(57)【要約】【課題】  基板上に複数形成された被研磨膜の厚みの均一性を向上できる被研磨膜の研磨方法を提供することを目的とする。【解決手段】  基板上に主磁極Ｐ１を複数形成し、各被主磁極Ｐ１を第一保護膜１３１で被覆し、第一保護膜１３１上に、第一保護膜１３１及び主磁極Ｐ１よりも研磨されにくく、かつ、各主磁極Ｐ１に対向する部分に主磁極Ｐ１の平面形状よりも大きな開口８２がそれぞれ形成されたストッパ膜８１を形成することにより主積層体１を作成する主積層体作成工程と、主積層体１のストッパ膜８１の各開口８２を通して各第一保護膜１３１及び各主磁極Ｐ１をＣＭＰ法により研磨する主研磨工程と、を備える。そして、主積層体作成工程において、ストッパ膜８１の開口幅Ｗに分布を持たせる。【選択図】  図１６
2006164481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に被研磨膜を複数形成し、前記各被研磨膜を第一保護膜で被覆し、前記第一保護膜上に前記第一保護膜及び前記各被研磨膜よりも研磨されにくく、かつ、前記各被研磨膜に対向する部分に前記被研磨膜の平面形状よりも大きな開口がそれぞれ形成されたストッパ膜を形成することにより主積層体を作成する主積層体作成工程と、
前記主積層体のストッパ膜の各開口を通して前記第一保護膜及び前記被研磨膜をＣＭＰ法により研磨する主研磨工程と、を備え、
前記主積層体作成工程において、前記ストッパ膜の開口幅に分布を持たせる被研磨膜の研磨方法。
【請求項２】
前記主積層体作成工程に先立って、
基板上に被研磨膜を複数形成し、前記各被研磨膜を第一保護膜で被覆し、前記第一保護膜上に、前記第一保護膜及び前記各被研磨膜よりも研磨されにくく、かつ、前記各被研磨膜に対向する部分に前記被研磨膜の平面形状よりも大きなかつ互いに同じ開口幅の開口がそれぞれ形成されたストッパ膜を形成することにより第一予備積層体を作成する第一予備積層体作成工程と、
前記第一予備積層体のストッパ膜の各開口を通して前記第一保護膜及び前記被研磨膜をＣＭＰ法により研磨する第一予備研磨工程と、
前記第一予備研磨工程により研磨された研磨後の各被研磨膜の厚みの分布を取得する厚み分布取得工程と、をさらに備え、
前記主積層体作成工程において、前記厚み分布に基づいて、前記主積層体のストッパ膜の開口幅を設定する請求項１に記載の被研磨膜の研磨方法。
【請求項３】
前記主積層体作成工程に先立って、
基板上に被研磨膜を形成し、前記被研磨膜を第一保護膜で被覆し、前記第一保護膜上に、前記第一保護膜及び前記被研磨膜よりも研磨されにくく、かつ、前記被研磨膜に対向する部分に前記被研磨膜の平面形状よりも大きなかつ前記第一予備積層体と異なる開口幅の開口が形成されたストッパ膜を形成することにより第二予備積層体を作成する第二予備積層体作成工程と、
前記第二予備積層体のストッパ膜の開口を通して前記第一保護膜及び前記被研磨膜をＣＭＰ法により研磨する第二予備研磨工程と、
前記第一予備研磨工程により研磨された第一予備積層体の開口についての研磨深さを取得する第一研磨深さ取得工程と、
前記第二予備研磨工程により研磨された第二予備積層体の開口についての研磨深さを取得する第二研磨深さ取得工程と、
前記第一予備積層体及び第二予備積層体の各ストッパ膜の開口幅と、前記各第一予備積層体及び第二予備積層体の各開口についての研磨深さと、に基づいて、研磨深さとストッパ膜の開口幅との相関関係を得る相関取得工程と、をさらに備え、
前記主積層体作成工程において、前記第一予備積層体の研磨深さ及び前記厚み分布に基づいて前記主積層体のストッパ膜の各開口について実現されるべき研磨深さの設定値を得、前記設定値及び前記相関関係に基づいて前記主積層体のストッパ膜の開口幅を設定する請求項２に記載の被研磨膜の研磨方法。
【請求項４】
前記各被研磨膜は互いに同一平面形状および同一平面寸法であり、前記ストッパ膜の開口幅は前記各研磨膜を横切る線に沿う幅である請求項１〜３記載の被研磨膜の研磨方法。
【請求項５】
前記被研磨膜は平面視において細長く延びる棒状部分を有し、前記ストッパ膜の開口は前記各研磨膜の棒状部分に対応するスリットを有し、
前記ストッパ膜の開口幅は前記スリットの幅である請求項４のいずれかに記載の被研磨膜の研磨方法。
【請求項６】
前記主積層体作成工程では、さらに、前記第一保護膜上に前記ストッパ膜を挟んで前記ストッパ膜よりも研磨されやすい第二保護膜を形成し、前記主研磨工程では、さらに前記第二保護膜をＣＭＰ法により研磨する請求項１〜５のいずれかに記載の被研磨膜の研磨方法。
【請求項７】
前記被研磨膜は、磁気ヘッドの磁極である請求項１〜６記載の被研磨膜の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の被研磨膜をＣＭＰ法により研磨してこれら被研磨膜の厚みを所定の値に調節する被研磨膜の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型化、高密度記録可等の要請から、薄膜磁気ヘッドの磁極、特に、垂直磁気記録ヘッドの磁極の厚みの精度をより高くすることが求められている。例えば、通常の磁極は細長い棒状の形状を有しており、例えば、垂直磁気記録ヘッドの主磁極の厚みは、数百ｎｍに設定され、その許容誤差は１０％程度である。
【０００３】
そして、磁極等の膜の厚みを精密に調節する方法として、ストッパ膜を用いたＣＭＰ法が知られている（例えば、特許文献１，２等参照）。
【特許文献１】特開平８−１０２０１４号公報
【特許文献２】特開平９−２４６２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
具体的には、このＣＭＰ法では、基板上に形成された磁極（被研磨膜）を第一保護層で被覆し、さらに、第一保護層上に、磁極よりも大きな開口が形成されかつ第一保護層よりも研磨されにくいストッパ膜を形成し、ストッパ膜の開口から第一保護層及び磁極をＣＭＰ用の研磨剤で研磨する。そうすると、ストッパ膜の高さで研磨面の進行が規制され、磁極の頂面の高さは、ストッパ膜の上面の高さからやや低くなった高さとなる。ここで、ストッパ膜の上面から研磨後の磁極の上面までの深さを研磨深さＤとする。研磨深さＤは開口幅Ｗを広げるほど大きくなるので、被研磨膜の厚みは開口幅Ｗを大きくするほど低くなる。したがって、開口幅Ｗに基づいて、磁極の頂面の高さ、すなわち、磁極の厚みを高精度に制御できる。
【０００５】
ところで、薄膜磁気ヘッドの製造においては、基板上に例えば数百の同一の薄膜磁気ヘッドを形成する場合が多い。したがって、基板上に形成された多数の磁極の厚みをＣＭＰ法によってなるべく均一に調節する必要がある。
【０００６】
ところが、各磁極に対応して設けるストッパ膜の開口幅Ｗを同一としてＣＭＰ法によって磁極を研磨しても、各磁極の厚みを高精度に均一にすることが困難であることが判明した。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の被研磨膜の研磨後の厚みの均一性を向上できる被研磨膜の研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者が詳細に検討したところ、開口幅を均一にしても被研磨膜の厚みが均一にならない原因は、基板上において、第一保護膜や被研磨膜等の厚みが最初から不均一であるためであることが判明した。
【０００９】
そこで、本発明に係る被研磨膜の研磨方法は、基板上に被研磨膜を複数形成し、各被研磨膜を第一保護膜で被覆し、第一保護膜上に、第一保護膜及び各被研磨膜よりも研磨されにくく、かつ、各被研磨膜に対向する部分にその被研磨膜の平面形状よりも大きな開口がそれぞれ形成されたストッパ膜を形成することにより主積層体を作成する主積層体作成工程と、主積層体のストッパ膜の各開口を通して第一保護膜及び被研磨膜をＣＭＰ法により研磨する主研磨工程と、を備える。そして、主積層体作成工程において、ストッパ膜の開口幅に分布を持たせる。
【００１０】
本発明によれば、被研磨膜毎にストッパ膜の開口幅を変えることができる。そして、開口幅Ｗを他の場所よりも大きくした場所では対応する主磁極の研磨深さＤが大きくなる一方、開口幅Ｗを他の場所よりも小さくした場所では対応する主磁極の研磨深さＤが小さくなる。したがって、この開口幅Ｗの分布を適切に設定することにより、研磨深さを場所毎に適切に設定することができ、研磨後の主磁極の厚みの均一性を高くできる。
【００１１】
ここで、主積層体作成工程に先立って、基板上に被研磨膜を複数形成し、各被研磨膜を第一保護膜で被覆し、第一保護膜上に、第一保護膜及び各被研磨膜よりも研磨されにくく、かつ、各被研磨膜に対向する部分に被研磨膜の平面形状よりも大きなかつ互いに同じ開口幅の開口が形成されたストッパ膜を形成することにより第一予備積層体を作成する第一予備積層体作成工程と、第一予備積層体のストッパ膜の各開口を通して第一保護膜及び被研磨膜をＣＭＰ法により研磨する第一予備研磨工程と、第一予備研磨工程により研磨された研磨後の各被研磨膜の厚みの分布を取得する厚み分布取得工程と、をさらに備え、主積層体作成工程において、厚み分布に基づいて主積層体のストッパ膜の開口幅を設定することが好ましい。
【００１２】
このように、均一開口幅のストッパ膜を有する第一予備積層体のＣＭＰ結果から被研磨膜の厚み分布を得、この厚み分布に基づいて主積層体のストッパ膜の開口幅に分布を持たせることにより以下のことが可能となる。すなわち、第一予備積層体の厚み分布において周りの被研磨膜よりも厚くなった被研磨膜に対応する主積層体のストッパ膜の開口幅をまわりよりも大きくする一方、第一予備積層体の厚み分布において周りの被研磨膜よりも薄くなった被研磨膜に対応する主積層体のストッパ膜の開口幅を周りよりも小さくすることができ、これによって、第一予備積層体の厚み分布において周りの被研磨膜よりも厚くなった被研磨膜に対応する主積層体の研磨深さＤを大きくできる一方、第一予備積層体の厚み分布において周りの被研磨膜よりも薄くなった被研磨膜に対応する主積層体の研磨深さＤを小さくすることができる。したがって、研磨後の主積層体の被研磨膜の厚みの均一性を容易に向上できる。
【００１３】
特に、同一の成膜装置を用いて主積層体や第一予備積層体を作成すると、被研磨膜や第一保護膜等の厚みの不均一性には再現性がある場合が多く、同じ場所の被研磨膜が同じような厚みの不均一性を示す場合が多い。したがって、予め、第一予備積層体の研磨後の厚み分布に基づいて成膜装置のクセを把握して、これを補正するように主積層体の開口幅に分布を与えることにより均一な厚みの被研磨膜を得ることが容易となる。
【００１４】
また、主積層体作成工程に先立って、基板上に被研磨膜を形成し、被研磨膜を第一保護膜で被覆し、第一保護膜上に第一保護膜及び被研磨膜よりも研磨されにくく、被研磨膜に対向する部分に被研磨膜の平面形状よりも大きなかつ第一予備積層体のストッパ膜と開口幅の異なる開口が形成されたストッパ膜を形成することにより第二予備積層体を作成する第二予備積層体作成工程と、第二予備積層体のストッパ膜の開口を通して第一保護膜及び被研磨膜をＣＭＰ法により研磨する第二予備研磨工程と、第一予備研磨工程により研磨された第一予備積層体の開口についての研磨深さを取得する第一研磨深さ取得工程と、第二予備研磨工程により研磨された第二予備積層体の開口についての研磨深さを取得する第二研磨深さ取得工程と、第一予備積層体及び第二予備積層体の各開口についての研磨深さと第一予備積層体及び第二予備積層体の各ストッパ膜の開口幅とに基づいて、研磨深さと開口幅との相関関係を得る相関取得工程とをさらに備え、主積層体作成工程において、第一予備積層体の研磨深さ及び厚み分布に基づいて主積層体のストッパ膜の各開口について実現されるべき研磨深さの設定値を得、これら設定値及び相関関係に基づいて主積層体のストッパ膜の開口幅を設定することが好ましい。
【００１５】
これによれば、各被研磨膜について、第一予備積層体の研磨深さ及び厚み分布に基づいて、研磨後の被研磨膜の厚みのばらつきを補正するために必要とされる研磨深さＤの設定値を取得し、相関関係に基づいて、この研磨深さＤの設定値に対応する開口幅Ｗの設定値を相関関係に基づいて取得できる。したがって、より好適に主積層体の各被研磨膜に対して最適な開口幅Ｗの設定が可能となる。
【００１６】
また、主積層体や各予備積層体において、各被研磨膜は同一平面形状および同一平面寸法であり、ストッパ膜の開口幅は各研磨膜を横切る線に沿う幅であることができる。
【００１７】
より具体的には、被研磨膜は平面視において細長く延びる棒状部分を有し、ストッパ膜の開口は各研磨膜の棒状部分に対応するスリットを有し、ストッパ膜の開口幅はスリットの幅であることができる。
【００１８】
また、主積層体作成工程では、さらに、第一保護膜上にストッパ膜を挟んでストッパ膜よりも研磨されやすい第二保護膜を形成し、主研磨工程では、さらに前記第二保護膜をＣＭＰ法により研磨することが好ましい。
【００１９】
被研磨膜の厚み等によっては、ストッパ膜の開口から第一保護膜が突出している場合が多い。そして、第二保護膜を設けない場合には、この突出部をＣＭＰにより研磨する際に、表面に露出しているストッパ膜の研磨がある程度進んでしまう。すると、その後表面がある程度研磨されたストッパ膜の開口から被研磨膜等を研磨することとなり、研磨後の被研磨膜の厚みの均一性に悪影響を及ぼす場合がある。しかしながら、第二保護膜を設けることにより、ストッパ膜が表面に露出する前に第一保護膜の突出部を殆ど取り除くことができ、ストッパ膜の厚みを保ったまま開口内の研磨が好適に行える。
【００２０】
この発明の被研磨膜として、磁気ヘッド、特に薄膜磁気ヘッドの磁極に適用することが特に好適である。薄膜磁気ヘッドの磁極、特に、垂直磁気記録ヘッドの磁極は特にその厚みに精度が要求されるからである。
【発明の効果】
【００２１】
複数の被研磨膜の厚みの均一性を向上できる被研磨膜の研磨方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
続いて、本発明にかかる被研磨膜の研磨方法について説明する。本発明にかかる被研磨膜の研磨方法は、複数の被研磨膜の厚みをなるべく均一に調節するものであり、あらゆる分野において広く適用可能であるが、ここでは、被研磨膜として、薄膜磁気ヘッドの内の垂直磁気記録ヘッドの主磁極を研磨する方法に付いて図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、垂直磁気記録ヘッドの一例を示す断面図、図２は図１の垂直磁気記録ヘッドのＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【００２４】
垂直磁気記録ヘッドＨＤは、アルティック等からなる基板ＳＢ上に形成されている。そして、図１の下側の面が、磁気ディスクＭＤに対向するエアベアリング面Ｓである。
【００２５】
垂直磁気記録ヘッドＨＤは、書込部１０と、読取部３０とを主として有している。
【００２６】
書込部１０は、主として、記録磁極膜３、補助磁極膜４、リターンヨーク膜７、コイル膜５、連結部６とを備えている。
【００２７】
記録磁極膜３は、図２に示すように、エアベアリング面Ｓ側に、エアベアリング面に向かって所定の細幅Ｘで伸びる主磁極Ｐ１を有し、その後方には主磁極Ｐ１よりも幅広のヨーク部ＹＫが接続されている。また、図１及び図２に示すように、主磁極Ｐ１は、先端面がエアベアリング面Ｓ上にある。例えば主磁極Ｐ１の幅Ｘは１０〜２００ｎｍ程度、長さは１０〜２００ｎｍ程度、厚みは５０〜５００ｎｍ程度である。
【００２８】
補助磁極膜４は、記録磁極膜３のヨーク部ＹＫ上に接して設けられており、ヨーク部ＹＫに磁気飽和を生じさせること無く、磁束を主磁極Ｐ１に集中させる。
【００２９】
リターンヨーク膜７は、記録磁極膜３及び補助磁極膜４から間隔を隔てて配置されており、エアベアリング面Ｓを基準として、その後方側で連結部６により補助磁極膜４に磁気的に結合されている。
【００３０】
コイル膜５は、補助磁極膜４と、リターンヨーク膜７との間において、連結部６の周りを渦巻状に回るように配置されている。
【００３１】
このコイル膜５に電流が印加されると、電磁誘導により連結部６に生じた磁束は、主磁極Ｐ１で束ねられてエアベアリング面Ｓから外に放出され、リターンヨーク膜７のエアベアリング面Ｓを通ってリターンヨーク膜７に集められ連結部６に戻る。これにより、エアベアリング面Ｓに対向する磁気ディスクＭＤに対して記録を行う。
【００３２】
記録磁極膜３、補助磁極膜４、リターンヨーク膜７及び連結部６の材料は、磁性材料であり、例えば、ＮｉＦｅ等を利用できる。
【００３３】
このような書込部１０は、ＮｉＦｅ等の磁性材料からなる第一シールド膜２１及び第二シールド膜２２によって挟まれて磁気シールドされている。
【００３４】
読取部３０は、公知の読取り素子であり、例えば、ＧＭＲ素子，ＴＭＲ素子等を使用できる。この読取部３０は、第二シールド膜２２及びＮｉＦｅ等の磁性材料からなる第三シールド膜４０によって磁気シールドされている。
【００３５】
さらに、垂直磁気記録ヘッドＨＤは、第三シールド膜４０、読取部３０、第二シールド膜２２、及び、記録磁極膜３を除く書込部１０を内部に埋め込む絶縁膜１５と、記録磁極膜３、第一シールド膜２１を内部に埋め込む絶縁膜１６を有している。絶縁膜１５，１６は、例えば、アルミナ等の金属酸化物、又は、有機絶縁材料等の絶縁材料からなる。
【００３６】
＜製造方法＞
続いて、このような垂直磁気記録ヘッドの製造方法について説明する。ここでは、このような垂直磁気記録ヘッドＨＤを、図３に示すように、同一基板ＳＢ上に例えば行列状に数百個同時に形成する。具体的には、基板ＳＢ上に、垂直磁気記録ヘッドＨＤを、各ヘッド形成部Ｑ１１〜Ｑｎｍにｎ行ｍ列のマトリクス状に形成してヘッド基板ＨＳＢを得る。そして、基板上にたくさんの垂直磁気記録ヘッドＨＤが形成されたヘッド基板ＨＳＢを各ヘッド毎に切断することにより垂直磁気記録ヘッドＨＤを得る。そして、各垂直磁気記録ヘッドＨＤにおける主磁極Ｐ１の厚みをなるべく均一かつ所定の厚みにすること必要である。
【００３７】
本実施形態では、ストッパ膜を用いたＣＭＰ法により主磁極Ｐ１をまとめて研磨し、厚みを所定の値に揃える。具体的には、まず、準備工程において、第一予備積層体のＣＭＰ研磨、第二予備積層体のＣＭＰ研磨、及び、ストッパ膜の開口幅の設定を行う、その後、主工程において、得られた開口幅を用いて主積層体のＣＭＰ研磨を行う。
【００３８】
以下具体的に説明する。
【００３９】
＜準備工程＞
まず、第一予備積層体２ａを作成する。
【００４０】
具体的には、まず、図４に示すように、基板ＳＢ上の各ヘッド形成部Ｑに、第三シールド膜４０、読取部３０、第二シールド膜２２、リターンヨーク膜７、連結部６、コイル膜５、補助磁極膜４、及びこれらを埋める絶縁膜１５を形成する。その後、絶縁膜１５及び補助磁極膜４の表面をＣＭＰ法等により平坦化する。この工程は、スパッタリング法等の公知の成膜法や、フォトリソグラフィー法等の公知のパターニング法により可能なので、詳細は省略する。
【００４１】
そして、各ヘッド形成部Ｑの絶縁膜１５及び補助磁極膜４の上に記録磁極膜３をそれぞれ成膜する。この記録磁極膜３は、上述の図２に示すように、幅Ｘを有する細長矩形の主磁極Ｐ１と、その後方に拡がるヨーク部ＹＫとを有する平面形状を備える。各記録磁極膜３、特に主磁極Ｐ１の平面形状及び平面寸法はそれぞれ同一である。このような記録磁極膜３は、フォトリソグラフィー法等を用いてパターニングしたレジストフレームを型として軟磁性体をメッキするフレームメッキ法等により容易に形成できる。そして、ここではこの記録磁極膜３の主磁極Ｐ１が被研磨膜となる。図４のＶ−Ｖ断面図を図５に示す。
【００４２】
続いて、図６に示すように、絶縁膜１５の上に全面にわたって、記録磁極膜３を覆うように第一保護膜１３１をスパッタなどの方法により積層する。
【００４３】
ここで、第一保護膜１３１において、主磁極Ｐ１に対応する部分には凸部１３１ａが形成される。図示は省略するが、ヨーク部ＹＫも第一保護膜１３１に覆われ、同様に凸部１３１ａが形成される。
【００４４】
この第一保護膜（平坦化膜）１３１は、アルミナ、シリカ等の絶縁性の非磁性材料からなる。第一保護膜１３１の厚み１３１Ｗは、図６に示すように、記録磁極膜３の厚みよりも低いことが好ましいが、記録磁極膜３の厚み３Ｈ０と同程度であっても良い。
【００４５】
次に、図７及び図８に示すように、第一保護膜１３１上にストッパ膜８１を形成する。このストッパ膜８１は、各記録磁極膜３に対向する部分に記録磁極膜３の平面形状よりも大きな開口８２が形成されたものである。ストッパ膜８１の材料は、第一保護膜１３１、後述する第二保護膜１３２および記録磁極膜３に比して、後述するＣＭＰ工程において研磨されにくい材料であり、例えば、Ｔａ，Ｔｉ，ＴｉＮ等の金属材料を使用することができる。また、ストッパ膜８１の厚み８１Ｈ０は、特に限定されないが、例えば、５０〜３００ｎｍ程度とすることができる。
【００４６】
ここで、具体的には、図８に示すように、ストッパ膜８１の開口８２は、ヨーク部ＹＫに対応する幅広の幅広部８２ｂと、主磁極Ｐ１に対応する細長い形状のスリット部８２ａとを足し合わせた形状となっている。
【００４７】
ここで、ストッパ膜８１の開口幅Ｗとはスリット部８２ａの幅Ｗである。図８に示すように、各ストッパ膜８１の開口幅Ｗの値はＷ１で互いに同一である。
【００４８】
また、このストッパ膜８１の開口８２は、図７に示すように、ストッパ膜８１が第一保護膜１３１の凸部１３１ａ上に乗り上げないような大きさとされている。さらに、図８に示すように、開口８２を上から見た時に、開口８２の位置は、開口８２の中央に記録磁極膜３が配置されるように設定される。具体的には、例えば、スリット部８２ａの幅Ｗの方向の中央に主磁極Ｐ１が配置される。
【００４９】
次に、図９に示すように、第一保護膜１３１上に、ストッパ膜８１を挟んで第二保護膜（平坦化膜）１３２を積層する。第二保護膜１３２の材料としては、ストッパ膜８１よりもＣＭＰ法により研磨されやすい材料、すなわち、第一保護膜１３１の材料として提示した各材料を採用することができるが、特に第一保護膜１３１と同一の材料を用いることが好ましい。
【００５０】
ここで、第二保護膜１３２にも第一保護膜の凸部１３１ａに対応する凸部１３２ａが形成する。これによって第一予備積層体２ａが完成する。
【００５１】
ここで、第一予備積層体２ａにおいて、製膜装置の特性や実験条件等によって、基板上において、記録磁極膜３、ストッパ膜８１、第一保護膜１３１、及び第二保護膜１３２の厚みにバラツキを生ずる場合が多い。そして、このような積層体の作成を同一成膜装置で行う場合には、各積層体においては、各製膜厚みのバラツキには再現性が生ずる、すなわち、いつも決まった場所の厚みが大きくなり、決まった場所の厚みが小さくなる場合が多い。
【００５２】
具体的には、例えば、本実施形態においては、例えば、第一予備積層体２ａのＬＨの領域においては、ＬＭの領域に比べて各膜が厚く製膜される傾向がある。一方、第一予備積層体２ａのＬＬの領域においては、ＬＭの領域に比べて各膜が薄く製膜される傾向がある。
【００５３】
つづいて、ＣＭＰ法によって第一予備積層体２ａの表面全体を研磨する。ＣＭＰ法は、研磨すべき表面を、回転するポリシングパッドに向かって押し付けると共に、この研磨面にスラリー化された研磨剤を供給することにより行われる。研磨剤は、機械的研磨作用を担うアルミナやシリカ等の粒子と、化学的研磨作用を担う酸化剤を含んでおり、ＣＭＰ法では、機械的及び化学的研磨作用が行われる。
【００５４】
そうすると、図１０に示すように、まず第一保護膜１３１の凸部１３１ａや第二保護膜１３２の凸部１３２ａが研磨されて第一予備積層体２ａの表面が平坦となる。
【００５５】
さらにＣＭＰによる研磨を続けると、図１１に示すように、ストッパ膜８１が表面に露出する。
【００５６】
続けて、ＣＭＰによる研磨を続けると、図１２に示すように、ストッパ膜８１は、第一保護膜１３１、第二保護膜１３２及び記録磁極膜３よりも研磨されにくいので、研磨面の進行速度がストッパ膜８１上と、ストッパ膜８１の開口８２内とで異なることとなる。具体的には、図１２に示すように、ストッパ膜８１自体はあまり研磨されない一方、ストッパ膜８１の開口８２内の第一保護膜１３１，第二保護膜１３２、及び主磁極Ｐ１（記録磁極膜３）はストッパ膜８１の表面にくらべてさらに研磨が進んでいく。これにより、ストッパ膜８１の開口８２内には、下向き凸の研磨面が形成される。
【００５７】
そして、所定時間研磨を進めると、図１３のような状態で研磨面がほぼ安定する。ここで、ストッパ膜８１の上面から、開口８２内の研磨面における中央部、すなわち、主磁極Ｐ１の上面との距離を研磨深さＤとする。そうすると、第一予備積層体２ａにおいては、ストッパ膜８１の開口幅Ｗが全てＷ１で同一であるので、研磨深さＤはいずれも値Ｄ１でほぼ一致することとなる。しかしながら、第一保護膜１３１の厚み等が基板ＳＢ上においてばらつくので、主磁極Ｐ１の厚みＨは、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の様に互いにばらつくこととなる。
【００５８】
そして、この第一予備積層体２ａについて、断面の顕微鏡観察等により、各主磁極Ｐ１の主磁極Ｐ１の厚みＨ１，Ｈ２等、すなわち、主磁極Ｐ１の厚み分布を測定する。また、研磨深さＤ１も取得する。
【００５９】
そしてこの結果に基づいて、第一予備積層体２ａと同様に厚みが不均一な積層体（後述する主積層体）を、ＣＭＰ法によって主磁極Ｐ１の厚みが均一になるように研磨するためには、各主磁極Ｐ１の研磨深さＤをそれぞれいくらにすればよいかがわかる。例えば、主磁極Ｐ１の厚みをＨ１にしようとすれば、場所ＬＬの研磨深さＤの設定値をＤ１＋（Ｈ３−Ｈ１）とすればよく、場所ＬＨの研磨深さＤをＤ１＋（Ｈ２−Ｈ１）にすればよい。
【００６０】
続いて、図１４に示すように、ストッパ膜８１の開口８２の開口幅ＷをいずれもＷ１よりも大きな同一のＷ２とする以外は第一予備積層体２ａと同様の方法及び同様の装置で第二予備積層体２ｂを作成し、さらに、ストッパ膜８１の開口８２の開口幅ＷをいずれもＷ１よりも小さな同一のＷ３とする以外は第一予備積層体２ａと同様の方法及び同様の装置で第二予備積層体２ｃを作成する。ここで、基板上の各場所において、記録磁極膜３、第一保護膜１３１、ストッパ膜８１、第二保護膜１３２の厚みの不均一性はほぼ同様となる。そして、これら第二予備積層体２ｂ，２ｃも、第一予備積層体２ａと同様にしてＣＭＰ法による研磨を行う。
【００６１】
第一予備積層体２ａ、第二予備積層体２ｂ、２ｃの同一位置ＬＨにおけるＣＭＰ研磨後における断面模式図を図１５の（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）にそれぞれ示す。
【００６２】
所定の場所ＬＨにおいて、例えば、図１５の（ａ）のようにストッパ膜８１の開口幅ＷがＷ１である第一予備積層体２ａを基準とすると、図１５の（ｂ）に示す第二予備積層体２ｂのようにストッパ膜８１の開口幅ＷがＷ１よりも大きなＷ２の場合には、研磨深さＤはＤ１よりも大きなＤ２となり、したがって、主磁極Ｐ１の厚みはＨ２よりも小さなＨ１２となる。また、所定の場所ＬＨにおいて、図１５の（ｃ）に示す第二予備積層体２ｃのようにストッパ膜８１の開口幅ＷがＷ１よりも小さなＷ３の場合には、研磨深さＤはＤ１よりも小さなＤ３となり、したがって、主磁極Ｐ１の厚みはＨ２よりも大きなＨ１３となる。
【００６３】
そして、複数の開口幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３と、複数の研磨深さＤ１，Ｄ２，Ｄ３とを電子顕微鏡観察等により取得し、これらの相関関係を求める。相関関係としては、具体的には、例えば、ＷとＤとの回帰式を取得すればよい。そうすると、この相関関係に基づいて、所定の研磨深さＤを得るためにはどれくらいの開口幅Ｗに設定すればよいかがわかる。
【００６４】
したがって、第一予備積層体２ａの研磨後の厚み分布及び研磨深さＤに基づいて、基板の各場所について主磁極Ｐ１の厚みをなるべく均一にするために実現されるべき主磁極毎の研磨深さＤの設定値が取得でき、この設定値及び上述の相関関係に基づいて、当該研磨深さＤの設定値を得るために必要なストッパ膜８１の開口幅Ｗの設定値、例えば、Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，Ｗ２４等が求められる。
【００６５】
＜本工程＞
続いて、本工程を行う。本工程においては、図１６及び図１７に示すように、ストッパ膜８１の開口８２の開口幅Ｗに所定の分布を設ける以外は第一予備積層体２ａと同様にして主積層体１を作成する。
【００６６】
ここで、各開口幅Ｗは、第一予備積層体２ａの厚み分布及び研磨深さＤに基づいて前述のようにして定められた開口幅Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３、Ｗ２４等とされ、開口幅Ｗに所定の分布が与えられることとなる。そして、この主積層体１に対して、第一予備積層体２ａと同様にしてＣＭＰ法による研磨を行う。
【００６７】
そうすると、図１８に示すように、開口幅ＷをＷ２１，Ｗ２３，Ｗ２４等と適切な分布を持たせたことにより、各主磁極Ｐ１毎に適切な大きさの研磨深さＤ２１、Ｄ２３，Ｄ２４等が達成され、したがって、主磁極Ｐ１の厚みはいずれもほぼ同一の値Ｈ２０となる。
【００６８】
このようにして、記録磁極膜３をそれぞれ研磨した後、必要に応じてストッパ膜８１を剥離し、その後、公知の方法により第一シールド膜２１及び絶縁膜１６を積層することにより、ヘッド基板ＨＳＢが完成する。
【００６９】
このように、本実施形態によれば、主積層体１の作成時に、ストッパ膜８１の開口幅Ｗに分布を与えている。したがって、開口幅Ｗを周りの開口よりも大きくした場所では対応する主磁極Ｐ１の研磨深さＤを周りよりも厚くすることができる一方、開口幅Ｗを周りよりも小さくした場所では対応する主磁極Ｐ１の研磨深さＤを周りよりも小さくすることができる。したがって、この開口幅Ｗの分布を適切に設定することにより、主磁極Ｐ１の厚みの均一性を高くできる。
【００７０】
また、本実施形態では、主積層体１を作成するのに先立って、さらに、開口幅Ｗを均一にする以外は主積層体１と同様な第一予備積層体２ａを作成し、第一予備積層体２ａのストッパ膜８１の各開口８２を通して第一保護膜１３１及び主磁極Ｐ１をＣＭＰ法により研磨し、研磨後の各主磁極Ｐ１の厚み分布を取得し、これに基づいて主積層体１のストッパ膜８１の開口幅Ｗを設定している。したがって、この厚み分布に基づいて、研磨後の主積層体１の各主磁極Ｐ１をそれぞれ均一な所定の厚みとするために必要とされる各研磨深さＤの大小を好適に予想でき、主積層体１のストッパ膜８１の開口幅Ｗの設定がし易くなっている。
【００７１】
特に、本実施形態のように、同一の成膜装置を用いて主積層体１や第一予備積層体２ａ、第二予備積層体２ｂ，２ｃを作成すると、主磁極Ｐ１や第一保護膜１３１等の厚みの不均一性は各積層体に共通する、すなわち、不均一性に再現性がある場合が多い。いいかえると、各積層体の同じ場所の膜がいつも同じような厚みの不均一性を示す場合が多い。基板上の場所は、例えば、オリフラ等を基準として容易に認識できる。したがって、厚み分布に基づいて予め成膜のクセを把握して、これを補正するように主積層体１の開口幅Ｗに分布を持たせることにより均一な厚みの主磁極Ｐ１を得ることが容易となる。
【００７２】
また、主積層体１の作成に先立って、開口幅Ｗが第一予備積層体２ａのストッパ膜８１と異なる以外は第一予備積層体２ａと同様の均一開口幅Ｗの第二予備積層体２ｂ等を作成し、第二予備積層体２ｂ等のストッパ膜の開口８２を通して第一保護膜及び被研磨膜をＣＭＰ法により研磨し、第一予備積層体２ａ及び第二予備積層体２ｂの研磨後の各主磁極Ｐ１の研磨深さＤと、第一予備積層体２ａ及び第二予備積層体２ｂ等の各ストッパ膜の開口幅Ｗとに基づいて、研磨深さＤと開口幅Ｗとの相関関係を得、これら厚み分布及び相関関係に基づいて、主積層体１のストッパ膜８１の開口幅Ｗをそれぞれ設定している。
【００７３】
これによれば、第一予備積層体２ａの厚み分布に基づいて主磁極Ｐ１の厚みを均一にするために必要とされる研磨深さＤをそれぞれの場所について取得し、この研磨深さＤに対応する開口幅Ｗの設定値を相関関係に基づいて取得できる。したがって、より好適に主積層体１のストッパ膜８１の開口幅Ｗの設定が可能となる。
【００７４】
また、主積層体作成工程では、さらに、第一保護膜１３１上にストッパ膜８１を挟んでストッパ膜８１よりも研磨されやすい第二保護膜１３２を形成し、主研磨工程では、さらに第二保護膜１３２をＣＭＰ法により研磨している。
【００７５】
被研磨膜である主磁極Ｐ１の厚み等によっては、ストッパ膜８１の開口８２から第一保護膜１３１が突出する場合が多い。そして、第二保護膜１３２を設けない場合には、この突出部１３１ａをＣＭＰにより研磨する際に、表面に露出しているストッパ膜８１の研磨がある程度進んでしまい、しかも、このストッパ膜８１の研磨量は不均一になりがちである。したがって、研磨後の主磁極Ｐ１の厚みの均一性に悪影響を及ぼす場合がある。しかしながら、第二保護膜１３２を設けることにより、ストッパ膜８１が表面に露出する前に第一保護膜１３１の突出部１３１ａを殆ど取り除くことができ、ストッパ膜８１の厚みを保ったまま開口８２内のＣＭＰによる研磨が好適に行える。
【００７６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず様々な変形態様が可能である。
【００７７】
例えば、上記実施形態では、第一予備積層体２ａ及び第二予備積層体２ｂ，２ｃ等を両方作成しているが、第二予備積層体２ｂ，２ｃ等を作成しなくても、第一予備積層体２ａのみを作り、その厚み分布に応じて主積層体１の開口幅Ｗを調節しても実施は可能である。
【００７８】
また、上記実施形態では、均一開口幅Ｗの第一予備積層体２ａを作成して厚み分布を作成しているが、これを作成せず、主積層体を作成する前に、主積層体１の第一保護膜、ストッパ膜及び被研磨膜の少なくとも一つの厚み分布を測定し、主積層体作成工程において、ストッパ膜の開口幅をこの厚み分布に応じて設定しても良い。
【００７９】
すなわち、予め第一予備積層体２ａを作成しなくても、主積層体について直接第一保護膜１３１等の厚み分布を取得しておき、その主積層体１に形成するストッパ膜８１の開口について、たとえば、第一保護膜１３１の厚さ等が厚い場所ほど開口幅Ｗが大きくなり、第一保護膜１３１の厚さ等が薄い場所ほど開口幅Ｗが小さくなるようにすれば好適な開口幅Ｗの分布の設定が可能である。
【００８０】
また、上記実施形態においては、被研磨膜として記録磁極膜３の主磁極Ｐ１を採用しているがこれに限られない。例えば、各被研磨膜は、少なくとも同一平面形状および同一平面寸法であれば任意の形状及び寸法でよく、ストッパ膜８１の開口幅Ｗは各研磨膜を横切る線に沿う幅Ｗとすればよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、被研磨膜を記録磁極膜３の一部である主磁極Ｐ１としているが、記録磁極膜３全体であっても良い。この場合、スリット部８２ａ及び幅広部８２ｂそれぞれに対して開口幅Ｗを設定することができ、それぞれの厚みを好適に設定しうる。
【００８２】
また、開口幅Ｗの設定も自由であり、例えば、開口の形状が円形であれば、開口の径を開口幅とすることもできる。
【００８３】
さらに、上記実施形態では各積層体に第二保護膜１３２を積層しているが、例えば、記録磁極膜３の厚みが第一保護膜１３１の厚みとほぼ同様である場合等、凸部１３１ａが薄い場合には第二保護膜１３２は無くても良い。
【００８４】
また、第一予備積層体２ａは被研磨膜として複数の主磁極Ｐ１を有する必要があるが、第二予備積層体２ｂ，２ｃ等は、第一予備積層体２ａのうちの何れかの主磁極Ｐ１に対応する主磁極Ｐ１を単数有するものであっても実施可能である。
【００８５】
また、上記実施形態では、被研磨膜として垂直磁気記録ヘッドＨＤの主磁極Ｐ１を採用しているが、これ以外の薄膜の研磨に有用であることも言うまでもない。
【実施例】
【００８６】
上述のようにして、均一開口幅Ｗ＝１００μｍの第一予備積層体２ａ、及び、均一開口幅Ｗ＝５０，３００，５００，１０００μｍの第二予備積層体２ｂ〜２ｅをそれぞれ作成した。ここでは、第一予備積層体２ａ及び第二予備積層体２ｂ〜２ｅにおいて、基板ＳＢ上に、第三シールド膜４０、読取部３０、第二シールド膜２２、リターンヨーク膜７、連結部６、コイル膜５、補助磁極膜４、及びこれらを埋める絶縁膜１５は形成せず、基板ＳＢ上に直接主磁極Ｐ１及び第一保護膜１３１を積層し、その後、ストッパ膜８１及び第二保護膜１３２等を形成した。各積層体の作成において、同一の成膜装置を用いたので、各積層体の膜の成膜厚みのばらつきは、各積層体において同様の傾向を示した。各積層体において各主磁極Ｐ１の形状及び寸法は同じとした。
【００８７】
ここで、基板ＳＢとしては直径６インチ、厚み０．６ｍｍのシリコン基板を用いた。
【００８８】
主磁極Ｐ１としてはＮｉＦｅからなる厚さ１０００μｍのものを用い、主磁極Ｐ１の寸法は幅Ｘ＝０．５μｍ、長さは５μｍとした（図１９の（ａ）、（ｂ））参照）。また、この主磁極Ｐ１は、公知のフレームメッキ法によりパターニングを行った。
【００８９】
第一保護膜１３１及び第二保護膜１３２はアルミナからなり、バイアススパッタ法によってそれぞれ１０００μｍ成膜した。
【００９０】
ストッパ膜８１はＴａからなり、スパッタ法により１００ｎｍの厚みに成膜し、リフトオフ法によりパターニングした。開口８２は、図１９の（ｂ）に示すように、主磁極Ｐ１を取り囲む矩形形状とし、主磁極Ｐ１の幅Ｘと平行な幅を開口幅Ｗとした。
【００９１】
そして、研磨前に、第一予備積層体２ａ、第二予備積層体２ｂ〜２ｅをそれぞれ図２０のようにマトリクス状に区画し、各場所（Ｂ１〜Ｂ５）の一部における主磁極Ｐ１、第二保護膜１３２、第一保護膜１３１、ストッパ膜８１の厚みを測定した。例として第一予備積層体２ａの研磨前の各厚みの測定結果を図２１に示す。ここで、主磁極Ｐ１、第二保護膜１３２、第一保護膜１３１及びストッパ膜８１の厚みはフォーカスドイオンビーム顕微鏡によりサンプルの断面を測定した。第一予備積層体２ａは、基板上の位置によって各膜の厚みがかなりばらついた。第二予備積層体２ｂ〜２ｅの各層の厚みも第一予備積層体２ａと概ね同様の値及び傾向を示した。
【００９２】
続いて、第一予備積層体２ａ、及び第二予備積層体２ｂ〜２ｅについて、それぞれＣＭＰ法により研磨した。ＣＭＰ法による研磨にはノベラシステムズ社製のアバンティーを用い、パッドとしては発泡ポリウレタン製のものを、研磨スラリーとしては粒径０．２５μｍのアルミナ系アルカリ（ｐＨ＝１０）性のものを用いて行った。各ＣＭＰ法による研磨において、研磨時間や荷重等は同一とし、主磁極Ｐ１の厚みが概ね８００ｎｍとなるように設定した。
【００９３】
そして、研磨後の主磁極Ｐ１の厚みを、各場所（Ｂ１〜Ｂ５）のにおいて測定した。例として第一予備積層体２ａの測定結果を図２１に示す。
【００９４】
ストッパ膜８１を同一の開口幅としてＣＭＰを行うと、主磁極Ｐ１の厚みはかなりばらついた。ばらつき度を図２１に示す。ここで、ばらつき度は、（（厚みの最大値−厚みの最小値）／厚みの平均値）である。
【００９５】
次に、第一予備積層体２ａ及び第二予備積層体２ｂ〜２ｅの中心部Ｂ１のＣＭＰ研磨による研磨深さＤをそれぞれ取得し、開口幅Ｗと研磨深さＤとの相関関係を得た。具体的にはＷをμｍの単位で表して、研磨深さＤ（ｎｍ）＝０．０００６Ｗ２＋０．４１９３Ｗ＋１５５．３５であった。グラフを図２２に示す。
【００９６】
そして、第一予備積層体２ａについて研磨深さ及び厚み分布に基づいて各主磁極Ｐ１について実現されるべき研磨深さＤを算出し、各研磨深さＤに対応する開口幅Ｗを相関式から求めた。そして、この開口幅Ｗをもちいて、開口幅Ｗに分布を生じた主積層体１を作成した。開口幅Ｗの分布等について図２１に示す。そして、この主積層体について第一予備積層体と同様にＣＭＰ法による研磨を行い、研磨後に主磁極の厚みを測定した。その結果を図２１に示す。主磁極Ｐ１の厚みの均一性は極めて改善された。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、本実施形態で作成する垂直記録磁気ヘッドの概略断面図である。
【図２】図２は、図１の垂直記録磁気ヘッドの記録磁極膜の正面図である。
【図３】図３は、垂直記録磁気ヘッドが基板上に行列状に多数形成される状態を表す模式図である。
【図４】図４、図３の基板上に各種層が積層された状態を示す概略図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ矢視断面模式図である。
【図６】図６は、図５に続く断面模式図である。
【図７】図７は、図６に続く断面模式図である。
【図８】図８は、図７の基板の平面図である。
【図９】図９は、図７に続く基板の断面模式図である。
【図１０】図１０は、図９に続く断面模式図である。
【図１１】図１１は、図１０に続く断面模式図である。
【図１２】図１２は、図１１に続く断面模式図である。
【図１３】図１３は、図１２に続く断面模式図である。
【図１４】図１４は第二予備積層体２ｂに関する図であり、（ａ）は第二予備積層体２ｂを、図１４（ａ）は第二予備積層体２ｃを示す一部破断平面図である。
【図１５】図１５は各積層体の断面模式図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、第二予備積層体２ｂ、第一予備積層体２ａ、第二予備積層体２ｃのそれぞれ同じ場所ＬＨにおける研磨後の断面模式図である。
【図１６】図１６は、主積層体１の一部破断平面図である。
【図１７】図１７は、図１６の主積層体１の断面模式図である。
【図１８】図１８は、図１７の主積層体１のＣＭＰ研磨後の断面模式図である。
【図１９】図１９は実施例に係る実施例に係る第一予備積層体２ａ及び第二予備積層体２ｂ〜２ｅ及び主積層体１を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は一部破断平面図であるである。
【図２０】図２０は、実施例に係る第一予備積層体２ａ及び第二予備積層体２ｂ〜２ｅ及び主積層体１の測定点を示す模式図である。
【図２１】図２１は、実施例における、第一予備積層体２ａの各測定点における各層の厚み及び開口幅、主積層体１の各測定点における各層の厚み及び開口幅を示す表である。
【図２２】図２２は、第一予備積層体２ａ及び第二予備積層体２ｂ〜２ｅの各場所Ｂ１における主磁極の厚み及び開口幅の相関関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９８】
１…主積層体、２ａ…第一予備積層体、２ｂ，２ｃ，２ｄ…第二予備積層体、３…記録磁極膜、８１…ストッパ膜、８２…開口、１３１…第一保護膜、１３２…第二保護膜、Ｗ…開口幅、Ｄ…研磨深さ、Ｐ１…主磁極（被研磨膜、棒状部分）、ＨＤ…垂直磁気記録ヘッド。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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