(57)【要約】【課題】記録トラック幅の狭小化に伴い主磁極膜厚を薄膜化した場合でも、記録特性を劣化させることのない垂直記録磁気ヘッドを提供する。【解決手段】主磁極１３上に磁界補助磁極２２と非磁性層２３を積層し、磁界補助磁極と非磁性層の浮上面側の側面に非磁性部２４を設ける。浮上面近傍を除く領域において、非磁性部２４及び非磁性層２３により、主磁極とシールド１６の間隔を広げ、磁界ロスを防止して、磁界強度及び磁界勾配を向上する。【選択図】図４
2010146641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極と、前記主磁極のトレーリング側及びクロストラック側に設けられたシールドと、補助磁極とを有する垂直記録磁気ヘッドにおいて、
前記主磁極は、記録トラック幅を規定するトラック部と、前記トラック部と一体に形成され素子高さ方向に向かって次第に幅の広がるフレア部とを有し、
前記フレア部の上に磁界補助磁極と非磁性層とが積層され、前記磁界補助磁極と前記非磁性層の側面に非磁性部が形成され、
前記主磁極と前記トレーリング側に設けられたシールドとの間の間隔は、浮上面での間隔より前記非磁性層が設けられた位置での間隔の方が大きいことを特徴とする垂直記録磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の垂直記録磁気ヘッドにおいて、前記磁界補助磁極の平面形状は前記フレア部の平面形状より小さいことを特徴とする垂直記録磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２記載の垂直記録磁気ヘッドにおいて、前記非磁性部は、素子高さ方向に磁界補助磁極上端部に向かって角度を有して形成されていることを特徴とする垂直記録磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の垂直記録磁気ヘッドにおいて、前記磁界補助磁極は、磁性層と非磁性層の多層膜からなることを特徴とする垂直記録磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の垂直記録磁気ヘッドにおいて、前記非磁性部は、前記シールドと前記磁界補助磁極との間に形成されていることを特徴とする垂直記録磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の垂直記録磁気ヘッドにおいて、前記非磁性部の浮上面方向の先端位置は、浮上面から素子高さ方向後方に位置することを特徴とする垂直記録磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の垂直記録磁気ヘッドにおいて、前記非磁性層は、無機絶縁材料、非磁性材料、あるいは有機絶縁材料からなることを特徴とする垂直記録磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の垂直記録磁気ヘッドにおいて、前記非磁性部は無機絶縁材料と非磁性材料の混合物であることを特徴とする垂直記録磁気ヘッド。
【請求項９】
磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、記録ヘッドと再生ヘッドを備える磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上に位置決めするヘッド駆動部とを備える磁気ディスク装置において、
前記記録ヘッドは、主磁極と、前記主磁極のトレーリング側及びクロストラック側に設けられたシールドと、補助磁極とを有し、前記主磁極は、記録トラック幅を規定するトラック部と、前記トラック部と一体に形成され素子高さ方向に向かって次第に幅の広がるフレア部とを有し、前記フレア部の上に磁界補助磁極と非磁性層とが積層され、前記磁界補助磁極と前記非磁性層の側面に非磁性部が形成され、前記主磁極と前記トレーリング側に設けられたシールドとの間の間隔は、浮上面での間隔より前記非磁性層が設けられた位置での間隔の方が大きい垂直記録磁気ヘッドであることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１０】
主磁極と、前記主磁極のトレーリング側及びクロストラック側に設けられたシールドと、補助磁極とを有し、前記主磁極は、記録トラック幅を規定するトラック部と、前記トラック部と一体に形成され素子高さ方向に向かって次第に幅の広がるフレア部とを有し、前記フレア部の上に磁界補助磁極と非磁性層とが積層され、前記磁界補助磁極と前記非磁性層の側面に非磁性部が形成され、前記主磁極と前記トレーリング側に設けられたシールドとの間の間隔は、浮上面での間隔より前記非磁性層が設けられた位置での間隔の方が大きい垂直記録磁気ヘッドの製造方法において、
主磁極用の磁性層の上に磁界補助磁極部の磁性層及び非磁性層を連続して積層する工程と、
前記磁界補助磁極を加工する工程と、
前記主磁極を加工する工程と、
前記シールドを形成する工程と
を順に行うことを特徴とする垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置等の記録・再生に用いられる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関するものであり、特に垂直記録磁気ヘッドの性能向上及び垂直記録磁気ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブを付加したビデオレコーダ、ハードディスクドライブ内蔵テレビなどに見られるように、画像、音楽などをハードディスクドライブに保存するニーズが急速に広まりつつある。画像データの増加に伴い、磁気ディスクドライブの面記録密度も、高密度化が要求されている。現在、磁気ヘッドにおいては、１００Ｇbit/in2以上の高記録面密度を実現するために、面内磁気記録から垂直磁気記録に技術移行が急速に進みつつある。これは現状の面記録方式を用いると、ビット長を小さくしたとき、媒体の磁化の熱揺らぎが発生し、面内記録密度を上げられないためである。
【０００３】
一方、垂直磁気記録方式では媒体垂直方向に磁化するために、この熱揺らぎ問題を回避できる。また、記録には単磁極ヘッドを用い、磁気損失が少なく媒体側に軟磁性裏打ち層（Soft Under Layer）があるため、記録能力も向上する。これも前述した垂直記録磁気ヘッドへの移行の原動力となっている。ところで、この垂直記録磁気ヘッドにおいても、面記録密度向上が求められている。これを実現するためには、記録トラック幅を縮小しなければならない。しかしながら、記録トラック幅の縮小は、主磁極先端から磁気記録媒体に生じる磁界の減少を引き起こす。一方、磁気ディスク装置においては、磁気記録媒体の内周から外周にわたって広範囲に記録再生を行う必要がある。しかし、磁気記録媒体の内周及び外周において、磁気記録媒体の回転方向の接線に対して磁気ヘッドは約０〜１５°程度のスキュー角がついた状態で記録再生を行う。この際、主磁極の浮上面における形状が矩形形状であると隣接トラックを消去する問題が発生する。これを防止するために、主磁極のリーディング側のトラック幅を主磁極のトレーリング側の幅に対して狭い形状にして狭トラック幅に対応する、いわゆる逆台形形状を有した主磁極形状が現状の製品に適用されている。面記録密度向上のためには、記録トラック幅を規定する主磁極のトラック部をスキュー角に対応した逆台形の形状を保持したまま、記録トラック幅を狭小化する必要がある。この形状を実現するためには、トラック幅に応じて主磁極膜厚を薄膜化して対応している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２０２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
垂直記録磁気ヘッドの面記録密度向上のためには、主磁極トラック部の浮上面形状をスキュー角に対応した逆台形の形状を保持したまま、記録トラック幅を狭小化する必要があり、この形状を実現するためには、トラック幅に応じて主磁極膜厚を薄くしなければならない。一方、主磁極膜の薄膜化は、磁界強度減少及び磁界勾配低下という記録性能劣化を引き起こし、大きな問題となる。
【０００６】
本発明は、上記問題を鑑みて、記録トラック幅の狭小化に伴い主磁極膜厚を薄膜化した場合でも、記録特性を劣化させることのない垂直記録用磁気ヘッドとその作製方法及びその垂直記録用磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
主磁極と、そのトレーリング側及びクロストラック側に設けられたシールド（以下、ラップアラウンドシールドと呼ぶ）と、補助磁極を有する垂直記録磁気ヘッドにおいて、主磁極上に磁性層と非磁性層からなる磁界補助磁極部を形成する。また、この磁界補助磁極部はフレア部を有し、素子面からみて磁界補助磁極のフレア部が、主磁極フレア部の上部又は、主磁極フレア部の内側に位置する。磁界補助磁極の端部は、スロープ状に形成され、かつ、そのスロープ形状に沿って非磁性部が形成される。
【０００８】
浮上面側のこの非磁性部の端部形状は、浮上面からリセツされた位置から、トレーリング側方向に角度を有して磁界補助磁極上端部にかけて形成される。この非磁性部は、ラップアラウンドシールドと、磁界補助磁極部の間に形成される。このために、ラップアラウンドシールドは、この非磁性部上に形成されるために形状を反映したシールド形状となる。また、非磁性部先端部は、浮上面に出ることはない。
【０００９】
磁界補助磁極の非磁性層は、Ａｌ2Ｏ3等の無機絶縁膜、ＮｉＣｒの非磁性材料である。レジストなどの硬化された有機絶縁膜でも良い。また、磁界補助磁極の浮上面先端傾斜部に形成された非磁性部の材料は、主磁極形成時のマスク構成で形成されたＤＬＣ，Ａｌ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2などの無機絶縁膜とＴａ，Ｒｕ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ非磁性材の混合物である。
【００１０】
本発明の製造方法に関しては、主磁極層と、磁界補助磁極部の磁性層及び非磁性層を連続して積層し、第１段階で磁界補助磁極を形成し、その後第２段階で主磁極を加工するプロセスとする。本プロセスを実施することにより、磁界補助磁極の精度及び主磁極のトラック幅精度を両立することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
主磁極上に磁界補助磁極を設けることにより、記録トラック幅の縮小に伴う主磁極膜の薄膜化による磁界強度減少を防止できる。更に、磁界補助磁極上に非磁性層を配置し、磁界補助磁極及び非磁性層の側面に形成されるアルミナ等の非磁性部は、ラップアラウンドシールドと磁界補助磁極間のスペーサとしての機能をはたすために磁界ロスを防止でき、非磁性部形状を反映したシールド形状は、磁界強度を落とすことなく、磁界勾配を向上することができる。また、製造面からも、主磁極を形成する工程の前に、磁界磁極部を形成し、かつ主磁極パターンの内側に磁界補助磁極パターンを配置することによって、トラック幅精度を落とすことなく形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図において同様の機能部分には同じ符号を付して説明する。
【００１３】
図１は磁気記録再生装置の概念図であり、図１（ａ）は平面模式図、図１（ｂ）は断面模式図である。磁気記録再生装置は、モータ１によって回転する磁気ディスク（磁気記録媒体）２上の所定位置に、サスペンションアーム３の先端に固定されたスライダー４に搭載された磁気ヘッドによって磁化信号の記録再生を行う。ロータリーアクチュエータ５を駆動することにより、磁気ヘッドの磁気ディスク半径方向位置（トラック）を選択することができる。磁気ヘッドへの記録信号及び磁気ヘッドからの読み出し信号は信号処理回路６ａ，６ｂにて処理される。
【００１４】
図２は、垂直磁気ヘッド７と磁気ディスク２との関係及び垂直記録の概略を示す図である。本発明の垂直磁気ヘッド７は、ヘッドの走行方向側（リーディング側）から、下部再生シールド８、再生素子９、上部再生シールド１０、補助磁極１１、薄膜コイル１２、主磁極１３の順に積層されている。下部再生シールド８、再生素子９、上部再生シールド１０は再生ヘッド１４を構成し、補助磁極１１、薄膜コイル１２、主磁極１３は記録ヘッド（単磁極ヘッド）１５を構成する。主磁極１３は、記録トラック幅を規定するトラック部と、そのトラック部と一体に形成され素子高さ方向に向かって次第に幅の広がるフレア部とを有する。主磁極１３のトレーリング側とトラック幅方向両側にはラップアラウンドシールド１６が形成されている。主磁極１３のトラック部の浮上面形状は、ヘッドにスキュー角がついた場合を考慮して、リーディング側の幅が狭い逆台形形状になっている。記録ヘッド１５の主磁極１３から出た磁界は、磁気ディスク２の磁気記録層１７、軟磁性裏打ち層１８を通り、補助磁極１１に入る磁気回路を形成し、磁気記録層１７に磁化パターン１９を記録する。このとき、ディスク回転方向との関係から、主磁極１３が磁気ディスクのある点から最後に離れる部分、即ち主磁極のトラック部の上面（トレーリング側）及び、側面の形状が磁化パターンの形状に大きな影響を及ぼす。磁気ディスク２の磁気記録層１７と軟磁性裏打ち層１８の間には中間層が形成されている場合もある。再生ヘッド１４の再生素子９には、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）やトンネル磁気抵抗効果型素子（ＴＭＲ）などが用いられる。
【００１５】
図３に、本発明の垂直記録磁気ヘッドの素子高さ方向の断面図を示す。ヨーク２０にはバックギャップ２１を介して補助磁極１１が接続されている。図示した垂直記録磁気ヘッドは、薄膜コイル１２が主磁極１３とヨーク２０の周りを周回するヘリカルコイル構造であるが、バックギャップ２１を周回するパンケーキ構造の垂直記録磁気ヘッドもあり、本発明は両方の構造に適用可能である。
【００１６】
図４は、本発明の垂直記録磁気ヘッドの主磁極付近の構造を示した断面模式図である。本発明の垂直記録磁気ヘッドは、主磁極１３のフレア部の上に、磁界補助磁極２２及び非磁性層２３が積層されている。この積層膜の浮上面方向の端部形状は、磁界勾配やプロセス精度の確保の点で、図４（ａ）に示すように、素子高さ方向に向かって積層膜の膜厚が次第に増加するテーパー形状にするのが望ましいが、図４（ｂ）のように２つの積層膜を垂直形状加工したり、図４（ｃ）のように別々に、非磁性層２３を垂直形状とし、磁界補助磁極２２をテーパー形状にしても良い。
【００１７】
テーパー形状を有した磁界補助磁極２２と非磁性層２３の浮上面側の側面には、トレーリングギャップ２５を介して、非磁性部２４が形成される。非磁性部２４の上面は、図４（ａ）に示すように、非磁性部２４の先端位置から、非磁性層２３の浮上面側上端部に向けて角度を有して形成される。この点は本発明のポイントである。非磁性部２４の先端位置は、浮上面に出ることはない。
【００１８】
ラップアラウンドシールド１６は、この非磁性部２４とめっき下地膜２９上に形成されるために、その形状は、トレーリングギャップ２５上のラップアラウンドシールド深さをＴＨ１、ラップアラウンドシールドの後端部をＴＨ２と定義すると、図４（ａ）に示すようにＴＨ１＜ＴＨ２の関係を有したシールド形状となる。主磁極１３と磁界補助磁極２２を合わせた主磁極磁性体とラップアラウンドシールド１６の間の間隔は、浮上面から素子高さ方向に見て非磁性部の先端位置まではほぼ一定で狭い間隔を維持しているが、非磁性部２４が形成されているフレアポイントの付近から次第に両者の間隔が広がり、ラップアラウンドシールドの後端部では、ほぼ非磁性層２３の膜厚分だけ離れている。この構造により、主磁極のトラック部ではラップアラウンドシールドとの間隔が狭く、ラップアラウンドシールドはトラック部から発生される磁束が効率的に吸い込まれる。一方、主磁極のトラック部から離れた領域では、非磁性部２４及び非磁性層２３の存在により、主磁極とシールド１６の間隔が広がり、ラップアラウンドシールドに吸い込まれる磁界を低減することで磁界ロスが防止され、結果として、磁気記録膜の位置における磁界強度及び磁界勾配が向上する。
【００１９】
図５に素子面からみた、磁界補助磁極パターンと主磁極パターンの位置関係を示す。後述するが、トラック幅精度の確保の観点からも、磁界補助磁極２２パターンは主磁極１３のパターンの内側、特にフレア部のパターンの内側に配置することが望ましい。またパターン形状は、主磁極パターンに合わせた形状が良い。非磁性部２４は、図５に示すように、磁界補助磁極２２のフレア形状に沿って形成される。
【００２０】
図６は、トレーリングギャップ上のラップアラウンドシールド深さＴＨ１を変えた場合の磁界強度及び磁界勾配を計算した図である。横軸は、トレーリングギャップ上のラップアラウンドシールド深さＴＨ１、縦軸に主磁極のトラック幅センターの位置での磁界強度及び磁界勾配を示す。本計算結果から、ＴＨ１を小さくした方が、磁界強度が増加し、更に磁界勾配も大きくなることがわかった。ＴＨ１を長くすることは、図４に示される非磁性部２４の断面積が減少することと同じことを意味するために、非磁性部２４と、その形状が反映されたラップアラウンドシールド形状重要であることがわかる。
【００２１】
図７は、トレーリングギャップ２５上のラップアラウンドシールド後端部の角度ＴＳＡ、及び磁界補助磁極２２と非磁性層２３の積層膜の浮上面側の端部のテーパー角度ＴＥＴＡと、主磁極のトラック幅センターの位置での磁界勾配の関係を示した図である。ＴＥＴＡが３０゜、４５゜、６０゜の場合について、横軸をラップアラウンドシールド後端部の角度ＴＳＡとし、縦軸を磁界強度で規格化した磁界勾配として示してある。この図は、ＴＳＡを大きく、ＴＥＴＡを小さくした方が、磁界強度で規格化した磁界勾配が大きくなることを示しており、このようにすることにより、高トラック密度化と高線記録密度化が実現できる。
【００２２】
図８は、トレーリングギャップ上のラップアラウンドシールド後端部の角度ＴＳＡ及び磁界補助磁極２２と非磁性層２３の積層膜の浮上面側の端部のテーパー角度ＴＥＴＡと、主磁極のトラック幅センターの位置での、記録幅で規格化した磁界強度を示した図である。本計算結果から、ＴＳＡを大きく、ＴＥＴＡを小さくしたほうが、狭小な領域に強い磁界を収束できることを示しており、これは、高トラック密度化と高信号品質を両立できることを示している。
【００２３】
図９は、磁界補助磁極の膜厚と磁界強度の関係を示した図である。横軸に、磁界補助磁極先端の浮上面からの位置、縦軸に主磁極のトラック幅センター位置での磁界強度を示す。図には、磁界補助磁極が無い場合（conv）及び、磁界補助磁極の膜厚が３０ｎｍ、６０ｎｍ、１００ｎｍの場合についての計算結果を示してある。本計算結果から、磁界強度は、磁界補助磁極を付加しない構造と比較すると磁界補助磁極を設けた構造の方が向上しており、磁界補助磁極の膜厚が厚いほど、磁界強度が向上する傾向がある。よって、磁界補助磁極は、プロセス精度が確保できる範囲で厚くした方が良い。
【００２４】
図１０は、磁界補助磁極先端の浮上面からの位置と磁界強度の関係を示した図である。横軸に、磁界補助磁極の浮上面からの位置、縦軸に主磁極のトラック幅センター位置での磁界強度を示す。図には、磁界補助磁極が無い場合（conv）と、磁界補助磁極の膜厚が３０ｎｍの場合についての計算結果を示した。本計算結果から、磁界補助磁極の先端を浮上面に近づけるほど磁界強度が向上する。よって、磁界補助磁極は、なるべく浮上面に近づけて設けた方が良い。
【００２５】
図１１は、素子面から見た磁界補助磁極２２のパターンと主磁極のパターンの位置関係を示した図である。磁界補助磁極は、主磁極のフレア部の上に形成される。
磁界補助磁極２２パターンは、主磁極のフレア部に倣ったフレア形状のため、浮上面側は三角形の頂点となる。トラック幅の中央から磁界補助磁極の先端までの距離をTETd1、トラック幅端部から磁界補助磁極２２まで距離をTETd2とすると、TETd1＜TETd2となる。TETd1の距離が小さいことから、本パターン形状からも、トラックセンターの磁界強度及び磁界勾配が高くなることが期待される。
【００２６】
図１２は、主磁極の平面形状とラップアラウンドシールド１６の平面形状（点線で示す）を表した図である。ラップアラウンドシールド１６の平面形状は、図に示すようにトラック幅方向に離れるに従って、主磁極のフレアに近づく方向に広がる形状をしている。このため、主磁極上に形成される非磁性部２４が、主磁極のフレア部後方にも主磁極の縁にそうようにあることで、主磁極からの磁界が、フレアポイントより後方でラップアラウンドに漏洩するのを防ぐ効果がある。
【００２７】
図１３は、主磁極上に磁界補助磁極を設けた場合の、フレア長さに対する影響度を示した図である。横軸に、フレアの長さ、縦軸に磁界強度を示す。計算条件は、磁界補助磁極の膜厚６０nm、磁界補助磁極の先端位置をフレアポイントと同じ位置で計算を行った。損結果フレアの長さ６０ｎｍで、主磁極のみの通常構造と、主磁極上に磁界補助磁極を付加した構造とで比較すると、磁界強度は、磁界補助磁極を付加した構造が約１ｋＯｅ高い。これは、フレアポイント換算で約２０ｎｍ長くできることを示しており、本発明の構造は記録特性の改善のみならず、量産歩留まり向上が期待できる。
【００２８】
図１４、図１５は、本発明の垂直記録磁気ヘッドを製造するためのプロセスフロー図である。図１４（ａ）は、平坦面上に主磁極１３の層、磁界補助磁極２２の層及び非磁性層２３を連続して成膜した図である。主磁極１３層は、ＮｉＣｒ下地膜上に、ＦｅＣｏ／Ｃｒ／ＦｅＣｏ反強磁性結合積層膜、Ｎｉ−Ｆｅ膜、ＦｅＣｏ／Ｃｒ／ＦｅＣｏ反強磁性結合積層膜を順に連続して成膜し、さらにその上にＮｉＣｒ保護膜を連続して成膜した。上記ＦｅＣｏ／Ｃｒ／ＦｅＣｏ反強磁性結合積層膜は、残留磁化を低減することでポールイレージャを抑制している。ＦｅＣｏ膜より自発磁化の小さいＮｉＦｅ膜、ＮｉＣｒ膜等を挟むことで磁気的結合を弱めたＦｅＣｏ／Ｃｒ／ＦｅＣｏ反強磁性結合積層膜を複数設けることで、各々のＦｅＣｏ膜を薄くすると反強磁性結合が強まり、残留磁化を低減できるため、ここではＮｉＦｅを介して、ＦｅＣｏ／Ｃｒ／ＦｅＣｏ反強磁性結合積層膜を２回成膜しているが、さらにＮｉＦｅ膜等を介してＦｅＣｏ／Ｃｒ／ＦｅＣｏ反強磁性結合積層膜を増やしてもよい。
【００２９】
また、その上に磁界補助磁極２２用の膜として、ＦｅＣｏ単層膜を成膜した。このとき、上記のようにＦｅＣｏ単層膜をＦｅＣｏ／Ｃｒ／ＦｅＣｏ反強磁性結合積層膜とすると、ポールイレージャを抑制できるため好ましい。更に非磁性層２３としてＮｉＣｒを連続して成膜した。この非磁性層は、ＮｉＣｒの他、Ｔａ，Ｃｒ，Ｒｕなどであっても良い。またアルミナ等の酸化物、レジスト等の有機膜であっても良い。
【００３０】
図１４（ｂ）は、素子高さ方向にフレア部を有した磁界磁極用フォトレジストパターン２６を、非磁性層２３上に形成した図である。磁界補助磁極２２の素子高さ方向の先端位置は、浮上面から近い位置に配置した方がよい。パターン位置精度は、フォトプロセスで使用する露光機の合わせずれ精度が支配的である。磁界補助磁極２２を形成する場合には、最もこの位置合わせ精度の高いＡｒＦスキャナー（ドライ）を用い、ドライのＡｒＦフォトレジストを用いた。このレジストに、露光量９．５ｍｊ／ｃｍ2、フォーカス０．２μｍの条件で露光すると所望のパターン形状が得られた。もっとも重要な合わせずれ精度は、±２０ｎｍである。
【００３１】
次に、図１４（ｃ）に示すように、磁界磁極用フォトレジストパターン２６をマスクに、イオンミリングを使用して非磁性層２３及び磁界補助磁極２２層までエッチングを行い、主磁極１３層でイオンミリングをストップする。非磁性層２３及び磁界補助磁極２２層の側面のテーパー形状は、イオンミリングの入射角で決定される。本プロセスにおいては、入射角−３０°で基板を回転させてエッチングした結果、２０〜３０°のテーパー角（α）が得られた。次に、図１４（ｄ）に示すように、レジスト２６を除去した。次に、図１４（ｅ）に示すように、主磁極を形成用のマスク層２５を形成する。マスク層２５の内訳は、トレーリングギャップ２５aとなるアルミナ、エッチングストッパー用の無機絶縁物２５ｂ、これは例えばＤＬＣ等のＣを含む無機絶縁物、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4等の材料であっても良い。更に、ミリングエンドポイント用の非磁性材料の層２５ｃがあり、この材料にはＴａ，Ｃｒ，Ｔａ2Ｏ5等が望ましい。そして、主磁極のミリング用マスクである例えばアルミナ等の無機絶縁層２５ｄである。  図１５（ａ）は、ミリングを用いて主磁極１３を逆台形形状に加工するための有機膜２７を形成した図である。この有機膜２７をマスクにイオンミリングにて加工を行った。その結果、浮上面からみると、図１５（ａ’）に示すような逆台形形状の主磁極が形成できる。図１５（ｂ）は、有機マスクを除去した図である。主磁極加工は、本工程で終了する。
【００３２】
図１６に、主磁極１３のパターンと磁界補助磁極２２のパターンを示す。磁界補助磁極２２のパターンは、主磁極１３を構成するフレア部のパターンの内側にある。主磁極１３のパターンに対して、磁界補助磁極２２のパターンを内側に配置しているために、イオンミリングによる主磁極パターンに対しての影響を最小限にすることが可能である。
【００３３】
図１５（ｃ）は、サイドギャップとなるアルミナ２８を形成した図である。図１５（ｃ’）は、浮上面からみた図である。サイドギャップ形成に使用するアルミナ２８は、膜厚精度が必要なためにＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）を使用した。本設備を適用することにより、図１５（ｃ’）に示すようなアルミナ２８の付きまわり形状となり、更にそのアルミナの膜厚のバラツキが１％以下の膜厚精度を得ることが出来る。
【００３４】
図１５（ｄ）は、イオンミリングを使用して、主磁極１３上部のトレーリングギャップ部に平坦化加工を施した結果の図である。イオンミリンリグの入射角度は５５°とした。これは、図１７に示したエッチングレートの差異のデータから決定した。本実験結果から入射角度５４°付近のミリングレートが最も早く、その前後の角度のミリングレートは遅くなる傾向となることがわかる。なおミリングのストップには、非磁性材料の層２５ｃを利用したエンドポイント検出を行い、高精度にミリングを終了することができる。また、次にエッチングストッパー層２５ｂを完全に除去することにより、トレーリングギャップ２５aに影響なく形成できる。本条件を使用すると、図１５（ｄ’）に示すような、主磁極上部の平坦化形状を実現することができる。
【００３５】
このとき、図１５（ｄ）に示すように、磁界補助磁極２２と非磁性層２３の側面のテーパー形状には、ギャップ形成するためのアルミナなどを含む非磁性部２４が残存する。これは、上述したように入射角度に対するアルミナのエッチングレートの差異によるものである。本加工条件を用いると、必然的に非磁性部２４が残存する。主磁極のマスク材である、２５ｂ，２５ｃが埋め込まれるために、この非磁性部の材料は、アルミナや、ＤＬＣを含むＣを含む無機化合物、又はＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4などの材料、Ｔａ，Ｔａ2Ｏ5，Ｃｒ等の非磁性体などである。この非磁性部２４の形状は、本プロセスの最も特徴的な形状である。
【００３６】
図１５（ｅ）は、ラップアラウンドシールドをめっきにて形成した図である。図に示すように、シールド形状は、前工程で残存したアルミナなどを含む非磁性部２４上に形成するために、非磁性部を反映したシールド形状となる。このように、図１４及び図１５に示した製造工程を実行することにより、図１５（ｅ）に示した構造を作製することができた。
【００３７】
本発明によると、主磁極上の浮上面から後退した位置に磁界補助磁極２２を形成することにより、記録トラック幅の狭小に伴う主磁極膜の薄膜化による磁界強度低下を防止することできる。更に、磁界補助磁極２２の膜厚を厚く、その位置を浮上面にできるだけ近づけて形成することにより磁界強度を向上することが可能となる。また、非磁性層２３と磁界補助磁極２２と非磁性層２３の側面に形成されたアルミナなどを含む非磁性部２４は、ラップアラウンドシールド１６と主磁極１３及び磁界補助磁極２２との間のスペーサとなるために、磁界ロスを防止することができる。また、本構造のラップアラウンドシールド１６は、磁界飽和を防止でき、磁界勾配向上が期待できる。
【００３８】
製造面からみても、主磁極１３用の膜に磁界補助磁極２２用の層、非磁性層２３を連続して形成し、平坦化された面上で、磁界補助磁極フォトパターンを形成するので、位置合わせ精度を上げることができる。また、主磁極１３の形成工程の前工程に、磁界補助磁極２２と非磁性層２３を形成する工程を実行することにより、主磁極１３をイオンミリングに影響することなく加工することができトラック幅精度も確保することができた。
【００３９】
この垂直記録用磁気ヘッドを搭載することにより、トラック及び線密度を向上させることができ、面記録密度７５０Ｇbit/in2の磁気記録再生装置を作製できた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】磁気ディスク装置の概念図。
【図２】垂直記録の動作概略図。
【図３】本発明による垂直記録磁気ヘッドの素子高さ方向の断面図。
【図４】本発明による垂直記録磁気ヘッドの主磁極付近の断面模式図。
【図５】素子面からの磁界補助磁極パターンと主磁極パターンの位置関係を示した図。
【図６】トレーリングギャップ上のラップアラウンドシールド深さＴＨ１と、磁界強度及び磁界勾配の関係を示す図。
【図７】ラップアラウンドシールド後端部の角度ＴＳＡ、及び磁界補助磁極と非磁性層の積層膜の浮上面側の端部のテーパー角度ＴＥＴＡと、磁界勾配の関係を示した図。
【図８】ラップアラウンドシールド後端部の角度ＴＳＡ、及び磁界補助磁極と非磁性層の積層膜の浮上面側の端部のテーパー角度ＴＥＴＡと、記録幅で規格化した磁界強度の関係を示す図。
【図９】磁界補助磁極膜厚と磁界強度の関係を示した図。
【図１０】磁界補助磁極の位置と磁界強度の関係を示した図。
【図１１】素子面から見た磁界補助磁極パターンと主磁極パターンの位置関係を示した図。
【図１２】主磁極とラップアラウンドシールドの位置関係を示した図。
【図１３】主磁極上に磁界補助磁極を設けた場合の、フレア長さに対する影響度を示した図。
【図１４】本発明の垂直記録磁気ヘッドを製造するためのプロセスフロー図。
【図１５】本発明の垂直記録磁気ヘッドを製造するためのプロセスフロー図。
【図１６】主磁極パターンと磁界補助磁極パターンの位置関係を示した図。
【図１７】ミリング入射角に対するアルミナのエッチング速度の差異を示した図。
【符号の説明】
【００４１】
１…モータ、２…磁気ディスク、３…サスペンションアーム、４…スライダー、５…ロータリーアクチュエータ、６…信号処理回路、７…垂直磁気ヘッド、８…下部再生シールド、９…再生素子、１０…上部再生シールド、１１…補助磁極、１２…薄膜コイル、１３…主磁極、１４…再生ヘッド、１５…記録ヘッド、１６…ラップアラウンドシールド、１７…磁気記録層、１８…軟磁性裏打ち層、１９…磁化パターン、２０…ヨーク、２１…バックギャップ、２２…磁界補助磁極、２３…非磁性層、２４…非磁性部、２５…主磁極形成用のマスク層、２５a…トレーリングギャップ層、２５b…エッチングストッパー層、２５c…エンドポイント用非磁性層、２５d…主磁極ミリング用マスク、２６…フォトレジスト、２７…有機膜、２８…アルミナ、２９…めっき下地膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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