專利名稱：磁頭及制造磁頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在磁記錄裝置例如磁盤驅(qū)動器、磁帶記錄裝置等中的磁頭；以及制造該磁頭的方法。
關(guān)于應(yīng)用在磁記錄裝置例如磁盤驅(qū)動器、磁帶記錄裝置等中的磁頭，有一種感應(yīng)型記錄/重現(xiàn)磁頭以及一種裝備有感應(yīng)型記錄磁頭和磁阻(磁致電阻)型重現(xiàn)磁頭的組合磁頭。
近些年來，由于磁盤驅(qū)動器等的密度增高需要更高性能的磁頭。由于磁頭要滿足這種要求，可以將該不取決于磁記錄介質(zhì)的速度工作的MR磁頭安裝到小型磁盤驅(qū)動器中，并可以得到高的輸出，已懷很大興趣對此予以關(guān)注。
為了在這種磁頭中實現(xiàn)高記錄密度，必須改進(jìn)磁記錄介質(zhì)的線記錄密度和磁道密度。相應(yīng)地，需要具有更窄芯體寬度的磁頭可以高頻記錄，并且磁頭具有較少的記錄側(cè)向邊緣效應(yīng)或者漏出現(xiàn)象。其中“記錄的側(cè)向邊緣效應(yīng)”意指一種現(xiàn)象，即在寫入時對目標(biāo)磁道相鄰的磁道產(chǎn)生影響，使得記錄磁場沿磁道寬度方向向外擴(kuò)展。
在薄膜磁頭例如其中安裝MR(磁)頭的磁頭中已公知一種稱之為組合磁頭的磁頭。通過將一由磁記錄介質(zhì)讀出磁信息的多層重現(xiàn)(磁)頭RE和一向磁記錄介質(zhì)以磁方式寫入信息的多層記錄(磁)頭WR沿層疊方向進(jìn)行層疊形成組合磁頭。
在重現(xiàn)(磁)頭RE和記錄(磁)頭WR之間的一個交界元件即位于在記錄磁頭側(cè)的重現(xiàn)磁頭RE的一對磁屏蔽層中的一層(稱之為“上重現(xiàn)磁屏蔽層”或下文簡稱“上磁屏蔽層”)公用為位于在記錄磁頭側(cè)的記錄磁頭中的一對磁極中的一層(稱為“下記錄磁極”或下文簡稱為“下磁極”)。因此，對該層的形狀要加一定的限制，以及記錄磁頭WR的下磁極中面向磁記錄介質(zhì)的側(cè)表面(ABS(空氣支承表面)或浮動表面)其形成不可避免地要寬于磁記錄介質(zhì)的記錄磁道寬度。由于這一原因，在寫入操作中由下磁極產(chǎn)生的記錄磁場沿記錄介質(zhì)的磁道方向向?qū)挃U(kuò)展。因此，難于通過使磁道寬度變窄來降低磁道間距從而改進(jìn)記錄密度。
下磁極和上磁極在螺旋記錄線圈12的中心區(qū)域彼此連接。在下磁極的ABS和上磁極的ABS之間產(chǎn)生記錄磁場。為了改善記錄密度，要求上磁極的ABS必須整形時應(yīng)盡可能少，因此必須降低記錄的側(cè)向邊緣效應(yīng)。
本發(fā)明要解決的問題。
在該記錄磁頭中，經(jīng)適當(dāng)分析，將施加到磁記錄介質(zhì)上的磁場強(qiáng)度設(shè)定約2倍于記錄介質(zhì)的矯頑力Hc。目前的記錄介質(zhì)的矯頑力Hc接近2500奧(奧斯特)。因此，本發(fā)明的發(fā)明人首先將具有約5000奧斯特的記錄磁場的磁頭作為目標(biāo)。
其次，本發(fā)明的發(fā)明人將上記錄磁極的芯體寬度(ABS的縱向尺寸)達(dá)到小于1微米作為另一目標(biāo)。
然而，上記錄磁極形成在該在下記錄磁極上形成的層間絕緣層上。由于位于在下記錄磁極上方的記錄線圈置入在層間絕緣層中，這一層間絕緣層在其外側(cè)具有大的階狀部分(高的階狀部分)。如在

圖1A中所示，如果將液體抗蝕劑涂覆在具有高的階狀部分的層間絕緣層11上，由于抗蝕劑具有流動能力，抗蝕劑115具有這樣一種趨勢，即在高的階狀部分(平坦部分)層厚變得相對薄，而在下階狀部分(階狀部分底部)由于滯留抗蝕劑使層厚變得相對厚。
因此，在形成上磁極時，必須將上磁極置于具有高的階狀部分的層間絕緣層111之上，然后確定圖形等。為了形成預(yù)定層厚的上磁極，在平坦部分上需要約6微米的抗蝕劑層厚。在這種情況下，在階狀部分底部上的抗蝕劑的層厚變得約10微米。
通過利用層厚大約10微米的抗蝕劑要實現(xiàn)在上磁極的ABS上1微米的目標(biāo)芯體寬度是十分困難的。
作為克服該問題的防范措施，本申請的申請人先前已經(jīng)提出一項技術(shù)，如1997.4.25申請的9-109845號日本專利申請(該申請在本日本申請的申請日期還未對公眾公開)，通過利用聚焦的離子束(FIB)法對上記錄磁極進(jìn)行局部修整。
在這一序號為9-109845的日本專利申請文件中所公開的技術(shù)是，在制造組合磁頭的步驟中，在最終階段將基片分成浮動塊之前或之后，通過利用聚焦的離子束法由ABS側(cè)對上記錄磁極進(jìn)行局部修整和整形，以窄化芯體寬度。
圖1B是表示利用聚焦的離子束法對上磁極進(jìn)行修整的視圖。如在圖1B中示意表示的，在其中形成上磁極的磁頭中，上磁極116局部覆蓋螺旋記錄線圈112。上磁極116具有一細(xì)長(即長而窄)的指向記錄介質(zhì)的磁極部分116a。
圖1C是表示通過利用聚焦的離子束法對細(xì)長磁極部分116a進(jìn)行修整的放大圖。更具體地說，在已確定上磁極116的圖形后，通過照射聚焦的離子束對與在上磁極16中的縫隙層相接觸的細(xì)長磁極部分的兩側(cè)面和位置低于和圍繞該細(xì)長磁極部分的下磁極進(jìn)行修整。根據(jù)這一修整處理，將上磁極116中的細(xì)長磁極芯體寬度116a整形為預(yù)期的形狀，同時在位置低于和在細(xì)長磁極部分的兩側(cè)的下磁極中的上部分上形成凹槽或凹部。
圖2是表示聚焦的離子束設(shè)備的視圖。這一設(shè)備包括一具有離子源、透鏡系統(tǒng)、臺等的圖形繪制部分，以及控制和數(shù)據(jù)處理部分。由于離子束具有良好的直線傳播特性，聚焦的離子束法的特點是能形成十分精確的圖形。此外，可以形成具有高形狀尺寸比的精確圖形。
因此，如果采用聚焦的離子束法，通過修整處理可以將細(xì)長磁極部分116a整形為預(yù)期的精確圖形。如果采用具有已整形為這種預(yù)期精確圖形的細(xì)長磁極部分的上磁極，可以將在上磁極和下磁極之間產(chǎn)生的記錄磁場沿磁道寬度的方向的擴(kuò)展抑制到最低最小。因此，具有這種上磁極的磁頭可以在具有高磁道密度的磁記錄介質(zhì)上記錄信息。
但是，通過利用聚焦的離子束法來實行對磁極的修整處理在現(xiàn)有狀態(tài)生產(chǎn)率是十分差的。利用圖2中所示的FIB設(shè)備可以實行聚焦的離子束法。為了將經(jīng)整形的細(xì)長磁極部分的芯體寬度修整到1微米范圍內(nèi)，將離子束聚焦到在每個磁頭中的細(xì)長磁極部分兩側(cè)上的預(yù)定位置，然后確定圖形繪制區(qū)域，以便進(jìn)行修整操作。
由于多個磁頭形成在該基片上，需要充分的時間按照磁頭的數(shù)目重復(fù)各步驟。例如，如果對每一磁頭的處理時間設(shè)定約10秒，要花一天或更長(27.7倍)來處理一張晶片，這是由于在一直徑為5英寸晶片中包括約10000個磁頭，它們尺寸是相當(dāng)小的。
為了在實際生產(chǎn)中利用該磁頭，處理時間必須大為縮短，此外必須安裝大量的FIB設(shè)備，但這并不是實用的解決方案。因此，實際需要一種新的優(yōu)良技術(shù)，其可替代采用聚焦的離子束的磁頭制造方法。
此外，更重要的是，在序號為9-109845的日本專利申請文件的上述技術(shù)已公開對上磁極和下磁極的局部修整處理，但是關(guān)于修整的范圍，即對于磁頭的特性可以產(chǎn)生良好影響的修整形狀沒有提到。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種優(yōu)異的磁頭，其能克服上述問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種適用于高密度記錄的具有窄的芯體寬度的磁頭。
本發(fā)明的再一目的是提供一種新型磁頭的制造方法。
本發(fā)明的再一目的是提供一種適用于高密度記錄具有窄的芯體寬度的磁頭。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種制造磁頭的方法，包括步驟形成下記錄磁極和上記錄磁極；利用離子磨削法對鄰近上記錄磁極的浮動表面的細(xì)長磁極部分和位置低于并圍繞細(xì)長磁極部分的下記錄磁極的上部分進(jìn)行局部修整；以此調(diào)節(jié)該細(xì)長磁極部分的芯體寬度。
通過利用離子磨削法，修整處理時間可以比FIB法大為縮短。通過不僅對上記錄磁極而且對下記錄磁極的上部分進(jìn)行修整，可以使記錄的側(cè)向邊緣效應(yīng)或漏出現(xiàn)象降低很多。
在根據(jù)本發(fā)明的制造磁頭的方法中，該離子磨削法將相對于上記錄磁極的側(cè)表面的離子入射角θi設(shè)定在65°到85°的范圍內(nèi)。因此，可以基本防止上磁極表面層厚的降低。
在根據(jù)本發(fā)明的制造磁頭的方法中，利用離子磨削法對記錄縫隙層和下記錄磁極的上部分進(jìn)行調(diào)節(jié)使它們基本上與細(xì)長磁極部分的芯體寬度一致。因此，可以將記錄時的漏出現(xiàn)象降低得更多。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種制造組合磁頭的方法，該組合磁頭包括重現(xiàn)磁頭和記錄磁頭，該方法包括步驟形成下記錄磁極；在下記錄磁極上形成記錄縫隙層(膜)；形成記錄線圈，將其置入在記錄縫隙層上的非磁性絕緣層中；在非磁性絕緣層上形成上記錄磁極；以及利用離子磨削法對上記錄磁極和下記錄磁極進(jìn)行局部修整；以此對上記錄磁極的芯體寬度進(jìn)行整形，使下記錄磁極的上部分形成得與芯體寬度相一致。
根據(jù)本發(fā)明的制造組合磁頭的方法，還包括步驟在形成上記錄磁極的步驟之前在非磁性絕緣層上形成鍍覆基層；以及在鍍覆基層上形成防反射層。
根據(jù)本發(fā)明的制造組合磁頭的方法，還包括步驟在形成記錄縫隙層的步驟之后，在記錄縫隙層上形成防反射層。由于防反射層，由反射光對光敏抗蝕劑的曝光可以消除，因此，可以按精確形狀形成上磁極。
在根據(jù)本發(fā)明的制造組合磁頭的方法中，在利用離子磨削法對上記錄磁極和下記錄磁極進(jìn)行局部修整的步驟中，按在20°～40°的范圍內(nèi)的離子入射角實行第一修整，按在65°～85°的范圍內(nèi)的離子入射角實行第二修整。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種組合磁頭，包括一重現(xiàn)磁頭；和一記錄磁頭；其中記錄磁頭包括下磁極、記錄縫隙層、非磁性絕緣層，一記錄線圈置入在其中，以及上磁極，通過修整處理對上磁極進(jìn)行整形，以及上磁極具有一高度Dh小于5.0微米的階狀部分，階狀部分高度Dh是由通過修整處理形成的階狀部分底部位置到浮動表面的高度。
在根據(jù)本發(fā)明的組合磁頭中，上磁極具有高度Dh為小于3.0微米的階狀部分，階狀部分高度Dh是由通過修整處理形成的階狀部分底部位置到浮動表面的高度。
例如，如圖15中所示，通過限定階狀部分高度Dh可以得到高磁場強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種組合磁頭，包括一重現(xiàn)磁頭；和一記錄磁頭；其中記錄磁頭包括下磁極、記錄縫隙層、非磁性縫隙層，一記錄線圈置入在其中，以及上磁極，通過修整處理對上磁極進(jìn)行整形，和上磁極具有一細(xì)長磁極部分，磁極長度P1為通過修整處理形成的磁極層厚，大于2.5微米。
在根據(jù)本發(fā)明的組合磁頭中，上磁極具有一細(xì)長磁極部分，磁極長度P1為通過修整處理形成的磁極層厚，大于3.0微米。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種組合磁頭，包括一重現(xiàn)磁頭；和一記錄磁頭；其中記錄磁頭包括下磁極、記錄縫隙層、非磁性絕緣層、一記錄線圈置入在其中，以及上磁極，通過修整處理對上磁極進(jìn)行整形，以及上磁極具有一鄰近表面的細(xì)長磁極部分和與一與細(xì)長磁極部分連接的扇形部分，以及具有一高度Nh小于3.0微米的頸部，頸部高度Nh為由細(xì)長磁極部分的浮動表面到扇形部分的高度。
在根據(jù)本發(fā)明的組合磁頭中，頸部高度Nh小于2.0微米。
例如，如圖17中所示，通過限定頸部高度Nh可以得到對于預(yù)定磁極長度P1的高磁場強(qiáng)度。
圖1A到1C是表示現(xiàn)有技術(shù)的磁頭的視圖，其中圖1A是表示現(xiàn)有技術(shù)制造薄膜磁頭時存在的問題的視圖，圖1B是表示上磁極中的修整部分的視圖，圖1C是表示利用聚焦的離子束法對上磁極進(jìn)行修整的視圖；圖2是表示EIB設(shè)備的視圖3是表示組合磁頭中的相應(yīng)部分的分解透視圖；圖4A是表示沿圖3中的斷面線A-A所取的組合磁頭的斷面圖；圖4B是表示沿圖3中的斷面線B-B所取的組合磁頭的斷面圖；圖5是表示步驟的流程圖，解釋制造圖3中所示的組合磁頭的方法；圖6A到6F是表示按圖5中所示各個步驟沿圖3中的斷面線A-A所取的組合磁頭的斷面形狀的局部斷面圖；圖7A到7F是表示按圖5中所示各個步驟沿圖3中的斷面線B-B所取的組合磁頭的斷面形狀的局部斷面圖；圖8A是表示其中在記錄縫隙層沒有形成縫隙保護(hù)層時的磁頭的視圖；圖8B是表示其中在記錄縫隙層形成縫隙保護(hù)層時的磁頭的視圖；圖9A是表示在一晶片上形成多個磁頭時的情況的視圖；圖9B是表示由圖9A中所示的晶片切下的棒狀晶片的視圖；圖9C是表示由圖9B所示的棒形晶片制造的浮動塊的狀況的視圖；圖10A是表示磁頭的平面結(jié)構(gòu)的視圖，表示作為修整目標(biāo)的上磁極和其相鄰的各元件；圖10B是表示磁頭的疊層斷面結(jié)構(gòu)的視圖，表示其圖11A到11C是表示分別利用第一修整方法修整的上磁極和下磁極的視圖；圖12是表示在圖11A到11C中經(jīng)修整的磁頭中的Hx(在記錄介質(zhì)20中的磁場強(qiáng)度中的縱向分量)相對于Dt(沿該層厚度方向的上磁極中的一凹部的階狀部分深度)的關(guān)系曲線；圖13是表示在圖11A到11C中經(jīng)修整的磁頭中的Hx(在記錄介質(zhì)20中的磁場強(qiáng)度縱向分量)相對于P1(上磁極的磁極長度)的關(guān)系曲線；圖14是表示在圖11A到11C中經(jīng)修整的磁頭中，利用Dh(沿該層厚度方向的上磁極中的凹部的階狀部分高度)作為一個參數(shù)的，Hx(在記錄介質(zhì)20中的磁場強(qiáng)度的縱向分量)相對于P1(上磁極的磁極長度)的關(guān)系曲線；圖15是表示在圖11A到11C中經(jīng)修整的磁頭中，利用Nh(上磁極的頸部高度)作為一個參數(shù)的，Hx(在記錄介質(zhì)20中的磁場強(qiáng)度縱向分量)相對于P1(上磁極的磁極高度)的關(guān)系曲線；圖16是表示離子磨削(milling)(離子蝕刻)設(shè)備的示意圖；圖17是表示在利用圖16中所示的離子磨削設(shè)備的離子磨削步驟中上磁極的磁芯寬度相對于加工時間的關(guān)系曲線；圖18是表示對上磁極和下磁極進(jìn)行修整操作的流程圖；圖19A到19C是表示在圖18所示的修整操作中的上磁極和下磁極的視圖；圖20A到20C是表示利用第二修整方法修整的上磁極和下磁極的視圖；圖21A是表示其中設(shè)置封頂層的情況下的斷面圖；圖21B是表示其中在加熱之后形成封頂層的情況下的斷面圖；圖22A到22D是表示反射光照射光敏抗蝕劑的有害影響；圖23是表示形成防反射層的操作的流程圖；圖24A到24F是分別表示在形成圖23中的防反射層時的各步驟中的磁頭的斷面圖；以及圖25是表示當(dāng)將DLC作為防反射層時的該層厚度-反射率特性的曲線圖。
下文將參閱附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的各實施例。
〔組合磁頭〕(組合磁頭的結(jié)構(gòu))圖3是表示組合磁頭中的相應(yīng)部分的分解透視圖。在這一分解透視圖中，為了使磁頭的內(nèi)側(cè)看清楚，將用作保護(hù)層的最上層除去，還由圖3中刪去記錄頭WR中的左半部分。
該組合磁頭包括基片1、形成在該基片上的基片保護(hù)層2、形成在基片保護(hù)層上的重現(xiàn)磁頭RE、形成在重現(xiàn)磁頭上的記錄磁頭WR以及形成在記錄磁頭上的保護(hù)層(未表示)。
重現(xiàn)磁頭RE包括下重現(xiàn)磁屏蔽層3、形成在下重現(xiàn)磁屏蔽層上的第一非磁性絕緣層(下重現(xiàn)縫隙層)4、形成在第一非磁性絕緣層上的磁傳感器5、形成在磁傳感器兩端上的一對連接端(圖中僅表示一個連接端)，形成在磁傳感器和該對連接端上的第二非磁性絕緣層(上重現(xiàn)縫隙層)7、形成在第二非磁性絕緣層上重現(xiàn)磁屏蔽層8。更具體地說，重現(xiàn)磁頭RE具有這樣的結(jié)構(gòu)，即沿Z方向的磁傳感器5的二表面和一對連接端6a、6b由第一和第二非磁性絕緣層4、7覆蓋，第一和第二非磁性絕緣層4、7的兩側(cè)又由下上重現(xiàn)磁屏蔽層3、8覆蓋。
上重現(xiàn)磁屏蔽層8是歸并型層，其通常用作下文要介紹的記錄磁頭WR中的下磁極，即用作上重現(xiàn)磁屏蔽層和下記錄磁極。因此，在本次公開中，上重現(xiàn)磁屏蔽層/下記錄磁極8可以或者按上(重現(xiàn))磁屏蔽層或者按下(記錄)磁極來表達(dá)。
記錄磁頭WR包括下記錄磁極8、記錄縫隙層9、配置在記錄縫隙層中的螺旋記錄線圈12、形成用以覆蓋記錄線圈的第三和第四非磁性絕緣層10、11，以及形成在第三和第四非磁性絕緣層上的上記錄磁極16。換句話說，記錄磁頭WR是這樣構(gòu)成的，即其中置入記錄線圈12的記錄縫隙層9的兩個表面和第三及第四非磁性絕緣層10、11都由下記錄磁極8和上記錄磁極16覆蓋。
記錄線圈12在它的螺旋中心區(qū)13是空置的。上記錄磁極16在中心區(qū)13是凹入的，其要連接到下記錄磁極8。此外，上記錄磁極16朝向磁記錄介質(zhì)20帶有錐度，這一部分特別稱為細(xì)長磁極部分16a。
按照這種方式，圖3中所示的組合磁頭具有一種背負(fù)結(jié)構(gòu)，其中的記錄磁頭附著到重現(xiàn)磁頭RE的背部。為了使磁頭中的各個元件的位置關(guān)系了解得更清楚，如圖3中所示，上記錄磁極16的ABS(空氣支承表面)按X方向設(shè)定，如果由ABS方面觀看磁頭的深度方向按Y方向設(shè)定，磁頭的疊層方向按Z方向設(shè)定。
下面將解釋構(gòu)成該組合磁頭的各元件。
基片1是一基本上呈盤形的晶片、其制作材料為例如(Al2O3·TiC)、鐵氧體、鈦酸鈣等。
基片保護(hù)層2、第一非磁性絕緣層4、第二非磁性絕緣層7和記錄縫隙層9例如Al2O3構(gòu)成。記錄縫隙層9厚度約為0.2至0.6微米。在分別形成在記錄縫隙層9的兩側(cè)上的上記錄磁極16中的細(xì)長磁極部分16a和第二非磁性絕緣層7的ABS之間產(chǎn)生記錄磁場，以便向磁記錄介質(zhì)20中寫入信息。
下重現(xiàn)磁屏蔽層3、上重現(xiàn)磁屏蔽層/下記錄磁極8以及上記錄磁極16例如都是由NiFe合金構(gòu)成的。另外，可以采用Co合金例如CoNiFe、CoZr等及Fe合金例如FeN、FeNZr等。上記錄磁極16的厚度約幾微米。
關(guān)于磁傳感器5，例如可以采用異向性的磁阻器件(MR器件)、一般為巨磁阻器(GMR器件)，例如旋閥式磁阻器件。一對連接端6a、6b分別連接到磁傳感器5的兩端。在讀出操作時，恒定電流(傳感電流)經(jīng)過連接端流向磁傳感器5。
組合磁頭是這樣定位的，其面向記錄介質(zhì)20例如磁盤，與其分開微小距離(浮動量)。在沿記錄介質(zhì)20的磁道縱向方向相對運動時，組合磁頭利用重現(xiàn)磁頭RE讀出按磁方式記錄在磁記錄介質(zhì)20上的信息，還可利用記錄磁頭WR向記錄介質(zhì)20通過磁方式寫入信息。面向磁記錄介質(zhì)20的磁頭表面稱為ABS(空氣支承表面)或浮動表面。
圖4A是表示當(dāng)由記錄介質(zhì)20側(cè)觀看時的組合磁頭的ABS的斷面圖。圖4B是表示通過記錄線圈12的中心的組合磁頭的Y-Z表面的斷面圖。在這種情況下，圖4A是對應(yīng)于沿圖4B中的斷面線所取的斷面圖。
由圖4A和4B可以看出，磁頭RE由底部起依序包括基片1、形成在基片上的保護(hù)層2、形成在保護(hù)層上的下磁屏蔽層3、第一非磁性絕緣層4、磁傳感器5以及一對形成在第一非磁性層上的連接端6a、6b，形成在第一非磁性絕緣層4上用以覆蓋磁傳感器和一對連接端的第二非磁性絕緣層7、形成在第二非磁性絕緣層上的上磁屏蔽層/下磁極8、形成在下磁極上的縫隙層9、形成在縫隙層上的第三非磁性絕緣層10、形成在第三非磁性絕緣層上的螺旋記錄線圈12、用于覆蓋記錄線圈的第四非磁性絕緣層11、形成在第四非磁性絕緣層上的基層14、形成在鍍覆基層上的上磁極16，以及形成在上磁極上的保護(hù)層17。
如聯(lián)系圖4A以局部放大視圖所表示的，磁傳感器5置于在第一非磁性絕緣層4和第二非磁性絕緣層7之間。一對連接端6a、6b分別連接到磁傳感器5的兩端。
如圖4B中所示，在磁頭中，上磁極16朝向ABS形成為細(xì)長的或帶錐度形狀的磁極16a部分。下文將詳細(xì)介紹，在面向上磁極16的下磁極8的表面上直接位于細(xì)長磁極部分16a的兩側(cè)，形成一對凹槽或凹部8a、8b。
(制造組合磁頭的方法)圖5是用于解釋制造圖3中所示的組合磁頭的方法的說明步驟的流程圖。圖6A到6E是表示在圖5中所示的各制造步驟中的組合磁頭的ABS的局部斷面圖。圖7A到7E是表示在圖5中所示的各制造步驟中的通過記錄線圈12的中心的組合磁頭的Y-Z平面的局部斷面圖。下面順照圖5的流程圖，同時適當(dāng)參照圖6A到7F所示的斷面圖解釋制造圖3中所示的組合磁頭的制造方法。
在步驟S10，形成下重現(xiàn)磁屏蔽層3。更具體地說，如圖6A和7A中所示，準(zhǔn)備基片1，然后在基片上形基片保護(hù)層2，其后在基片保護(hù)層上形成下重現(xiàn)磁屏蔽層3。
在步驟S20，在下重現(xiàn)磁屏蔽層3上形成第一非磁性絕緣層(下重現(xiàn)縫隙層4)。
在步驟30，形成磁傳感器5和一對連接端6a、6b。更具體地說，在第一非磁性絕緣層4上形成MR層、GMR層，然后通過使各層構(gòu)成圖形來形成磁傳感器5。然后再在磁傳感器5的兩側(cè)分別形成一對連接端6a、6b。
在步驟S40，在第一非磁性絕緣層4上形成第二非磁性絕緣層(上重現(xiàn)縫隙層7)，以覆蓋磁傳感器5和一對連接端6a、6b。
在步驟S50，在第二非磁性絕緣層上形成上重現(xiàn)磁屏蔽層/下記錄磁頭8。通過鍍覆法或濺射法形成下記錄磁極8。如果通過鍍覆法形成下記錄磁極8，可以采用Co合金，例如NiFe合金或CoNiFe等，以及通過濺射或蒸鍍預(yù)先形成第一鍍覆基層14，然后通過電鍍法形成下記錄磁極8，使層厚約幾微米。如果下記錄磁極8是通過濺射法形成的，可以或者采用Fe合金例如FeN、FeNZr等，或者采用Co合金例如CoZr等。在這種情況下，無需鍍覆基層。
在步驟S60，在下記錄磁極8上形成記錄縫隙層9。例如，記錄縫隙層9可以由Al2O3、SiO2構(gòu)成。
然而，如果例如僅采用具有高蝕刻速率的SiO2層，有時記錄縫隙層9的厚層的降低可能是在后來步驟的第三非磁性絕緣層(抗蝕劑的熱固性(即硬固化)層)、記錄線圈以及第四非磁性絕緣層(抗蝕劑的熱固性(即硬固化)層)的形成過程中引起的。為了避免記錄縫隙層9的層厚的降低，如果需要可以在記錄縫隙層9上形成縫隙保護(hù)層9a。
圖8A是表示在記錄縫隙層9上沒有形成縫隙保護(hù)層的狀況的視圖。圖8B是表示在記錄縫隙層9上形成縫隙保護(hù)層9a的狀況的視圖。如圖8B中所示，首先形成SiO2層作為記錄縫隙層9以及然后在SiO2層上形成縫隙保護(hù)層9a例如Al2O3、SiN、AIN等，它們具有相對低的蝕刻速率?？p隙保護(hù)層9a在后來步驟中的第三非磁性絕緣層、記錄線圈以及第四非磁性絕緣層的構(gòu)成過程中可以實現(xiàn)補(bǔ)償記錄縫隙層9層厚降低的功能。倘若采用縫隙保護(hù)層9a，其在后來的步驟中在形成鍍覆基層(步驟S100)之前要除去。通過化學(xué)蝕刻可除去縫隙保護(hù)層9a。
在步驟S70，在記錄縫隙層9(或縫隙保護(hù)層9a)上形成第三非磁性絕緣層10。通過利用自旋涂覆方式涂覆光敏液體的光敏抗蝕劑，然后使光敏抗蝕劑形成圖形以便除去與螺旋線圈12的中心區(qū)域相對應(yīng)的光敏抗蝕劑部分，再后通過加熱使光敏抗蝕劑硬化(硬固化)，可以形成第三非磁性絕緣層。
在步驟S80，形成記錄線圈12。
在步驟S90，在第三非磁性絕緣層10上形成第四非磁性絕緣層11。圖6A和7A分別表示在這一階段的組合磁頭的形狀。與第三非磁性絕緣層10相似，通過利用自旋涂覆方式涂覆光敏液體的光敏抗蝕劑，然后使該光敏抗蝕劑形成圖形以便除去與螺旋線圈12的中心區(qū)域相對應(yīng)的光敏抗蝕劑部分，再后通過加熱(硬固化)使光敏抗蝕劑硬化，可以形成第四非磁性絕緣層11。按照這種方式，在螺旋線圈12的中心區(qū)域形成一直達(dá)下記錄磁極8的洞或開孔13。在這種情況下，這一洞13可以在第三非磁性絕緣層10和第四非磁性絕緣層11已經(jīng)在形成之后一次形成。
在步驟S100，形成如在圖6B和7B中所示的鍍覆基層14。更具體地說，通過濺射法、蒸鍍法之類在第四非磁性絕緣層11和包括有孔13的內(nèi)表面的記錄縫隙層9上形成由NiFe構(gòu)成薄的鍍覆基層14。
在步驟S110，形成上磁極16。更具體地說，通過在鍍覆基層14上涂覆光敏抗蝕劑15，然后對光敏抗蝕劑曝光/顯影在形成光敏抗蝕劑15的區(qū)域的上磁極中形成窗口15a。
在涂覆這種光敏抗蝕劑之前，如果需要，可以在鍍覆基層14上形成防反射層。在本說明書的另一部分后面詳細(xì)解釋防反射層。
然后如圖6C和7C中所示，通過電鍍法在窗口15a中形成由NiFe構(gòu)成的上磁極16，其厚度為幾微米。在臨近磁記錄介質(zhì)20的上磁極16朝向磁記錄介質(zhì)20形成錐度，這樣在一面向磁記錄介質(zhì)20的區(qū)域中形成細(xì)長(即長而窄)的磁級部分16a。上磁極16的形狀使之適于經(jīng)過位于在螺旋線圈12的洞13連接到下記錄磁極8。
在步驟S120，如圖6D和7D中所示，利用離子磨削法對上磁極16的細(xì)長磁極部分16a和下記錄磁極8的上部分進(jìn)行局部，使之整形為預(yù)定的形狀。更具體地說，在切割基片1之前，利用離子磨削法對在上磁極16上與記錄縫隙層9相接觸的細(xì)長磁極部分16a的兩個側(cè)面進(jìn)行修整使之整形成為預(yù)定的形狀。同時，對位于在細(xì)長磁極部分16a下方的下記錄磁極8進(jìn)行局部修整，以形成在下記錄磁極8的上部中的預(yù)定凹槽或凹部8a。
如在圖6E和6F中所示，在這一修整操作已經(jīng)完成之后利用離子磨削法由不同于上磁極16的其它區(qū)域除去已曝光的鍍覆基層14。這時，上磁級16也降低一與鍍覆基層14相對應(yīng)的厚度。然而，由于鍍覆基層14和上磁極16是由同樣材料構(gòu)成的，上磁極6基本上恢復(fù)到它的原來的厚度。在此之后，形成分別連接到傳感器的兩個連接端的電極焊點(未表示)以及形成分別連接到記錄線圈的兩個連接端的電極焊點(未表示)等。
這種修理處理可以在上磁極16構(gòu)成之后的某一時間進(jìn)行但應(yīng)在縫隙保護(hù)層9a形成之前。細(xì)長磁極部分16a和下記錄磁極8的局部修整處理的操作時間可以比在現(xiàn)有技術(shù)中照射聚焦的離子束要明顯地減少。因此，磁頭的制造時間可以縮短，磁頭制造成本也可以降低。這是因為在現(xiàn)有技術(shù)中的聚焦的離子磨削法需要離子束的聚焦操作，還需要陸續(xù)以磁頭為單位制造磁頭，而在本實施例中采用的離子磨削法不需要聚焦操作以及還可以同時對在一個基片上設(shè)置的約10000個磁頭進(jìn)行修整處理。
下面對上磁極16中的細(xì)長磁極部分16a和下記錄磁極8中的預(yù)定凹槽或凹部8a的預(yù)定形狀一起進(jìn)行解釋。
在步驟S130，如圖6E和7E中所示，例如由Al2O3構(gòu)成的保護(hù)層17形成在上磁極16的整個表面上。這時，下記錄磁極8中位于細(xì)長磁極部分16a兩側(cè)的凹槽8a由保護(hù)層17掩蓋。
在步驟S140，通過分割基片1形成浮動塊。在進(jìn)入這一過程之前，基片1沒有被分割，并且在各個步驟中作為一個整體被加工處理的。因此，如圖9A中所示，多個組合磁頭18在晶片1上以陣列形式多方對齊(例如在5英寸的晶片上約有10000個)。然后如圖9B中所示，將基片1分成多成多個棒形晶片Ia。如圖9C中所示，在被分割的棒形晶片Ia上形成軌道表面1b、1c。然后通過分割棒形晶片1a可以最終形成浮動塊19的形狀。
〔上磁極等的修整〕圖10A是表示磁頭的平面結(jié)構(gòu)的視圖，表示作為修整對象的上磁極16和其相鄰的元件。圖10B是表示磁頭的疊層斷面結(jié)構(gòu)，表示作為修整對象的上磁極16和它相鄰的元件。根據(jù)下面要解釋的第一修整法，對位于在上磁極16中的最左側(cè)的細(xì)長磁極部分16a和位置圍繞并在細(xì)長磁極部分16a下方的下記錄磁極8中的上部分進(jìn)行修理處理。按第二修整法，僅對上磁極16中的細(xì)長磁極部分16a進(jìn)行修整處理，而對下記錄磁極8的上部分不進(jìn)行修整處理。
(第一修整法)圖11A到11C是表示分別利用第一修整法對上磁極16和下磁極8進(jìn)行修整的視圖。圖11A是表示上磁極16和下磁極8的平面圖。圖11B是表示各磁極的ABS的正視圖。圖11C是表示上磁極16和下磁極8的側(cè)視圖。在圖11A到11C中的影線部分表示分別利用離子磨削法進(jìn)行修整消除的部分。
如圖11A中所示，對上磁極16進(jìn)行整形，以便形成由面向磁記錄介質(zhì)(未表示)的末端部分起具有的寬度(磁極部分16a)在幾微米范圍內(nèi)的細(xì)長棒形部分。為了在對上磁極16的這種修整處理完成之后確定上磁極16的形狀，在本說明書中如圖11A和11B所示，將磁極部分16a的ABS縱向尺寸和層厚尺寸分別定義為“芯體寬Cw”和“磁極長度P1”，然后如圖11C中所示，由上磁極16中的階狀部分到ABS的長度(即修整處理的Y方向尺寸)定義為“階狀部分高度Dh”，沿上磁極16的層厚計量的階狀部分深度定義為“階狀部分深度Dt”。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)就經(jīng)修整處理的上磁極16的形狀對于在磁記錄介質(zhì)20表面上的磁場強(qiáng)度產(chǎn)生多大影響進(jìn)行了實驗。這種實驗是根據(jù)三維磁場分析軟件利用計算機(jī)模擬進(jìn)行的。該三維磁場分析軟件是由市場上可購得的，例如由位于日本大阪的Elf公司可購得。
圖12是表示在圖11A到11C中解釋的已進(jìn)行修整處理的磁頭中Hx(在記錄介質(zhì)20中的磁場強(qiáng)度縱向分量)相對于Dt(階狀部分深度)的關(guān)系曲線。關(guān)于實驗采樣的狀態(tài)參數(shù)是Gd(記錄縫隙長度)＝2.0微米，Nh(頸部長度)＝4.0微米，P1(磁極長度)＝2.5微米，以及Dh(階狀部分高度)＝1.0微米。由圖12明顯看出，能夠理解，如果將本發(fā)明的磁頭與設(shè)有凹槽(階狀深度Dt＝0)的常規(guī)磁頭相比，當(dāng)階狀部分深度Dt變深時，磁場強(qiáng)度Hx增高得遠(yuǎn)為更多。如果階狀部分深度Dt大于0.25微米，磁場強(qiáng)度Hx增加超過4％。特別是，如果階狀部分深度Dt大于1.0微米，磁場強(qiáng)度Hx增加超過10％。因此，如果磁場強(qiáng)度Hx增加得越來越多，就可以能將產(chǎn)品允差設(shè)定與設(shè)計規(guī)定一樣大。
按照圖12中的實驗結(jié)果，階狀部分深度Dt≥0.25微米，在形成在上磁極16中的凹槽中最好Dt≥1.0微米。
圖13是表示在按照圖11A到11C中解釋進(jìn)行修整的磁頭中的Hx(在記錄介質(zhì)20中的磁場強(qiáng)度縱向分量)相對于P1(磁極長度)的關(guān)系曲線。關(guān)于實驗采樣的狀態(tài)參數(shù)Gd(記錄縫隙長度)＝1.0微米，Nh(頸部高度)＝5.0微米，PI(磁極長度)＝2.0微米，根據(jù)圖11C確定的階狀部分高度Dh＝2.0微米。由圖13明顯看出，可以理解，如果將本發(fā)明的磁頭和沒有凹槽(階狀部分高度Dh＝∞)的常規(guī)磁頭相比，當(dāng)階部高度Dh變低時，磁場強(qiáng)度Hx增加得更多。如果階狀部分高度Dh至少小于5微米，則磁場強(qiáng)度Hx增加超過8％。特別是，如果階狀部分高度Dh至少小于3微米，磁場強(qiáng)度增加超過14％。因此，如果磁場強(qiáng)度Hx增加得越來越多，就可以將產(chǎn)品允差設(shè)定與設(shè)計規(guī)定值一樣大。
按照圖13所示的實驗結(jié)果，階狀部分高度Dh≤5.0微米，最好在上磁極16中形成的凹槽中Dh≤3.0微米。
圖14是表示在受到按圖11A到11C中所解釋的修整處理的磁頭中，利用Dh(階狀部分高度)作為一個參數(shù)，Hx(在記錄介質(zhì)20中的磁場強(qiáng)度縱向分量)相對于P1(磁極長度)的關(guān)系曲線。關(guān)于實驗采樣的狀態(tài)參數(shù)Tb(除去末端部分的上磁極16的層厚)＝4.5微米，G1(縫隙長度)＝0.35微米，Gd(記錄縫隙長度)＝1.0微米，Nh(頸部高度)＝5.0微米，Cw(磁心寬度)＝1.4微米，mmf(磁動勢)＝0.4安匝，d(記錄介質(zhì)20和磁頭之間的間隔)＝60納米。
在常規(guī)的設(shè)有凹槽(階狀部分高度Dh＝0)的磁頭中，隨著磁極長度的降低，磁場強(qiáng)度Hx急劇地衰減。按照舉例方式，假設(shè)磁極長度的尺寸中心值和產(chǎn)品允差分別被設(shè)定為3.0微米和±0.5微米，在P1＝3.0微米時Hx＝4700奧斯特，在P1＝2.5微米時Hx＝4250奧斯特，在P1＝3.5微米時Hx＝5150奧斯特。因此在產(chǎn)品允差的上限和下限之間，磁場強(qiáng)度Hx變化范圍幾乎1000奧斯特。如果磁場強(qiáng)度Hx不夠大記錄性能例如重寫特性就極為惡化，而沿磁心寬度Cw方向記錄的側(cè)向邊緣效應(yīng)增強(qiáng)，因此如果磁場強(qiáng)度Hx過分強(qiáng)就會使高密度的磁記錄介質(zhì)20產(chǎn)生問題。因此，需要使相對于制造過程的尺寸允差，磁碭強(qiáng)度Hx的變化應(yīng)很小。特別是，存在的最大問題是，當(dāng)磁極長度變小時，磁場強(qiáng)度Hx降低，重寫特性惡化。因此，在磁極長度的中心值時P1＝3微米，為了將磁場強(qiáng)度的變化抑制在±300奧斯特范圍內(nèi)，磁極長度的產(chǎn)品允差應(yīng)規(guī)定小于±0.3微米。
由圖14明顯看出，可以理解，在本實施例中，通過在上磁極上形成凹槽，可以使磁場強(qiáng)度Hx與磁極長度的相關(guān)性變得相對小。更具體地說，如果階狀部分高度超過Dh＝3微米，磁極長度的產(chǎn)品允差達(dá)到±0.5微米都是許可的，能實現(xiàn)磁場強(qiáng)度變化小于±300奧斯特。
與之相似，如果階狀部分高度Hh＝5微米，為了實現(xiàn)磁場強(qiáng)度變化小于±300奧斯特，磁極長度的產(chǎn)品允差擴(kuò)展到小于±0.8微米亦可。同時，如果磁極長度被設(shè)定相對長例如P1≥2.5微米，可以達(dá)到大于約4600奧斯物的磁場強(qiáng)度。磁場強(qiáng)度Hx的這一數(shù)值是記錄介質(zhì)中的磁場強(qiáng)度的兩倍，這已得到證實。如果同樣將磁極長度設(shè)定得P1≥3.0微米，則可以達(dá)到約5000奧斯特以上的磁場強(qiáng)度Hx。
圖15是表示在按照圖11A到11C中所解釋的修整處理的磁頭中，利用Nh(頸部高度)作為一個參數(shù)的Hx(記錄介質(zhì)20中的磁場強(qiáng)度縱向分量)相對于P1(磁極長度)的關(guān)系曲線。關(guān)于實驗采樣的狀態(tài)參數(shù)是Tb(除了末端部分的上磁極16的層厚)＝4.5微米，G1(縫隙長度)＝0.35微米，Gd(記錄縫隙長度)＝1.0微米，Dh(階部高度)＝5.0微米，Cw(磁心寬度)＝1.4微米，mmf(磁動勢)＝0.4安匝，d(記錄介質(zhì)20和磁頭之間的間隔)＝60納米。由圖15明顯看出，可以發(fā)現(xiàn)，隨著頸部高度Nh變小，磁場強(qiáng)度Hx與磁極長度P1的相關(guān)性下降。
更具體地說，如果頸部高度設(shè)定為Nh＝5.0微米，磁場強(qiáng)度Hx對于磁極長度的相關(guān)性是很大的。如果將頸部高度設(shè)定為Nh≤3.0微米，磁場強(qiáng)度Hx對于磁極長度的相關(guān)性可以相對降低，使得當(dāng)在磁極長度的很寬的范圍變化例如P1≥2.5微米，磁場強(qiáng)度的變化可以抑制到小于±500奧斯特的范圍內(nèi)。此外，如果頸部高度設(shè)定為Nh≤2.0微米，當(dāng)在磁極長度的很寬的范圍內(nèi)例如P1≥2.0微米時，可以將磁場強(qiáng)度變化抑制在小于±200奧斯特的范圍內(nèi)。
此外，如果當(dāng)將頸部高度設(shè)定為Nh≤3.0微米時限定磁極長度P1≥2.5微米，可以實現(xiàn)大于約5000奧斯特的磁場強(qiáng)度Hx。這一磁場強(qiáng)度Hx幾乎是記錄介質(zhì)中的磁場強(qiáng)度的兩倍，這一點最近已證實。此外，如果將磁極長度設(shè)定為P1≥3.0微米，磁場強(qiáng)度Hx超過約5500奧斯特。即使在將來研究開發(fā)需要更高磁場強(qiáng)度的存儲介質(zhì)的情況下，也可以實現(xiàn)完全滿足要求的磁場強(qiáng)度。
(修整操作)圖16是表示離子磨削(離子蝕刻)設(shè)備的示意圖。離子磨削法的原理在于通過利用離子粒子的物理反應(yīng)來實現(xiàn)蝕刻。更具體地說，將例如為Ar的重惰性氣體引入到利用燈絲22加熱的等離子室21，同時利用磁鐵23將AC磁場施加到惰性氣體，使得惰性氣體被電離。然后被電離的Ar粒子由于柵極24形成的電場而被加速朝向在試樣臺25上的基片(磁頭1)。于是，當(dāng)它們通過中性化的燈絲26時，經(jīng)加速的這些電離的Ar粒子被中和。然后，這種經(jīng)中和的Ar粒子與因抗蝕劑而暴露的磁頭中的上下磁極相碰撞，以此以物理方式將它們蝕刻。
在蝕刻操作中，試樣臺25像一旋轉(zhuǎn)臺圍繞其中心軸線可以旋轉(zhuǎn)，因此可以實現(xiàn)均勻蝕刻的加工處理。此外，由于試樣臺25可以相對于Ar粒子的飛行方向設(shè)定任何所需角度，Ar粒子相對于試樣(蝕刻對象)1的入射角θi是可以控制的。
圖17是表示通過利用圖16中所示的離子磨削設(shè)備實施離子磨削操作加工時，上磁極16中的芯體寬度Cw的變化相對加工時間的關(guān)系曲線。這里，“Wcw-top”代表在磁頭中的上磁極16的斷面形狀的上底計量的芯體寬度，“Wcw-bot”代表在上磁極16的斷面形狀的下底處計量的芯體寬度。這兩個數(shù)據(jù)彼此基本上一致。根據(jù)該數(shù)據(jù)的變化率可以理解，按照每分約0.031微米的速率蝕刻芯體寬度使之降低。按照這種方式，由于在離子磨削過程中芯體寬度的蝕刻速率足夠小，芯體寬度的降低速率可根據(jù)加工處理時間易于控制。
圖18是表示對上磁極16和下磁極8進(jìn)行修整操作的流程圖。在圖18中所示的修整操作是具體表示圖5中的步驟S120的操作內(nèi)容。參閱圖18下面進(jìn)行解釋。
在步驟S121，除去鍍覆基層14。更具體地說，在上磁極16形成之后，利用離子磨削法除去鍍覆基層14。在這種除去過程中，除去牢固地附著到上磁極16的側(cè)壁邊沿的鍍覆基層14。
在步驟S122，除去在下磁極8中的修整目標(biāo)區(qū)上的記錄縫隙9。最好，利用上磁極16作為掩模利用反應(yīng)離子蝕刻(RIE)法除去記錄縫隙9。這是因為，如果利用離子磨削法除去記錄縫隙9，有時上磁極16的層厚的降低量的增加會因此使記錄能力降低。因為通過反應(yīng)氣體的操作和濺射操作，反應(yīng)離子蝕刻法可以控制選擇的比率以及實現(xiàn)異向性蝕刻。因此，這種反應(yīng)離子蝕刻法作為一種精細(xì)圖形蝕刻技術(shù)是優(yōu)異的。
即使采用反應(yīng)離子蝕刻法，也最好使用其選擇性與各抗蝕劑層之間的絕緣層相配合的處理氣體。這里，當(dāng)記錄縫隙9是由Al2O3形成時，最好采用氯系處理氣體例如CCl4、Cl2、BCl3等作為反應(yīng)氣體。相反，當(dāng)記錄縫隙9是由SiO2構(gòu)成時，則最好采用氟系處理氣體例如CF4、CHF3、C3F8、C2F6等作為反應(yīng)氣體。
在步驟S123中，如圖19A到19C中所示，除去修整處理的目標(biāo)區(qū)域以外涂敷抗蝕劑26。更具體地說，通過利用抗蝕刻層保護(hù)上磁極16中的末端部分以外的整個表面以及下磁極8中的一部分(它們都是修整處理的目標(biāo))，可以使除去修整目標(biāo)區(qū)域以外的上下磁極在反應(yīng)離子蝕刻和作為后來步驟的離子磨削中受到的損害降低。在圖19C中，線B-B是一最終分割線。
如果需要，可以將一封頂層32沉積在上磁極16的表面上，可以進(jìn)一步避免上磁極16的層厚降低，在下磁極8的修整處理(步驟S124)和后面步驟中的上磁極16的修整處理(步驟S125)中不會受到損害。
更具體地說，如圖21A中所示，在已涂敷抗蝕劑26之后，利用濺射法在抗蝕劑26和形成封頂層32的上磁極16上，形成約0.2到0.4微米厚的非磁性層例如Al2O3、Ti等。由于存在封頂層32，在反應(yīng)離子蝕刻和作為后來步驟的離子磨削中可以避免上磁極16的層厚降低。
此外，在形成封頂層32之前，可能存在這種情況，由于在110℃的溫度下對所形成的結(jié)構(gòu)加熱可能引起抗蝕劑26的收縮，因此使抗蝕劑開口26a擴(kuò)大。如果在擴(kuò)大的開口26a中在上磁極16上形成封頂層32，封頂層32可以均勻地形成在上磁極16的整個表面上，特別是在該表面的邊沿部分(由圖23A中的虛線圓可看出)。
在步驟S124，實現(xiàn)對下磁極8的修補(bǔ)處理。這一修補(bǔ)處理是利用離子磨削法實現(xiàn)的。最好將離子粒子的入射角應(yīng)控制在θi＝20°～40°的范圍內(nèi)。這時，還可以除去上磁極16等上的粘接材料。
在步驟S125，接著對上磁極16進(jìn)行修整處理。這種修整處理也是利用離子磨削法來實現(xiàn)的。如圖19B中所示，最好離子粒子的入射角應(yīng)控制在θi＝65°～85°的范圍內(nèi)。利用這一銑削處理可以調(diào)節(jié)芯體寬度Cw。
圖19A到19C是表示在圖18中所示的步驟S125的修整操作中的上磁極16和下磁極8的視圖。如果Ar粒子的入射角保持在θi＝65°～85°的范圍內(nèi)，則磁極的層厚不會那樣降低。
如果沿芯體寬度方向的抗蝕劑26的開口26a的尺寸太小，開口26a就會妨礙在角度范圍θi＝65°～85°之內(nèi)照射的Ar粒子，因此產(chǎn)生這樣一種現(xiàn)象，即Ar粒子不能達(dá)到磁極部分16a。為了避免這種現(xiàn)象，如圖19A和19B中所示，抗蝕劑26的開口26a沿芯體寬度方向的尺寸必須保證距磁極16a部分的邊沿部分計在20到30微米的范圍內(nèi)。
此外，在步驟S124中的下磁極8的修補(bǔ)處理和在步驟S125中的上磁極16的修整處理可以按相反的步驟順序進(jìn)行。即首先實施步驟S125，然后實施步驟S124。
(第二修整法)圖20A到20C是表示利用第二修整法修整上磁極16和下磁極8的視圖。圖20A是表示上磁極16和下磁極8的平面圖，圖20B是表示它們的ABS的正視圖；圖20C是表示上磁極16和下磁極8的側(cè)視圖。帶影線的部分表示要利用離子磨削法進(jìn)行修整處理消除的部分。與參照圖11A到11C以及圖19A到19C已經(jīng)解釋的第一修整法相比，該修整處理不適用于下磁極8而是僅適用于上磁極16。經(jīng)修整的上磁極16的形狀與結(jié)合圖11A到11C解釋的第一修整法修整的形狀相同。
倘若僅利用第二修整法將上磁極16整形，磁場比第一修整法擴(kuò)展得要寬，在第一修整法中，經(jīng)修整的上磁極16和下磁極8都要受到修整處理。然而，如果磁盤驅(qū)動器具有幾乎現(xiàn)有的記錄密度，即使通過第二修整法制造的磁頭也可以充分地投入實際使用。
(防反射層)結(jié)合如圖5中的步驟S110中所解釋的形成上磁極16的步驟，在如下部分指出各種問題。
(1)在為形成上磁極16使該光敏抗蝕劑15產(chǎn)生圖形的步驟中，如圖22A中所示，在曝光時，由帶錐度部分或鍍覆基層的底層部分產(chǎn)生反射光27a。因此，如圖22B中所示，引起這種現(xiàn)象不僅是由于來自光源的曝光用光27對掩模圖形部分28曝光，而且還由于掩模圖形部分28的周邊區(qū)域受反射光的曝光。由于這種現(xiàn)象，實際產(chǎn)生的磁極形狀16d比掩膜圖形部分28要輕微擴(kuò)展，使得其與按照設(shè)計規(guī)定確定的不同。
(2)如圖22C中所示，由于磁傳感器5和一對連接端6a、6b形成在上磁極的末端部分下方，未按完全平的表面形成上磁屏蔽層8。因此，如果從ABS側(cè)觀看，有時上磁屏蔽層8是起伏的(似波紋形)。因此，如圖22C中所示，由于來自鍍覆基層14的反射光27a照射到上磁屏蔽層8中的波紋形部分，有時不能達(dá)到預(yù)定的芯體寬度Cw(見圖22D)。
(操作流程)圖23是表示形成可解決上述問題的防反射層的操作的流程圖。參照圖23解釋防反射層31的形成。
在步驟S101，如圖24A所示，形成鍍覆基層14。通過濺射法、蒸鍍法等形成由NiFe構(gòu)成的鍍覆基層14。在步驟S102，如圖24B中所示，在鍍覆基層14上形成防反射層31。根據(jù)結(jié)合圖5解釋的制造方法，在無防反射層31的部分涂覆光敏抗蝕劑，以便形成上磁極16。然而，在本實施例中，如果需要，形成防反射層31，以避免上述問題。
關(guān)于防反射層31，可以采用通過自旋涂覆形成的濕型，或者通過干法形成的干型。然而，干型的優(yōu)點在于，其可以在階狀部分的底部上形成得薄，并可易于實現(xiàn)除去防反射層31。可以利用一種碳膜例如類金剛石碳(DLC)作為干型防反射層。
在步驟S103，如圖24C中所示，利用自旋涂覆法涂覆光敏液體抗蝕劑15。然后，對要形成圖形的光敏抗蝕劑15進(jìn)行曝光/顯影形成上磁極16的形狀。這時，由于存在防反射層31，設(shè)有由鍍覆基層14中的帶錐度部分，該底層部分或波紋形部分產(chǎn)生反射光。因此，如圖24D中所示，可以得到與掩模形狀精確對應(yīng)的抗蝕劑開口15a。
在步驟S104，將在經(jīng)曝光的開口15a中形成的防反射層31除去。更具體地說，利用氧作為蝕刻用氣體利用反應(yīng)離子蝕刻(RIE)法除去防反射層31。如果在可以保證異向性蝕刻的蝕刻條件下實施反應(yīng)離子蝕刻，可以將光敏抗蝕劑15的陷入抑制到最低。最少，以及在該位置形成圖形以便確定上磁極16的芯體寬度的光敏抗蝕劑15的開口15a的擴(kuò)展可以抑制到最低最少。
在步驟S110(對應(yīng)于在圖5中的制造方法中的步驟S110)，按類似方式形成上磁極16。換句話說，如圖24E中所示，在光敏抗蝕劑15中的開口15a內(nèi)部形成上磁極16。在此之后除去光敏抗蝕劑。
在步驟S111，如圖12F中所示，除去該位置在非其上形成上磁極16的區(qū)域的其它區(qū)域上的防反射層31和鍍覆基層14。
(防反射層的厚度和反射率之間的相互關(guān)系)圖25是表示當(dāng)將DLC采用作為防反射層31時的反射層31的層厚和反射率之間相互關(guān)系的曲線圖。采用3種類型的i-曲線(波入λ＝365納米)、h-曲線(波長λ＝405納米)和g-曲線(波長λ＝436納米)作為曝光用光。利用鍍覆基層(NiFe層)(即未設(shè)有防反射層)的反射率對沿縱坐標(biāo)的反射率進(jìn)行歸一化R/RDLC＝0。同時根據(jù)測量狀態(tài)參數(shù)，光敏抗蝕劑15的層厚為5微米，曝光用光的入射角θ1為0度。
根據(jù)制造半導(dǎo)體的經(jīng)驗，可理解，如果反射率降低到50％以下，反射光27a絕不會使光敏抗蝕劑15曝光。對于防反射效果這就足夠了。此外，如果防反射層31的層厚大于200埃，防反射層31可以充分實現(xiàn)其功能，而不會在制造步驟實施時產(chǎn)生損傷。
由圖25可以看出，隨著防反射層31的層厚增加，反射率逐漸向上和向下變化。這種變化是由于曝光用光隨層厚變化的相互影響。因此，有時根據(jù)對光源和對防反射層的層厚選擇時，圍繞層厚-反射率特性中的最大值選擇層厚。因此，經(jīng)常發(fā)生這種情況，不能充分地實現(xiàn)防反射效果。
在本實施例中，在反射層31的材料和曝光光源的類型已經(jīng)確定之后，然后測量防反射層31的層厚和反射率之間的相互關(guān)系，如圖25中所示。如果已經(jīng)產(chǎn)生層厚-反射率特性，則最好應(yīng)選擇圍繞反射率特性的最小值的層厚。倘若反射層31的層厚是按照上述選擇的，就可以得到充分的防反射效果。
例如，如果將DLC采用作為防反射層31，當(dāng)光源為i-曲線時，根據(jù)圖25將DLC的層厚選擇近于300埃和1100埃。當(dāng)光源為h-曲線時，DLC的層厚選擇近于350?；?200埃。當(dāng)光源為g-曲線時，DLC的層厚選擇近于400?；?300埃。按照這種方式，如果根據(jù)光源采用層厚，可以得到充分的防反射效果。
在圖23的步驟S104中，必須除去防反射層31。雖然是利用氧通過反應(yīng)離子蝕刻除去防反射層，但也可以同時對光敏抗蝕劑15輕微蝕刻。如果蝕刻光敏抗蝕劑15，上磁極16的形狀產(chǎn)生變形。特別是，這樣一種現(xiàn)象有時使芯體寬度Cw加寬。為了避免該現(xiàn)象，最好對于i-曲線將DLC的層厚范圍選擇為200到600埃，對于g-曲線將DLC的層厚范圍選擇為200到800埃。最終分別在根據(jù)i-曲線或g-曲線的范圍內(nèi)選擇如圖25中所示的特性曲線的最小值，可以得到充分的防反射效果，以及在除去防反射層31時可以避免由于蝕刻使光敏抗蝕劑15陷入。
通常防反射層31的光學(xué)常數(shù)需要折射系數(shù)n＝1.8～2.5，消光系數(shù)K＝0.05～0.4，雖然，根據(jù)層形成狀態(tài)可以是不同的。一種對應(yīng)于復(fù)數(shù)介電常數(shù)的復(fù)數(shù)折射系數(shù)n+iK＝n(1+iK)適應(yīng)于伴隨吸收光的介質(zhì)。其中n代表折射系數(shù)，K代表消光系數(shù)，當(dāng)光在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生衰減。
除了上述干型以外，可以采用濕型的涂覆式防反射層作防反射層31。對于涂覆式，例如可以采用環(huán)己酮作為主要成分。
此外，關(guān)于防反射層31，可以用多層防反射層來取代上述單層防反射層。例如采用TiO2/MgF2/Zns疊層作為該多層防反射層。
此外，通過使層間絕緣層11的表面粗糙不用防反射層可以達(dá)到防反射效果。在這種情況下，利用離子磨削、FIB等實現(xiàn)用作該層間絕緣層的硬化的抗蝕劑表面的粗糙加工處理。特別是，最好使在帶錐度部分的反射率降低。
〔本發(fā)明的優(yōu)點或效果〕如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供優(yōu)異的磁頭。
此外，根據(jù)本發(fā)明，可以提供適合于高密度記錄的窄芯體寬度的磁頭。
再者，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種制造優(yōu)異磁頭的方法。
此外，根據(jù)本發(fā)明可以提供一種制造適合于高密度記錄的窄芯體寬度磁頭的方法。
權(quán)利要求
1.一種制造磁頭的方法，包括步驟形成下記錄磁極和上記錄磁極；以及對所述上記錄磁極的浮動表面附近的細(xì)長磁極部分和位于低于并圍繞所述細(xì)長磁極部分的所述下記錄磁極的上部分利用離子磨削法進(jìn)行局部修整，以此調(diào)節(jié)所述細(xì)長磁極部分的芯體寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁頭的方法，其中的離子磨削法將相對于所述上記錄磁極的側(cè)表面的離子入射角θi設(shè)定在65°～85°的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁頭的方法，其中利用離子磨削法將下記錄磁極的記錄縫隙層和上部調(diào)節(jié)得基本上與所述細(xì)長磁極部分的芯體寬度相同。
4.一種制造組合磁頭的方法，該組合磁頭其中包括重現(xiàn)磁頭和記錄磁頭，該方法包括步驟形成下記錄磁極；在所述下記錄磁極上形成記錄縫隙薄層；形成記錄線圈，置入在所述記錄縫隙薄層上的非磁性絕緣薄層中；在所述非磁性絕緣薄層上形成上記錄磁極；以及利用離子磨削法對所述上記錄磁極和所述下記錄磁極進(jìn)行局部修整；以此使所述上記錄磁極的芯體寬度成形，并使下記錄磁極的上部分被形成與所述芯體寬度相一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造組合磁頭的方法，還包括步驟在形成上記錄磁極的步驟之前在所述非磁性絕緣薄層上鍍覆基層；以及在所述鍍覆基層上形成防反射層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造組合磁頭的方法，還包括步驟在形成記錄縫隙層的步驟之后在所述記錄縫隙薄層上形成縫隙保護(hù)層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造組合磁頭的方法，其中在利用離子磨削法對所述上記錄磁極和所述下記錄磁極進(jìn)行局部修整的步驟中，按照在20°～40°的范圍內(nèi)的離子入射角實行第一修整，按照在65°～85°的范圍內(nèi)的離子入射角實行第二修整。
8.一種組合磁頭，包括一重現(xiàn)磁頭；和一記錄磁頭；其中所述記錄磁頭包括下磁極、記錄縫隙層；非磁性絕緣層，一記錄線圈置入在其中；以及上磁極；通過修整處理使所述上磁極成形，及所述上磁極具有一階狀部分，其高度Dh小于5.0微米，所述階狀部分高度Dh是由通過修整處理形成的階狀部分的底部位置到浮動表面的高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合磁頭，其中上磁極具有階狀部分的高度Dh小于3.0微米，該階部高度Dh是由通過修整處理形成的階部的底部位置到浮動表面的高度。
10.一種組合磁頭，包括一重現(xiàn)磁頭；和一記錄磁頭；其中所述記錄磁頭包括下磁極、記錄縫隙層、非磁性絕緣層、一記錄線圈置入在其中，以及上磁極；所述上磁級通過修整處理而成形，以及上磁極具有一細(xì)長磁極部分，該磁極長度P1為通過修整處理形成的磁極薄層厚度，大于2.5微米。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合磁頭，其中的上磁極具有磁極長度P1的所述細(xì)長磁極部分，該磁極長度為通過修整處理形成的磁極薄層厚度，大于3.0微米。
12.一種組合磁頭，包括一重現(xiàn)磁頭；以及一記錄磁頭；其中記錄磁頭包括下磁極、記錄縫隙層、非磁性絕緣層、一記錄線圈置入在其中，以及上磁極，所述上磁極通過修整處理而成形，以及所述上磁極具有一鄰近浮動表面的細(xì)長磁極部分以及連接到所述細(xì)長磁極部分的扇形部分，以及具有一頸部，其高度Nh小于3.0微米，該頸部高度Nh是由所述細(xì)長磁極部分的浮動表面到所述扇形部分的高度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合磁頭，其中該頸部高度Nh小于2.0微米。
全文摘要
提供一種磁頭和制造該磁頭的方法,能夠通過對磁極整形提高所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度。該制造磁頭的方法包括的步驟有:形成下記錄磁極和上記錄磁極,對鄰近上記錄磁極的浮動表面的細(xì)長磁級部分和位置低于和圍繞該細(xì)長磁極部分的下記錄磁極的上部分利用離子磨削法進(jìn)行局部修整,其中細(xì)長磁級部分的芯體寬度可以調(diào)節(jié)。
文檔編號G11B5/31GK1240979SQ98126099
公開日2000年1月12日 申請日期1998年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月30日
發(fā)明者大冢善德, 田河育也, 池川幸德, 沓澤智子, 上原祐二, 長谷川實 申請人:富士通株式會社