メッキ膜１２１ｂをメッキ成長させる。金属メッキ膜１２１ｂがメッキ下地膜１２１ａ及び側面メッキ下地膜１２１ａ’の両方から同時にメッキ成長することにより、形成される下層コイル１２１は、図６に示すようにコイル幅方向の両端部の膜厚が中央部の膜厚よりも大きくなる。本実施形態では、下層コイル１２１の下面（メッキ下地膜１２１ａの下面）１２１ｃが平坦面をなし、下層コイル１２１の上面（金属メッキ膜１２１ｂの上面）１２１ｄが両端部が中央部よりも高い緩やかな湾曲凹形状をなす。この下層コイル１２１の断面形状は、前工程で実施したメッキ下地膜１２１ａのエッチング量に応じて定まる。つまり、メッキ下地膜１２１ａのエッチング量を多くすれば、フレーム側壁１３１ａに形成される側面メッキ下地膜１２１ａ’が増えるので、下層コイル１２１のコイル幅方向の両端部と中央部の膜厚差（ｄ１−ｄ２）が大きくなり、逆にメッキ下地膜１２１ａのエッチング量が少なければ、フレーム側壁１３１に形成される側面メッキ下地膜１２１ａ’が減るので、下層コイル１２１のコイル幅方向の両端部と中央部の膜厚差（ｄ１−ｄ２）は小さくなる。
【００２３】
下層コイル１２１の形成後は、図７に示すように、フレーム１３１を除去し、続いて、下層コイル１２１のピッチ間に存在する余分なメッキ下地膜１２１ａをミリングにより除去する。このミリング工程では、メッキ下地膜１２１ａと同時に下層コイル１２１自体も削られ、下層コイル１２１は特にコイル幅方向の両端部が多く削られるが、上述したように下層コイル１２１はコイル幅方向の両端部の膜厚ｄ１を中央部の膜厚ｄ２よりも大きくして形成してあるので、ミリングされても下層コイル１２１の断面積は十分に確保される。
【００２４】
以上により、下層コイル１２１が完成する。上層コイル１２４は、下層コイル１２１の形成工程と同様の形成工程により形成可能である。
【００２５】
以上のように本実施形態で形成される下層コイル１２１及び上層コイル１２４は、コイル幅方向の両端部の膜厚ｄ２が中央部の膜厚ｄ１よりも大きくなるので、メッキ形成後にミリング工程を行なってもコイル幅方向における断面積を十分に確保できる。これにより、コイル抵抗を良好に抑えられ、記録素子部Ｗが膨張して記録媒体に突出するなどの問題が生じることもない。なお、記録コイル（下層コイル、上層コイル）Ｃを従来製法に従って均一な膜厚でメッキ形成した場合には、メッキ形成後にメッキ下地膜を除去するミリング工程を実施すると、図８（ｂ）に示すように記録コイルＣはコイル幅方向の両端部Ｃ１が極端に削られ、ミリング工程後はコイル断面積の大幅な減少によりコイル抵抗の増大を免れない。
【００２６】
また本実施形態では、エッチング（ＲＩＥまたはミリング）により、メッキ下地膜１２１ａの一部をフレーム障壁１３１ａに再付着させて側面メッキ下地膜１２１ａ’を形成するので、形成するコイルのピッチ間隔が狭くなっても、フレーム側壁１３１ａに該フレーム側壁１３１ａの下側からメッキ下地膜を再付着させることができる。
【００２７】
以上では、下層コイル１２１と上層コイル１２４からなるソレノイド状の記録コイルＣを備えた薄膜磁気ヘッドに本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明は、長手記録方式の薄膜磁気ヘッドにも適用可能である。記録コイルは、その形状を問わず、例えば、補助磁極層の接続部を巻き中心として該補助磁極層面と平行に巻き回したスパイラル形状であってもよい。また、一層コイルであっても二層以上の多層コイルであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの積層構造を示す部分縦断面図である。
【図２】図１の下層コイルを拡大して示す部分断面図である。
【図３】同下層コイルの形成方法の一工程を示す断面図である。
【図４】図３に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図５】図４に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図６】図５に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図７】図６に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図８】（ａ）従来製法でメッキ形成した直後の記録コイルを示す断面図である。（ｂ）従来製法で形成した記録コイル（完成状態）を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１２０  コイル絶縁下地層
１２１  下層コイル
１２１ａ  メッキ下地膜
１２１ａ’  側面メッキ下地膜
１２１ｂ  金属メッキ膜
１２１ｃ  下面
１２１ｄ  上面
１２４  上層コイル
１３１  フレーム
１３１ａ  フレーム側壁
【図１】
2007149292.tif 000003
【図２】
2007149292.tif 000004
【図３】
2007149292.tif 000005
【図４】
2007149292.tif 000006
【図５】
2007149292.tif 000007
【図６】
2007149292.tif 000008
【図７】
2007149292.tif 000009
【図８】
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