(57)【要約】【課題】シールド型の磁気記録ヘッドにおける遠方トラックの意図しない情報消去の問題を解決する。【解決手段】垂直磁気記録ヘッドを製造するために、物理的な界面を有しない第１および第２トレーリングシールドの形成プロセス（およびそれにより生じる構造）を説明する。フォトレジストモールドを用いて上部ヨークを鍍金形成すると共に、そのフォトレジストモールドを剥離したのち、犠牲層を形成する。【選択図】図９
2011222111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気的ホットスポットに起因する意図しない情報の消去を防止するために、垂直磁気記録ヘッドの第１および第２トレーリングシールドにおける磁気的ホットスポットの形成を防止する方法であって、
単一工程において前記第１および第２トレーリングシールドの双方を形成して、その第１および第２トレーリングシールドの間に物理的界面を生じさせないことにより、前記磁気的ホットスポットの形成を防止する、
磁気的ホットスポットの形成の防止方法。
【請求項２】
磁界コイルを備えた垂直磁気記録ヘッドにおける、継ぎ目がないように連結された第１および第２トレーリングシールドを形成する方法であって、
水平な上側部と、傾斜部と、その傾斜部から一端部において終端するまで延在する水平な下側部とからなる上面を有する主磁極を形成し、
前記下側部と前記傾斜部と前記上側部の一部とに隣接された非磁性の記録ギャップ層を形成し、
前記記録ギャップ層とその記録ギャップ層により被覆されていない前記主磁極の全部分とに隣接されたシード層を形成し、
フォトレジストモールドを用いて前記シード層の上に上部ヨークを電気鍍金により形成したのち、そのフォトレジストモールドを除去し、
前記シード層の上に犠牲層を形成したのち、前記上部ヨークから第１距離における前記上側部の上方の位置まで延在するように前記犠牲層をパターニングすることにより、その犠牲層により前記第１トレーリングシールドの寸法および形状を規定し、
前記犠牲層により被覆されていない前記シード層を除去し、
少なくとも前記犠牲層と同じ厚さを有する第１絶縁層を形成したのち、前記上部ヨークおよび前記犠牲層の上に存在しなくなるまで前記第１絶縁層を平坦化し、
前記上部ヨークおよび前記第１絶縁層に隣接された第２絶縁層を形成したのち、その第２絶縁層の一部を除去することにより、前記犠牲層から第２距離の範囲において前記第１絶縁層の上に傾斜端縁を形成し、
前記上部ヨークの上方における前記第２絶縁層の上に前記磁界コイルの一部を形成したのち、前記シード層により前記記録ギャップ層を破損しないように保護しながら前記犠牲層を除去し、
前記磁界コイルの一部および前記第２絶縁層を被覆する第３絶縁層を形成し、
レンチキュラー形状となるように前記第３絶縁層を軟化し、
レンチキュラー形状を保ちながら前記第３絶縁層を硬化し、
前記シード層と前記第１、第２および第３絶縁層とに隣接された磁性層を形成することにより、前記継ぎ目がないように連結された第１および第２トレーリングシールドを形成する、
垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項３】
前記犠牲層はフォトレジストである、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項４】
前記シード層はＮｉＦｅ、ＣｏＦｅおよびＣｏＮｉＦｅからなる群から選択される磁性合金である、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項５】
前記犠牲層は酸素ベースの反応性イオンエッチングによりパターニングされる、請求項３記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項６】
前記犠牲層はＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＳｉＮ、ＳｉＯ2 およびＣｕからなる群から選択される、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項７】
前記犠牲層はウェット化学的エッチングまたは反応性イオンエッチングによりパターニングされる、請求項６記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項８】
前記上部ヨークから前記犠牲層までの前記第１距離は０．５μｍよりも大きいと共に３μｍよりも小さい範囲である、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項９】
前記犠牲層から前記傾斜端縁までの前記第２距離は０．２μｍよりも大きいと共に２μｍよりも小さい範囲である、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項１０】
前記第１絶縁層はアルミナであると共に、０．３μｍよりも大きいと共に１．５μｍよりも小さい範囲の厚さとなるように形成されている、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項１１】
前記第２絶縁層はアルミナであると共に、０．０５μｍよりも大きいと共に０．５μｍよりも小さい範囲の厚さとなるように形成されている、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項１２】
前記第２絶縁層の一部の除去および前記傾斜端縁の形成はイオンビームミリングまたはリフトオフプロセスにより行われる、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項１３】
前記第１および第２トレーリングシールドに追加シールドとしてリーディングシールドと２つのサイドシールドを追加し、前記第１および第２トレーリングシールドと前記リーディングシールドと前記２つのサイドシールドとを継ぎ目がない単一の構造体となるように形成する、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法。
【請求項１４】
継ぎ目がないように連結された第１および第２トレーリングシールドを備えた垂直磁気記録ヘッドであって、
水平な上側部と、傾斜部と、その傾斜部から一端部において終端するまで延在する水平な下側部とからなる上面を有する主磁極と、
前記下側部と前記傾斜部と前記上側部の一部とに隣接された非磁性の記録ギャップ層と、
前記記録ギャップ層とその記録ギャップ層により被覆されていない前記主磁極の全部分とに隣接されたシード層と、
前記シード層の上において、前記記録ギャップ層から第１の距離に位置すると共に第１厚さを有する上部ヨークと、
前記第１厚さと同じ厚さを有すると共に、前記上部ヨークに隣接する第１垂直側壁および前記記録ギャップ層に隣接する第２垂直側壁を有し、前記上側部の一部と前記記録ギャップ層の一部とに隣接された第１絶縁層と、
前記上部ヨークおよび前記第１絶縁層に隣接されると共に、前記第２垂直側壁から第２距離の範囲における前記第１絶縁層の上に傾斜端縁を有する第２絶縁層と、
前記上部ヨークの上方における前記第２絶縁層の上の磁界コイルの一部と、
前記磁界コイルの一部を被覆する第３レンチキュラー絶縁層と、
前記シード層と前記傾斜端縁と前記第１および第２絶縁層と前記第３レンチキュラー絶縁層とを被覆する単一の磁性層とを備えた、
垂直磁気記録ヘッド。
【請求項１５】
前記上部ヨークから前記記録ギャップ層までの前記第１距離は３μｍ以下である、請求項１４記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項１６】
前記傾斜端縁から前記第２垂直側壁までの前記第２距離は０．２μｍよりも大きいと共に２μｍよりも小さい範囲である、請求項１４記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項１７】
前記第１絶縁層はアルミナであると共に、０．３μｍよりも大きいと共に１．５μｍよりも小さい範囲の厚さを有する、請求項１４記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項１８】
前記第２絶縁層はアルミナであると共に、０．０５μｍよりも大きいと共に０．５μｍよりも小さい範囲の厚さを有する、請求項１４記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項１９】
追加シールドとしてリーディングシールドおよび２つのサイドシールドを備え、前記第１および第２トレーリングシールドとリーディングシールドと２つのサイドシールドとは継ぎ目がない単一の構造体である、請求項１４記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項２０】
前記シード層はＮｉＦｅ、ＣｏＦｅおよびＣｏＮｉＦｅからなる群から選択される磁性合金である、請求項１４記載の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一般的分野に関し、特に、第１および第２トレーリングシールドの形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直磁気記録（ＰＭＲ：perpendicular magnetic recording）において、オントラックの磁界勾配を増大させることにより、高線形密度、高トラック密度におけるフリンジ磁界の減少、および良好なＳＮ（signal-noise）比を実現するために、サイドシールドおよびリーディングシールドと共にトレーリングシールドが用いられている。
【０００３】
図１は、従来の磁気記録ヘッドの構成を表している。図１に示したように、第１トレーリングシールド１２と第２トレーリングシールド１３との間に界面１１が存在している。この他、図１には、リーディングシールド１４、主磁極１５、上部ヨーク１６および磁界コイル１７が示されている。
【０００４】
図２ａ〜図２ｃは、３種類のシールドの構成を表しており、いずれも図１に示したエアベアリング面（ＡＢＳ：air bearing surface ）を見た図である。３つの図面において、対角線上に位置する２つの矢印１の間には物理的界面（図１に示した界面１１など）が存在しており、破線は異なる機能を有する２つの領域の境界（例えば、図２ａに示したサイドシールド２１と第１トレーリングシールド１３との間）を表している。３つの図面では、物理的界面の存在に注目すべきである。具体的な図面はないが、図２ａ〜図２ｃに示した構成と類似する構成を有しているがサイドシールドを備えていない他の磁気記録ヘッドも用いられる場合がある。
【０００５】
先行技術調査の結果、以下で説明する興味深い先行技術が発見された。Guthrie 等は、唯一のトレーリングシールドを示している（例えば、特許文献１参照。）。ただし、第１および第２トレーリングシールドを教示する先行技術は発見されず、トレーリングシールドの形成工程において犠牲材料を使用する先行技術も発見されなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７４７７４８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
残念ながら、図１および図２に示した構成を有するシールドを用いた場合には、そのシールドの形状および配置に大きく依存して、意図しない情報の消去がしばしば生じてしまう。そこで、本発明では、意図しない情報消去の原因を解明すると共に、その問題を如何にして克服したかについて説明する。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、シールド型の磁気記録ヘッドにおける遠方トラックの意図しない情報消去の問題を解決することである。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、シールド間の界面における磁壁衝突を排除して、遠方トラックにおける情報消去の原因であるホットスポットの形成を防止することである。
【００１０】
また、本発明のさらに他の目的は、継ぎ目がない単一構造体であるトレーリングシールドを提供して、複数のシールド間における界面を排除することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の磁気的ホットスポットの形成の防止方法は、磁気的ホットスポットに起因する意図しない情報の消去を防止するために、垂直磁気記録ヘッドの第１および第２トレーリングシールドにおける磁気的ホットスポットの形成を防止する方法であって、単一工程において第１および第２トレーリングシールドの双方を形成して、その第１および第２トレーリングシールドの間に物理的界面を生じさせないことにより、磁気的ホットスポットの形成を防止するものである。
【００１２】
本発明の垂直磁気記録ヘッドにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法は、磁界コイルを備えた垂直磁気記録ヘッドにおける、継ぎ目がないように連結された第１および第２トレーリングシールドを形成する方法であって、水平な上側部と、傾斜部と、その傾斜部から一端部において終端するまで延在する水平な下側部とからなる上面を有する主磁極を形成し、下側部と傾斜部と上側部の一部とに隣接された非磁性の記録ギャップ層を形成し、記録ギャップ層とその記録ギャップ層により被覆されていない主磁極の全部分とに隣接されたシード層を形成し、フォトレジストモールドを用いてシード層の上に上部ヨークを電気鍍金により形成したのち、そのフォトレジストモールドを除去し、シード層の上に犠牲層を形成したのち、上部ヨークから第１距離における上側部の上方の位置まで延在するように犠牲層をパターニングすることにより、その犠牲層により第１トレーリングシールドの寸法および形状を規定し、犠牲層により被覆されていないシード層を除去し、少なくとも犠牲層と同じ厚さを有する第１絶縁層を形成したのち、上部ヨークおよび犠牲層の上に存在しなくなるまで第１絶縁層を平坦化し、上部ヨークおよび第１絶縁層に隣接された第２絶縁層を形成したのち、その第２絶縁層の一部を除去することにより、犠牲層から第２距離の範囲において第１絶縁層の上に傾斜端縁を形成し、上部ヨークの上方における第２絶縁層の上に磁界コイルの一部を形成したのち、シード層により記録ギャップ層を破損しないように保護しながら犠牲層を除去し、磁界コイルの一部および第２絶縁層を被覆する第３絶縁層を形成し、レンチキュラー形状となるように第３絶縁層を軟化し、レンチキュラー形状を保ちながら第３絶縁層を硬化し、シード層と第１、第２および第３絶縁層とに隣接された磁性層を形成することにより、継ぎ目がないように連結された第１および第２トレーリングシールドを形成するものである。
【００１３】
本発明の垂直磁気記録ヘッドは、継ぎ目がないように連結された第１および第２トレーリングシールドを備えた垂直磁気記録ヘッドであって、水平な上側部と、傾斜部と、その傾斜部から一端部において終端するまで延在する水平な下側部とからなる上面を有する主磁極と、下側部と傾斜部と上側部の一部とに隣接された非磁性の記録ギャップ層と、記録ギャップ層とその記録ギャップ層により被覆されていない主磁極の全部分とに隣接されたシード層と、シード層の上において、記録ギャップ層から第１の距離に位置すると共に第１厚さを有する上部ヨークと、第１厚さと同じ厚さを有すると共に、上部ヨークに隣接する第１垂直側壁および記録ギャップ層に隣接する第２垂直側壁を有し、上側部の一部と記録ギャップ層の一部とに隣接された第１絶縁層と、上部ヨークおよび第１絶縁層に隣接されると共に、第２垂直側壁から第２距離の範囲における第１絶縁層の上に傾斜端縁を有する第２絶縁層と、上部ヨークの上方における第２絶縁層の上の磁界コイルの一部と、磁界コイルの一部を被覆する第３レンチキュラー絶縁層と、シード層と傾斜端縁と第１および第２絶縁層と第３レンチキュラー絶縁層とを被覆する単一の磁性層とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の磁気的ホットスポットの形成の防止方法によれば、単一工程において第１および第２トレーリングシールドの双方を形成して、その第１および第２トレーリングシールドの間に物理的界面を生じさせないようしたので、シールド間の界面における磁壁衝突が排除される。よって、遠方トラックにおける情報消去の原因であるホットスポットの形成を防止することができる。
【００１５】
本発明の垂直磁気記録ヘッドまたはそれにおける第１および第２トレーリングシールドの形成方法によれば、単一の磁性層を形成することにより、継ぎ目がないように連結された第１および第２トレーリングシールドを形成しているので、継ぎ目がない単一構造体であるトレーリングシールドを提供して、複数のシールド間における界面を排除することができる。また、シールド型の磁気記録ヘッドに関する遠方トラックの意図しない情報消去の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の垂直磁気記録ヘッドの構成を表す図である。
【図２ａ】３種類のシールドの構成のうちの第１構成をＡＢＳから見た図である。
【図２ｂ】３種類のシールドの構成のうちの第２構成をＡＢＳから見た図である。
【図２ｃ】３種類のシールドの構成のうちの第３構成をＡＢＳから見た図である。
【図３】垂直磁気記録ヘッドの製造方法に関する開始時の初期構造を説明する図である。
【図４】第１および第２トレーリングシールドの形状および寸法を規定する犠牲層の導入を説明する図である。
【図５】主磁極からシールドを分離する絶縁層の形成を説明する図である。
【図６】犠牲層の除去および磁界コイルの形成を説明する図である。
【図７】犠牲層の除去および磁界コイルの形成を説明する他の図である。
【図８】コイルハウジングの形成および単一工程における第１および第２トレーリングシールドの形成を説明する図である。
【図９】垂直磁気記録ヘッドの製造方法に関する最終構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
本発明の一実施形態における垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、磁気的ホットスポットに起因する意図しない情報の消去を防止するために、垂直磁気記録ヘッドの第１および第２トレーリングシールドにおける磁気的ホットスポットの形成を防止することを実現可能な方法である。より具体的には、単一工程において第１および第２トレーリングシールドの双方を形成して、その第１および第２トレーリングシールドの間に物理的界面を生じさせないことにより、磁気的ホットスポットの形成を防止している。
【００１９】
この垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、図３に示したように、上面を有する主磁極１５の形成から開始する。この主磁極１５の上面は、水平な上側部と、傾斜部と、その傾斜部から一端部において終端するまで延在する水平な下側部とからなり、その上側部および下側部は傾斜部に連結されている。なお、傾斜部のおおよそ中心を通る破線は、ＡＢＳとなる位置を示している。
【００２０】
続いて、主磁極１５における下側部と傾斜部と上側部の一部とに隣接された非磁性の記録ギャップ層３１を形成したのち、記録ギャップ層３１とその記録ギャップ層３１により被覆されていない主磁極１５の全部分とに隣接されたシード層３２を形成する。このシード層３２は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅおよびＣｏＮｉＦｅからなる群から選択される磁性合金である。
【００２１】
続いて、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いてシード層３２の上にフォトレジストモールド３３を形成したのち、そのフォトレジストモールド３３を用いてシード層３２の上に上部ヨーク１６を電気鍍金により形成する。こののち、一般的な方法を用いてフォトレジストモールド３３を剥離除去する。
【００２２】
続いて、シード層３２の上に犠牲層４３を形成したのち、図４に示したように、上部ヨーク１６から第１距離における上側部の上方の位置まで延在するように犠牲層４３をパターニングする。この場合には、犠牲層４３が傾斜部を約２μｍ越えて終端すると共に、記録ギャップ層３１が上部ヨーク１６と犠牲層４３とを分離するスペース４１の中間まで延在するようにする。上部ヨーク１６から犠牲層４３までの第１距離は、０．５μｍよりも大きいと共に３μｍ以下の範囲、または０．５μｍよりも大きいと共に３μｍよりも小さい範囲である。この犠牲層４３により、後工程において形成される第１トレーリングシールドの寸法および形状が規定される。
【００２３】
犠牲層４３は、フォトレジストでもよいし、後工程において選択的に除去可能であれば他の材料でもよい。このような他の材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＳｉＮ、ＳｉＯ2 およびＣｕを含むが、これらに限定されない。犠牲層４３がフォトレジストである場合には、酸素ベースの反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：reactive ion etching）法を用いて犠牲層４３をパターニングする。一方、犠牲層４３がＮｉＦｅ等である場合には、ウェット化学エッチング法または反応性イオンエッチング法を用いて犠牲層４３をパターニングする。犠牲層４３をパターニングする場合には、その犠牲層４３の一部が除去されると共に、イオンビームエッチング法を用いて犠牲層４３および上部ヨーク１６により被覆されていないシード層３２の一部（露光部分）を除去する。
【００２４】
上記したように、犠牲層４３としては、後工程において除去するためにダミーのフォトレジストを用いるが、他の材料、例えばＡｌ2 Ｏ3 および磁性金属に対して選択的に除去されるＳｉＮなどを用いてもよい。この場合における犠牲層４３のパターニング方法は、フォトレジストである場合とは異なり、例えばＲＩＥ法である。この他、犠牲層４３は金属材料でもよく、その場合における犠牲層４３のパターニング方法はウェット化学エッチング法である。
【００２５】
続いて、図５に示したように、スペース４１に、少なくとも犠牲層４３と同じ厚さ、例えば犠牲層４３の厚さを上回る初期厚さを有する第１絶縁層５１を形成する。この第１絶縁層５１は、上部ヨーク１６に隣接する第１垂直側壁および犠牲層４３に隣接する第２垂直側壁を有する。続いて、上部ヨーク１６および犠牲層４３の上に第１絶縁層５１が存在しなくなるまで、その第１絶縁層５１を含む全体を平坦化する。第１絶縁層５１は、アルミナを含むが、これに限定されず、その厚さは、０．３μｍよりも大きいと共に１．５μｍよりも小さい範囲である。
【００２６】
続いて、図６に示したように、上部ヨーク１６および第１絶縁層５１に隣接された第２絶縁層６１を形成する。第２絶縁層６１は、アルミナを含むが、これに限定されず、その厚さは、０．０５μｍよりも大きいと共に０．５μｍよりも小さい範囲である。
【００２７】
続いて、イオンビームミリング法またはリフトオフプロセスを用いて、第２絶縁層６１の一部を除去することにより、犠牲層４３（第２垂直側壁）から第２距離の範囲において第１絶縁層５１の上に傾斜端縁（ベベルエッジ）６２を形成する。犠牲層４３から傾斜端縁６２までの第２距離は、０．２μｍより大きいと共に２μｍより小さい範囲である。
【００２８】
続いて、上部ヨーク１６の上方における第２絶縁層６１の上に、磁界コイル１７の一部を形成したのち、図７に示したように、シード層３２により記録ギャップ層３１を破損しないように保護しながら犠牲層４３を除去する。
【００２９】
続いて、図８に示したように、磁界コイル１７の一部および第２絶縁層６１を被覆するように第３絶縁層８２を形成する。続いて、レンチキュラー形状（レンズ状）となるように第３絶縁層８２を十分に軟化させたのち、そのレンチキュラー形状を保ちながら第３絶縁層８２を硬化させる。
【００３０】
この場合には、第３絶縁層８２の形成材料の融点（または軟化点）が約２００℃よりも低い場合には、レンチキュラー形状となるように軟化する（または化学的手段により軟化される）まで第３絶縁層８２を加熱する。また、必要に応じて冷却方法または他の方法を用いて、第３絶縁層段８２を硬化させる。
【００３１】
最後に、シード層３２、第１絶縁層５１、第２絶縁層６１および第３絶縁層８２に隣接された磁性層８１を形成する。これにより、継ぎ目がないように連結された第１および第２トレーリングシールドが形成されるため、図９に示した垂直磁気記録ヘッドが完成する。図９に示した垂直磁気記録ヘッドは、第１および第２トレーリングシールドの間に物理的界面が存在しないことを除き、図１に示した垂直磁気記録ヘッドと同様の構成を有している。
【００３２】
なお、第１および第２トレーリングシールドである磁性層８１の他に、追加シールドとしてリーディングシールドと２つのサイドシールド（いずれも図示せず）とを追加してもよい。この場合には、第１および第２トレーリングシールドとリーディングシールドと２つのサイドシールドとを継ぎ目がない単一の構造体となるように形成することが好ましい。
【００３３】
この垂直磁気記録ヘッドの製造方法では、上部ヨーク１６を電気鍍金により形成すると共にフォトレジストモールド３３を除去したのち、直ちに犠牲層４３を形成している。この犠牲層４３により、磁性層８１の一部（第１トレーリングシールド）の形状および寸法が規定されるため、その犠牲層４３を除去したのち、単一工程において磁性層８１（第１および第２トレーリングシールド）を容易に形成できる。
【００３４】
この場合には、シード層３２が上部ヨーク１６を電気鍍金により形成可能とする初期の目的を果たしたのち、イオンミリング法またはリフトオフ法を用いてシード層３２の一部を除去している。よって、犠牲層４３を除去する際に、記録ギャップ層３１に破損などのダメージが及ばないように、その記録ギャップ層３１をシード層３２の残存部分により保護することができる。
【００３５】
この製造方法では、リーディングシールドおよびサイドシールド、サイドシールドおよび第１トレーリングシールド、またはリーディングシールド、サイドシールドおよび第１トレーリングシールドを単一工程において形成してもよい。しかしながら、従来のいずれの製造方法においても、共通して、第１および第２トレーリングシールドを分離形成していた。具体的には、第１トレーリングシールドを形成してから平坦化したのち、その第１トレーリングシールドの上に第２トレーリングシールドを形成していた。このため、必然的に、第１および第２のトレーリングシールドの間に物理的な界面が形成されてしまう。
【００３６】
シールド間の物理的界面と、そのシールドに起因する意図しない情報消去との関係については、ＡＢＳにおける２つの磁気記録ヘッドに関する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ：magnet force microscope ）の観察画像を用いて既に研究されている。２つの磁気記録ヘッドは、サイドシールドだけでなく、第１および第２トレーリングシールドを備えている。２つの磁気記録ヘッドにおいて、主磁極の近くで配向された磁壁は、第１および第２トレーリングシールドの間の界面において、それらが衝突するまで水平な磁壁を生じさせる。
【００３７】
さらなる研究により、遠方トラックにおける意図しない情報消去の原因が磁壁衝突であることを解明した。このため、遠方トラックの情報消去を誘発する上記原因を排除できれば、シールド間に生じる磁壁衝突の可能性も除去できることが明らかになった。これを実現する最良の方法は、第１および第２トレーリングシールドの間の物理的不連続により生じる水平な磁壁の形成を回避することである。
【００３８】
上記したように、トレーリングシールドを継ぎ目がない単一の構造体として、第１および第２トレーリングシールドの間に物理的界面が形成する可能性を排除することは、本発明において、単一工程において第１および第２トレーリングシールドの双方を形成することにより達成される。
【００３９】
なお、追加シールドを用いる場合には、リーディングシールドとサイドシールドとの界面、およびサイドシールドと第１トレーリングシールドとの界面を排除するために、それらを単一工程において継ぎ目がない単一の構造体となるように形成することが好ましい。もちろん、全てのシールド、すなわちリーディングシールド、第１トレーリングおよび第２トレーリングを単一工程において継ぎ目がない単一の構造体となるように形成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１５…主磁極、１６…上部ヨーク、１７…磁界コイル、３１…記録ギャップ層、３２…シード層、３３…フォトレジストモールド、４３…犠牲層、５１…第１絶縁層、６１…第２絶縁層、６２…ベベルエッジ、８１…磁性層、８２…第３絶縁層。
【図１】
2011222111.tif 000003
【図２ａ】
2011222111.tif 000004
【図２ｂ】
2011222111.tif 000005
【図２ｃ】
2011222111.tif 000006
【図３】
2011222111.tif 000007
【図４】
2011222111.tif 000008
【図５】
2011222111.tif 000009
【図６】
2011222111.tif 000010
【図７】
2011222111.tif 000011
【図８】
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【図９】
2011222111.tif 000013
【外国語明細書】
PMR WRITER WITH SEAMLESS SHIELDS AND METHOD OF MAKING IT
FIELD OF THE INVENTION
The invention relates to the general field of perpendicular magnetic write heads with particular attention to the formation of the first and second trailing shields.
BACKGROUND OF THE INVENTION
In perpendicular magnetic recording (PMR), a trailing shield, as well as side shields and a leading shield, are used in order to produce a greater on-track field gradient thereby achieving a better signal to noise ratio together with high linear density and lower fringing fields for this high track density.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a magnetic write head of the prior art.  As can be seen, interface 11 is present between first trailing shield 12 and second trailing shield 13.   Also shown in the figure are  leading shield 14, main pole 15, top yoke 16, and field coils 17.
FIGs. 2a-2c show air-bearing surface (ABS) views of FIG. 1 for three of several different arrangements of the shields that are possible. In all three figures unlabeled diagonal arrows indicate wherever there is a physical interface between two regions (such as 11 in FIG. 1) while the presence of broken lines separating two regions having different functions (e.g. between side shields 21 and first trailing shield 12 in FIG. 2a.  Note the presence of physical interface 11 in all three figures.  Although no corresponding figure has been provided, write heads that are otherwise similar to those shown in FIG. 2, but having no side shields, are also sometimes used. 
Unfortunately, the various shields shown in FIGs. 1 and 2 often cause unintended data erasure that is largely dependent on the geometry of the shields. The present invention has determined the source of the unintended erasure and discloses how this problem may be overcome.
A routine search of the prior art was performed with the following representative reference of interest being found:
In U.S. Patent 7,477,481, Guthrie et al. show only one trailing shield.  Note that no references teaching first and second trailing shields nor of the use of a sacrificial material in forming the trailing shield, were found.
SUMMARY OF THE INVENTION
It has been an object of at least one embodiment of the present invention to fix the far track accidental erasure problem in a shielded writer.
Another object of at least one embodiment of the present invention has been to eliminate domain wall collisions at the shield interfaces, thereby preventing the formation of the hot spots that are responsible for far track erasure.
Still another object of at least one embodiment of the present invention has been to eliminate as many interfaces as possible between multiple shield layers by providing a single piece seamless trailing shield.
A further object of at least one embodiment of the present invention has been to provide a method of forming said seamless trailing shield. 
These objects have been achieved by the introduction of a sacrificial layer immediately after the top yoke plating has been done and the photoresist mold stripped. This sacrificial layer defines the shape and dimensions of the first trailing shield. Its later removal facilitates formation of the first and second trailing shields in a single step.
Another important feature of the invention is that the seed layer, once it has served its primary purpose of enabling the electroformation of the top yoke, is only partly removed (by ion milling or by liftoff). This feature allows the seed layer to remain on top of the write gap layer so that it may protect the latter when the sacrificial layer is removed later on. 
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
FIG. 1 is a cross-sectional view of a perpendicular magnetic write head of the prior art.
FIGs. 2a-2c show ABS views of three possible versions of FIG. 1.
FIG. 3 illustrates the initial structure that is the starting point for manufacturing the invention.
FIG. 4 shows how a sacrificial layer, which defines the shape and dimensions of the first trailing shield, is introduced.
FIG. 5 shows the formation of insulation to separate the shields from the main pole.
FIGs. 6 and 7 illustrate removal of the sacrificial layer and the formation of the upper field coils.
FIG. 8 shows formation of the coil housing and the laying down of both the first and second trailing shields in a single deposition.
FIG. 9 shows the final structure as manufactured according to the process of the invention.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Although there are methods that allow one step formation of leading shield and side shield, or side shields and first trailing shield, or even leading shield, side shields and first trailing shield, what is common to all these examples of the prior art is that the first trailing shield and the second trailing shield are always formed separately. In today's standard practice, the first trailing shield is formed and planarized, following which the second trailing shield is formed on top of the first trailing shield. Inevitably, this results in the presence of a physical interface between the two trailing shields.
The relationship between this physical interface and the unintended erasure of data by the shield(s), that was mentioned earlier, was investigated using Magnetic Force Microscopy (MFM) images of two writers, at air bearing surfaces (ABS).  Both writers had  side shields as well as first and second trailing shields.  In both cases, domain walls that originated near the main pole were seen to propagate until they collided with the horizontal domain wall at the interface between the first and second trailing shields. 
Further investigation determined that these domain wall collisions were the cause of the (unintended) far track erasure. This demonstrated that, if this type of far track erasure is to be eliminated, it is critical to remove the possibility for domain wall collision to occur inside the shields. It was further determined that the best way to achieve this was to make it impossible for the horizontal domain wall (caused by the physical discontinuity between the first and second trailing shields) to form at all.
This is accomplished by the invention through the formation of both the first trailing shield and the second trailing shield in a single process that eliminates the possibility of any physical interface forming between them so that the trailing shield becomes a single seamless piece. This process, that we describe immediately below, will also serve to make clear the structure of the present invention.
The disclosed process has the additional advantage that it remains compatible with, and may be applied to, prior art processes for eliminating interfaces between leading shield and side shield, and between side shield and first trailing shield. Consequently, all shield layers (leading, side, first trailing, and second trailing) may be formed into a single seamless piece.
Referring now to FIG. 3, the process of the invention starts with main magnetic pole 15 which has upper and lower horizontal top surface portions, connected by a sloping portion.  The broken line that passes through the approximate center of the sloping portion marks the future location of the ABS.
Also shown in FIG. 3 are non-magnetic write gaplayer 31 and electrically conductive seed layer 32.  Photoresist mold 33 is formed on seed layer 32, using standard photolithographic techniques, and top yoke 16 is electroformed therein on seed layer 32. Photoresist mold 33 is then stripped away in the usual way.
Now follows a key novel step: As shown in FIG. 4, sacrificial layer 43 is laid down on seed layer 32 following which it is patterned to terminate beyond the sloping portion about 2 microns therefrom, which causes write gap layer 31 to extend about half way into space 41 that separates sacrificial layer 43 from top yoke 16.  Thus sacrificial layer 43 defines the shape and dimensions of the first trailing shield.
Sacrificial layer 43 may be photoresist or it could of any material that can be selectively removed later.  Examples include, but are not limited to, NiFe, CoNiFe, silicon nitride, and Cu.  With the sacrificial layer in place, the exposed portion of seed layer 32 is selectively removed using ion beam etching.
Moving on to FIG. 5, after removing all parts of seed layer 32 that are not covered by sacrificial layer 43 (or by top yoke 16), insulating layer 51 is deposited to an initial thickness that exceeds that of sacrificial layer 43, following which the full structure is planarized until there is no longer any insulating material on either top yoke 16 or sacrificial layer 43.  Examples of possible materials for layer 51 include, but are not limited to, alumina.  Layer 51 is deposited to a thickness in a range of from 0.3 to 1.5 microns.
Next, as illustrated in FIG. 6, insulating layer 61 is deposited on top yoke 16 and insulating layer 51. Examples of suitable materials for layer 61 include, but are not limited to, alumina. Layer 61 is deposited to a thickness in a range of from 0.05 to 0.5 microns.   Part of insulating layer 61 then removed (through ion beam milling or through a liftoff process) and is given beveled edge 62 which is located between 0.2 and 2 microns from the outer edge of layer 51.
Then, as shown in FIG. 7, part of field coil 17 is formed on insulating layer 61 over top yoke 16.  Now follows the removal of sacrificial layer 43 with seed layer 32 remaining in place to protect write gap layer 31.
As seen in FIG. 8, the process concludes by covering field coils 17 and insulating layer 61 with insulating material 82, whose melting/softening point is below about 200 oC. This is followed by heating layer 82 until it softens (or has been softened by chemical means) so that it assumes a lenticular shape.  After layer 82 has been allowed to harden (through cooling or by some other means, if appropriate), magnetic layer 81 is deposited to fully contact layers 32, 51, 61, and 82, thereby forming seamlessly connected first and second trailing shields. 
A comparison of FIGs. 1 and 9 shows them to be essentially the same except for the absence of physical interface 11 in FIG. 9. 
Alternative Embodiments
Since the sacrificial layer (commonly a dummy photoresist) will be removed later, other materials, such as SiN, which are selectively removable relative to Al2O3 and magnetic metal, may be substituted. In that case, the removal method of this alternative sacrificial material will be different, for example, RIE (reactive ion etching).  Alternatively, appropriate metal materials could be used for the sacrificial material. In this case, the selective removal process could be implemented using a wet etch procedure. 
1.  A method to prevent formation of magnetic hot spots in a perpendicular magnetic write head's first and second trailing shields so that unintended data erasure caused by said magnetic hot spots is eliminated, comprising:
manufacturing both said first and second  trailing shields in a single process that creates no physical interface between said first and second trailing shields; and
thereby preventing formation of said magnetic hot spots.
2.  A process to manufacture seamlessly connected first and second trailing shields for a perpendicular magnetic write head having a field coil, comprising:
providing  a main magnetic pole having a top surface consisting of a horizontal  upper portion, a sloping portion, and a horizontal lower portion that extends away from said sloping portion before terminating at an edge;
further providing a non-magnetic write gap layer, that contacts said lower and sloping portions and part of said upper portion;
also providing a seed layer on, and contacting, said write gap layer as well as all portions of said main pole not covered by said write gap layer;
using a photoresist mold, forming a top yoke for said write head by electro-plating on said seed layer and then removing said photoresist mold; 
laying down a sacrificial layer on said seed layer and then patterning said sacrificial layer to extend  inwards to a location on said upper portion that is a first distance from said top yoke whereby said sacrificial layer defines dimensions and shape for said first trailing shield;
removing all parts of said seed layer that are not covered by said sacrificial layer;
depositing a first insulating layer whose thickness is at least as great as that of said sacrificial layer and then planarizing until there is no longer any insulating material on either said top yoke or said sacrificial layer;
depositing a second insulating layer to contact said top yoke and said first insulating layer, then removing part of said second insulating layer and giving said second insulating layer a beveled edge that is located over said first insulating layer at a second distance from said sacrificial layer;
forming part of said field coil on said second insulating layer over said top yoke and then removing said sacrificial layer without damaging said write gap layer by virtue of protection provided thereto by said seed layer;
covering said part of said field coil and said second insulating layer with a third layer of insulating material;
causing said third insulating layer to soften sufficiently to assume a lenticular  shape;
allowing said third insulating layer to harden while retaining said lenticular shape; and
then depositing a magnetic layer on, and contacting, said first, second, and third insulating layers, as well as said seed layer, thereby forming said seamlessly connected first and second trailing shields.
3.  The process recited in claim 2 wherein said sacrificial layer is photoresist.
4.  The process recited in claim 2 wherein said seed layer is a magnetic alloy selected from the group consisting of NiFe, CoFe, and CoNiFe.
5.  The process recited in claim 3 wherein said sacrificial layer is selectively removed by oxygen-based reactive ion etching.
6.  The process recited in claim 2 wherein said sacrificial layer is selected from the group consisting of NiFe, CoNiFe, SiN, SiO2, and Cu.
7.  The process recited in claim 6 wherein said sacrificial layer is selectively removed by wet chemical etching or by reactive ion etching.
8.  The process recited in claim 2 wherein said first distance of said sacrificial layer from said top yoke is in a range of from 0.5 to 3 microns.
9.  The process recited in claim 2 wherein said second distance of said beveled edge from said sacrificial layer is in a range of from 0.2 to 2 microns.
10. The process recited in claim 2 wherein said first layer of insulation is alumina and is deposited to a thickness in a range of from 0.3 to 1.5 microns.
11. The process recited in claim 2 wherein said second layer of insulation is alumina and is deposited to a thickness in a range of from 0.05 to 0.5 microns.
12. The process recited in claim 2 wherein the step of removing part of said second insulating layer and then giving it a beveled edge is achieved through ion beam milling or through a liftoff process.
13.         The process recited in claim 2 wherein additional shields are added to said first and second trailing shields, thereby forming a single seamless object comprising a leading shield, side shields, and trailing shields.
14. A perpendicular magnetic write head having seamlessly connected first and second trailing shields, comprising:
a main magnetic pole having a top surface comprising a horizontal  upper portion, a sloping portion, and a horizontal lower portion that extends away from said sloping portion before terminating at an edge;
a non-magnetic write gap layer that contacts said lower and sloping portions as well as part of said upper portion; 
a seed layer on, and contacting, said write gap layer as well as portions of said main pole not covered by said write gap layer;
on said seed layer, a top yoke that is a first distance from said write gap layer and that  has a first thickness;
a first insulating layer, whose thickness equals said first thickness, that has first and second vertical sides, and that contacts both part of said upper portion and part of said write gap layer;
said first vertical side abutting said top yoke while said second vertical side abuts  said seed layer;
a second insulating layer on, and contacting, said top yoke and said first insulating layer, said second insulating layer having a beveled edge that is located over said first insulating layer at a second distance from said vertical edge;
part of a field coil on said second insulating layer and over said top yoke;
a lenticular insulating layer that covers said part of said field coil; and
a single magnetic layer that covers and contacts said first, second, and lenticular insulating layers, as well as said seed layer and said beveled edge, whereby said perpendicular magnetic write head has seamlessly connected first and second trailing shields. 
15. The magnetic write head described in claim 14 wherein said first distance from said top yoke to said write gap layer is 3 microns or less.
16. The magnetic write head described in claim 14 wherein said second distance from said beveled edge to said vertical edge is in a range of from 0.2 to 2 microns.
17. The magnetic write head described in claim 14 wherein said first layer of insulation is alumina and has a thickness in a range of from 0.3 to 1.5 microns.
18. The magnetic write head described in claim 14 wherein said second layer of insulation is alumina having a thickness in a range of from 0.05 to 0.5 microns.
19.         The magnetic write head described in claim 14 further comprising additional shields whereby a leading shield, two side shields, and two trailing shields constitute a single seamless object.
20.         The magnetic write head described in claim 14 wherein said seed layer is a magnetic alloy selected from the group consisting of NiFe, CoFe, and CoNiFe.
１．Abstract
A process (and the structure resulting therefrom) is described for m    anufacturing a magnetic write head in which there is no physical interface b    etween the first and second trailing shields.  This is achieved by the intro    duction of a sacrificial layer immediately after the top yoke plating has be    en done and its photoresist mold has been stripped. 
２．Representative Drawing
Fig.9
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