(57)【要約】【課題】  サイドイレーズ特性を向上でき、かつ書き込み能力を維持できる主磁極を形成できる垂直磁気ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】  垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、下地構造の上に、非磁性金属層を成膜する工程と、非磁性金属層の上にストライプ状開口部を含むレジストパターンを形成する工程と、開口部のレジストパターンの側面を傾斜させる工程と、レジストパターンをエッチングマスクとして、非磁性金属層をエッチングし、開口部のレジストパターンの側面より傾斜角度の小さい側面を有する凹部を形成する工程と、非磁性金属層の凹部および前記レジストパターンの開口部に磁性金属層をメッキする工程と、前記レジストパターンを除去する工程と、磁性金属層を埋め込む保護層を成膜する工程と、保護層と前記磁性金属層を研磨する工程と、を含む。【選択図】図２
2010160858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地構造の上に、非磁性金属層を成膜する工程と、
前記非磁性金属層の上にストライプ状開口部を含むレジストパターンを形成する工程と、
前記開口部のレジストパターンの側面を傾斜させる工程と、
前記レジストパターンをエッチングマスクとして、前記非磁性金属層をエッチングし、前記開口部のレジストパターンの側面より傾斜角度の小さい側面を有する凹部を形成する工程と、
前記非磁性金属層の凹部および前記レジストパターンの開口部に磁性金属層をメッキする工程と、
前記レジストパターンを除去する工程と、
前記磁性金属層を埋め込む保護層を成膜する工程と、
前記保護層と前記磁性金属層を研磨する工程と、
を含む垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記開口部のレジストパターンの側面を傾斜させる工程が、加熱により前記レジストパターンをリフローする工程を含む請求項１に記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記非磁性金属層をエッチングする工程が同時に前記開口部のレジストパターンの側面に前記非磁性金属の再付着層を形成し、前記凹部表面および前記再付着層が前記メッキする工程においてシードとして機能する請求項１または２に記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記凹部が三角形の断面形状を有する請求項１〜３の何れか１項記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記凹部が台形の断面形状を有する請求項１〜３の何れか１項記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
磁気記録媒体側から見た主磁極の形状が、側辺が中間でトラック幅方向に沿って内側に屈曲して、トラック長方向に対して異なる傾斜角度を有する、内側に括れた三角形または台形である垂直磁気記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録ヘッドの製造方法および垂直磁気記録ヘッドに関し、特に、主磁極のリーディング側幅とトレーリング側幅が異なる、垂直磁気記録ヘッドの製造方法および垂直磁気記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より各種の情報処理機器における情報記録装置としてはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）装置が用いられている。近年、情報記録装置の大容量・高記録密度化が強く要請されている。高密度記録化の要請に応えるために、磁気記録媒体を垂直方向に磁化して情報を記録する垂直記録方式の研究開発が盛んになされている。高密度化のために狭トラック化する必要がある。そのためには、隣接トラックへの漏れ磁界を防ぎ、隣接トラックへのはみ出し記録、即ち、サイドイレーズを防ぐ必要がある。
【０００３】
例えば、垂直記録用磁気ヘッドの主磁極形状を台形としたり、三角形状として、リーディング側の磁極幅を制限してサイドイレーズを抑制し、トレーリング側の磁極幅を拡大して書き込み能力を維持することが提案されている。
【０００４】
このような磁極は、アルミナ等の非磁性材料の下地層に、断面形状が上方で拡がる台形や三角形の溝をエッチングで形成し、メッキシード層を堆積した後、ＮｉＦe等の磁性金属を電解メッキによって成膜し、不要部を化学機械研磨（ＣＭＰ）によって除去して作成している。
【０００５】
特開２００８−２２６４２４号は、リーディング側の底辺に対し、トレーリング側の底辺が長い台形形状を有し、さらにトレーリング側からリーディング側に向かって飽和磁束密度が小さくなる垂直記録磁気ヘッドを提案する。
【０００６】
特開２００８−０８４４７８号は、深さと共に幅が狭くなる台形状の溝をエッチングし、飽和磁束密度の低い磁性膜をメッキにより成膜し、その上に飽和磁束密度の高い磁性膜をメッキにより成膜し、不要部をＣＭＰで除去して、実効上、溝幅より狭い幅を有する主磁極を製造する方法を提案する。
【０００７】
特開２００８−２０４５６６号は、CMPストッパを中間に挟んだアルミナ膜に断面形状三角形の溝を形成し、溝を埋め込んでＮｉＦe層をメッキした後、表面側からCMPストッパ層まで研磨することで、微細な磁極を形成することを提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２２６４２４号公報
【特許文献２】特開２００８−０８４４７８号公報
【特許文献３】特開２００８ー２０４５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の１つの目的は、サイドイレーズ特性を向上でき、かつ書き込み能力を維持できる主磁極を形成できる垂直磁気ヘッドの製造方法および垂直磁気ヘッドを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、エッチングによって傾斜側面を有する凹部を形成し、凹部内に磁性金属をメッキして傾斜側面を有する主磁極を形成する垂直磁気ヘッドの製造方法および垂直磁気ヘッドにおける主磁極形状の設計自由度を増大することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一観点によれば、
下地構造の上に、非磁性金属層を成膜する工程と、
前記非磁性金属層の上にストライプ状開口部を含むレジストパターンを形成する工程と、
前記開口部のレジストパターンの側面を傾斜させる工程と、
前記レジストパターンをエッチングマスクとして、前記非磁性金属層をエッチングし、前記開口部のレジストパターンの側面より傾斜角度の小さい側面を有する凹部を形成する工程と、
前記非磁性金属層の凹部および前記レジストパターンの開口部に磁性金属層をメッキする工程と、
前記レジストパターンを除去する工程と、
前記磁性金属層を埋め込む保護層を成膜する工程と、
前記保護層と前記磁性金属層を研磨する工程と、
を含む垂直磁気記録ヘッドの製造方法
が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
主磁極側面の角度を途中で変えることにより、サイドイレーズ特性を向上し、かつ書き込み能力を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１Ａ，１Ｂは、記録媒体側から見た主磁極の形状を三角形状、または台形形状にした、公知の主磁極を示す平面図、図１Ｃ，図１Ｄは、本発明者の提案による、斜辺が括れを有する三角形状または台形形状を示す平面図である。
【図２】図２Ａ−２Ｆは、実施例による主磁極の製造工程を示す概略断面図である。
【図３】図３は、レジストパターンの平面形状を示す概略平面図である。
【図４】図４Ａ，４Ｂは、変形例による主磁極の製造工程を示す概略断面図である。
【図５】図５は、ハードディスク磁気記録装置の構成例を示す概略図である。
【図６】図６は、書込み／読出しヘッドの構造例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、図５、図６を参照して、垂直記録方式のハードディスク磁気記録装置の概略的な構成例を説明する。
【００１５】
図５に示すように、ハードディスク磁気記録装置１００は、ハードディスク１０１の上に、書込み／読出しヘッド１０２を備えたアーム１０３を有する。ハードディスク１０１が回転するとともに、書込み／読出しヘッド１０２がトラックに連続的に磁気記録を行う、または、トラックから連続的にデータを読み出す。トラックの選択は、アーム１０３をディスク半径方向に移動させることによって行われる。
【００１６】
図６は、書込み／読出しヘッド１０２の構造例を概略的に示す断面図である。セラミック層等を含む基板１１１の上方に、下部磁気シールド層１１５が形成される。下部磁気シールド層１１５の上に、磁気読出し素子１１６を埋め込んだ絶縁層１１４が形成され、絶縁層１１４の上に、上部磁気シールド層１１７が形成される。
【００１７】
下部磁気シールド層１１５、磁気読出し素子１１６、絶縁層１１４、及び、上部磁気シールド層１１７を含んで、読出しヘッド１１８が構成される。下部磁気シールド層１１５、磁気読出し素子１１６、絶縁層１１４、及び、上部磁気シールド層１１７を、例えば、メッキやスパッタリング等の成膜技術や、各種パターニング技術等を用いて形成することができる。
【００１８】
上部磁気シールド層１１７の上方に、絶縁層１１９が形成され、絶縁層１１９の上方に、主磁極１２２が形成されている。主磁極１２２の上方に、コイル１２５を埋め込んだ絶縁層１２１が形成され、絶縁層１２１を覆うように、リターンヨーク１２４が形成されている。リターンヨーク１２４は、補助的磁路を形成する。主磁極１２２とリターンヨーク１２４とに沿って、磁気閉回路が形成される。主磁極１２２側の磁極端とリターンヨーク１２４側の磁極端との間に、ギャップ層１２３が形成されている。
【００１９】
主磁極１２２、コイル１２５、絶縁層１２１、リターンヨーク１２４、及び、ギャップ層１２３を含んで、書込みヘッド１２０が構成される。主磁極１２２、コイル１２５、絶縁層１２１、リターンヨーク１２４、及び、ギャップ層１２３を、例えば、メッキやスパッタリング等の成膜技術や、各種パターニング技術等を用いて形成することができる。
【００２０】
読出しヘッド１１８の磁気読出し素子１１６、及び、書込みヘッド１２０の主磁極１２２の磁極端と向き合うように、ハードディスク１０１が配置される。ハードディスク１０１は、基板１３０の上に軟磁性の裏打ち層１３１が形成され、裏打ち層１３１の上に記録層１３２が形成されているものである。主磁極１２２から発する磁界が、記録層１３２に記録を行う。
【００２１】
図１Ａ、１Ｂは、磁気記録媒体側から見た主磁極の公知形状例を示す。
【００２２】
図１Ａは、線分ＡＢを底辺とし、Ｃを頂点とする三角形である。三角形の頂角Ｃ側がリーディング側であり、底辺ＡＢ側がトレーリング側である。頂角Ｃを小さくすれば磁極リーディング部の幅を小さくし、サイドイレーズを抑制できるが、同時に主磁極の体積が減少し、書込み能力が低下してしまう。頂角Ｃを大きくすれば、主磁極の体積が増加し、書き込み能力は増加するが、サイドイレーズが増加してしまう。
【００２３】
図１Ｂは、上辺ＶＵと下辺ＳＴが平行で、斜辺ＶＳとＵＴが対称的に下すぼまりに配置された台形である。短い下辺ＳＴの長さと斜辺ＶＳ，ＵＴの傾斜角度によって、主磁極の性能が制御される。狭くし過ぎると書き込み能力が低下し、広くし過ぎるとサイドイレーズを抑制できない課題は図１Ａ同様である。
【００２４】
図１Ｃ，１Ｄは、本発明者の提案する主磁極の形状例を示す。
【００２５】
図１Ｃは、三角形ＡＢＣの斜辺ＡＣ，ＢＣを屈曲点Ｄ，Ｆで内側に屈曲させた形状である。リーディング側の三角形ＤＦＣの頂角は小さく、サイドイレーズ特性が改善される。底辺ＡＢの幅を広く設定することにより、面積を稼ぎ、書き込み能力を確保する。この形状は、斜辺が括れた三角形、または三角形の底辺に台形が付加された形状と呼べる。
【００２６】
図１Ｄは、台形ＳＴＵＶの斜辺ＳＶ，ＴＵが屈曲点Ｘ，Ｙで内側に屈曲させた形状である。リーディング側のサイドイレーズを抑制し、トレーリング側で書き込み能力を確保する点は、図１Ｃの場合と同様である。この形状は、斜辺が括れた台形、または台形の底辺に他の台形の上辺が接続された形状と呼べる。
【００２７】
メッキで主磁極を作成する場合、下地となる溝をこのような断面形状とすることが望まれる。単一材料の層を反応性エッチングでエッチングする場合、エッチング条件を変えても断面形状を大幅にコントロールすることは容易でない。
【００２８】
以下、図２Ａ−２Ｅを参照して、第１の実施例による主磁極形成方法について説明する。
【００２９】
図２Ａに示すように、５インチのアルチック（ＡｌＴｉＣ）基板１の上方の全面に、アルミナをスパッタで成膜して、例えば厚さ５００ｎｍのアルミナ膜２を形成する。アルミナ膜２の上の全面に、非磁性金属膜であるＣｒ膜３をスパッタで例えば厚さ２００ｎｍ成膜する。Ｃｒ膜３の上に、レジスト膜４を形成し、レジスト膜をＫｒＦ露光によりパターニングして開口を形成する。レジスト材料としては、例えばＣＬＡＲＩＡＮＴ社のＡＺ７９０５を用いる。
【００３０】
図３の平面図に示すように、形成する開口形状は、例えば幅１００ｎｍの延在する微細幅部４ａと、例えば幅２０μｍの広幅の部分から幅を狭めて微細幅部４ａに接続する広幅部４ｂとを有する。図２Ａ−２Ｅは、図３の破線Ａ−Ａ’に沿った、微細幅部４ａの横断面を示す概略断面図である。
【００３１】
図２Ｂに示すように、レジストパターン４を、例えば１１７℃で３００秒間、加熱しリフローさせることにより、ほぼ垂直であった側面を上方が開くように傾斜させる。
【００３２】
図２Ｃに示すように、ハロゲン（フッ素）ガスを用いた反応性エッチングにより、レジストパターン４をマスクとして、Ｃｒ膜３をエッチングする。Ｃｒ膜に下方ほど幅が狭くなる逆三角形状の断面（Ｖ字状の断面）のＶ溝５が形成される。このとき、レジストパターン４もエッチングされ、配向幅が拡がると共に傾斜角も大きくなる。レジストパターン４側面の傾斜角がＣｒ膜３内のＶ溝側面の傾斜角より大きくなるようにする。これは、Ｃｒとレジストのエッチングレートの差を利用すること、およびエッチング条件（ガス圧、パワー）により等方性と異方性を制御することにより、レジスト角度を制御可能となる。エッチングと同時に、Ｃｒ膜３のエッチングで生じたＣｒ粒子がレジストパターン４側面に再付着し、再付着膜６を形成する。再付着膜６は、レジスト開口側面の主に下部に形成され、上面には形成されない。Ｖ溝を形成したＣｒ膜３と再付着膜６は電気的に接続され、メッキシード層として機能できる。
【００３３】
図２Ｄに示すように、Ｃｒ膜３および再付着膜６をシードとして、電解メッキを行って、ＣｏＮｉＦｅ膜７を成膜する。レジストパターン上面および側面上部には再付着膜が形成されていないのでメッキ膜は形成されない。メッキ液としては、例えば硫酸コバルト、硫酸ニッケル、硫酸第一鉄、サッカリンナトリウム、ホウ酸、塩化ナトリウム、ラウリル酸ナトリウムを含む水溶液を用いる。ＣｏＮｉＦｅ膜７を電解メッキした後、アセトンに浸漬し、レジストパターン４を除去する。メッキ膜７が空間に突出した状態となる。
【００３４】
図２Ｅに示すように、ＣｏＮｉＦｅ膜７を埋め込むように、アルミナ膜８をスパッタリング又はＣＶＤで堆積して保護膜を形成する。
【００３５】
図２Ｆに示すように、アルミナ膜８を表面側から化学機械研磨（ＣＭＰ）して表面を平坦化すると共に、ＣｏＮｉＦｅ膜７も研磨して主磁極の高さを所望の値に合わせる。このようにして、図１Ｂに示すような形状の主磁極を形成することができる。
【００３６】
主磁極作成工程以外の磁気ヘッドの製造工程は、従来と同様である。磁気ヘッドの製造工程に関しては、種々の公知の工程を採用できる。例えば、特開２００８−８４４７８号、特開２００８−２２６４２４号、特開２００８ー２０４５６６号の発明を実施する最良の形態の欄の開示を参照することができる。上記実施例で、主磁極を形成するメッキ膜は、ＣｏＮｉＦｅとしたが、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＦｅより２種類以上選択した材料から構成することができる。また、Ｖ溝を形成する非磁性金属層をＣｒ膜で形成したが、Ｃｒ以外の非磁性金属、例えばＣｕ，ＮｉＰ，Ｎｂ等を用いてもよい。
【００３７】
なお、断面形状三角形の凹部（Ｖ溝）の代わりに、断面形状台形の凹部を形成してもよい。図４Ａ，４Ｂに、断面形状台形の凹部を形成する変形例を示す。
【００３８】
図４Ａに示すように、実施例同様、アルチック基板１の上方に、アルミナ膜２、Ｃｒ膜３、レジストパターン４を形成し、加熱リフローにより、レジジスとパターン開口部の側面を傾斜させる。レジストパターン４をエッチングマスクとして、Ｃｒ膜３をエッチングする。レジストパターンおよびエッチング条件を調整することにより、断面形状台形の凹部５を形成する。再付着層６によりシード層が形成されることは、実施例同様である。
【００３９】
図４Ｂに示すように、電解メッキによりＣｏＮｉＦｅ膜７を成膜する。その後、図２Ｄ以下と同様の工程を行う。
【００４０】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００４１】
１  アルチック基板
２  アルミナ膜
３  Ｃｒ膜、
４  レジスト膜
４ａ  微細幅部
４ｂ  広幅部
５  凹部
６  メッキシード
７  メッキ膜、
８  絶縁保護膜
１００  ハードディスク磁気記録装置
１０１  ハードディスク
１０２  書込み／読出しヘッド
１０３  アーム
１１１  基板
１１４、１１９、１２１  絶縁層
１１５  下部磁気シールド層
１１６  磁気読出し素子
１１７  上部磁気シールド層
１１８  読出しヘッド
１２０  書込みヘッド
１２２  主磁極
１２３  ギャップ層
１２４  リターンヨーク
１２５  コイル
１３０  基板
１３１  裏打ち層
１３２  記録層
【図１】
2010160858.tif 000003
【図２】
2010160858.tif 000004
【図３】
2010160858.tif 000005
【図４】
2010160858.tif 000006
【図５】
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【図６】
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