(57)【要約】【課題】電解鍍金法を用いて記録磁極を形成する際に空隙の形成を防止することが可能な記録磁極の形成方法を提供する。【解決手段】垂直磁気記録ヘッドの記録磁極を形成するために、まず、基体の上にモールド形成層を形成したのち、そのモールド形成層に開口部を形成する。続いて、開口部にシード層を形成したのち、そのシード層の上に補助層を形成する。続いて、開口部にシード層および補助層が形成された基体を電解鍍金液に浸漬させたのち、その電解鍍金液に電流または電圧を供給して活性化させて、補助層を除去する。最後に、補助層を除去するために用いられた電解鍍金液中において、電解鍍金法を用いて開口部に磁性材料の鍍金膜を成長させる。【選択図】図８
2011023104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気記録ヘッドの記録磁極を形成するために、
（ａ）基体の上に形成されると共に上面を有するモールド形成層に、前記基体を露出させると共に前記上面から前記基体の露出面まで延在する側壁により画定されるように開口部を形成し、
（ｂ）前記上面、前記側壁および前記露出面に沿うようにシード層を形成し、
（ｃ）前記シード層の表面に補助層を形成し、
（ｄ）電解鍍金液中において前記補助層の全部または一部を除去し、
（ｅ）前記補助層を除去するために用いられた前記電解鍍金液中において、電解鍍金法を用いて少なくとも前記開口部を埋めるように磁性材料の鍍金膜を成長させる
ことを特徴とする記録磁極の形成方法。
【請求項２】
前記シード層はルテニウム（Ｒｕ）であると共に、前記モールド形成層は酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層の上にタンタル（Ｔａ）層が形成された多層構造を有する
ことを特徴とする請求項１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項３】
前記補助層は、コバルト鉄ニッケル合金（Ｃｏx Ｆｅy Ｎｉz ：０原子％＜ｘ＜１００原子％、０原子％＜ｙ＜１００原子％および０原子％＜ｚ＜１００原子％であると共に、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００原子％である。）、その酸化物、またはその合金であると共に、
前記補助層の厚さは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項４】
化学気相成長法、原子層堆積法、スパッタ堆積法またはイオンビーム堆積法を用いて、単一ポンプダウンののち、同じチャンバの内部において前記シード層および前記補助層を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項５】
前記補助層を除去するために、前記電解鍍金液に負の電流または電圧を供給して活性化させると共に、前記磁性材料の鍍金膜を成長させるために、前記電解鍍金液に正の電流または電圧を供給する
ことを特徴とする請求項１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項６】
前記負の電流は、直流電流、パルス電流、パルス反転電流、またはパルス電流とパルス反転電流との組み合わせである
ことを特徴とする請求項５記載の記録磁極の形成方法。
【請求項７】
前記負の電流または電圧を供給する時間である活性化時間に応じて、前記電解鍍金液を活性化させて前記補助層を除去する量を制御する
ことを特徴とする請求項５記載の記録磁極の形成方法。
【請求項８】
化学機械研磨法を用いて前記磁性材料の鍍金膜を平坦化する
ことを特徴とする請求項１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項９】
前記開口部の断面形状は、前記モールド形成層の上面の位置における幅が前記基体の露出面の位置における幅よりも広い台形である
ことを特徴とする請求項１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項１０】
前記補助層の組成と前記磁性材料の鍍金膜の組成とは同じである
ことを特徴とする請求項３記載の記録磁極の形成方法。
【請求項１１】
垂直磁気記録ヘッドの記録磁極を形成するために、
（ａ）基体の上に形成されると共に上面を有するモールド形成層に、前記基体を露出させると共に前記上面から前記基体の露出面まで延在する側壁により画定されるように開口部を形成し、
（ｂ）前記上面、前記側壁および前記露出面に沿うようにシード層を形成し、
（ｃ）電解鍍金法または無電解鍍金法を用いて、前記シード層の表面に補助層を形成し、
（ｄ）電解鍍金液中において前記補助層の全部または一部を除去し、
（ｅ）前記補助層を除去するために用いられた前記電解鍍金液中において、電解鍍金法を用いて少なくとも前記開口部を埋めるように磁性材料の鍍金膜を成長させる
ことを特徴とする記録磁極の形成方法。
【請求項１２】
電解鍍金法を用いて前記補助層を形成すると共に、前記補助層を除去すると共に前記磁性材料の鍍金膜を成長させるために、共通の電解鍍金液を用いる
ことを特徴とする請求項１１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項１３】
前記シード層はルテニウムであると共に、前記モールド形成層は酸化アルミニウム層の上にタンタル層が形成された多層構造を有する
ことを特徴とする請求項１１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項１４】
前記補助層は、コバルト鉄ニッケル合金（Ｃｏx Ｆｅy Ｎｉz ：０原子％＜ｘ＜１００原子％、０原子％＜ｙ＜１００原子％および０原子％＜ｚ＜１００原子％であると共に、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００原子％である。）、その酸化物、またはその合金であると共に、
前記補助層の厚さは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項１５】
前記補助層を除去するために、前記電解鍍金液に負の電流または電圧を供給して活性化させると共に、前記磁性材料の鍍金膜を成長させるために、前記電解鍍金液に正の電流または電圧を供給する
ことを特徴とする請求項１１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項１６】
前記負の電流は、直流電流、パルス電流、パルス反転電流、またはパルス電流とパルス反転電流との組み合わせである
ことを特徴とする請求項１５記載の記録磁極の形成方法。
【請求項１７】
前記負の電流または電圧を供給する時間である活性化時間に応じて、前記電解鍍金液を活性化させて前記補助層を除去する量を制御する
ことを特徴とする請求項１５記載の記録磁極の形成方法。
【請求項１８】
化学機械研磨法を用いて前記磁性材料の鍍金膜を平坦化する
ことを特徴とする請求項１１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項１９】
前記開口部の断面形状は、前記モールド形成層の上面の位置における幅が前記基体の露出面の位置における幅よりも広い台形である
ことを特徴とする請求項１１記載の記録磁極の形成方法。
【請求項２０】
前記補助層の組成と前記磁性材料の鍍金膜の組成とは同じである
ことを特徴とする請求項１４記載の記録磁極の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解鍍金法を用いる垂直磁気記録ヘッドの記録磁極の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２００ギガビット／インチ2 を上回る超高密度記録用途の磁気記録方式として、長手磁気記録（ＬＭＲ：lateral magnetic recording）方式の代わりに垂直磁気記録（ＰＭＲ：perpendicular magnetic recording）方式が主流技術になりつつある。これに伴い、磁気記録ヘッドの用途では、素子サイズの減少に応じて、２２ｋＧよりも高い飽和磁束密度を有する高磁気モーメントの軟磁性薄膜が要求される。
【０００３】
ＰＭＲ方式では、磁束発生用のコイルと共に、記録磁極およびそれに連結された磁気ヨークを有する単磁極（主磁極）を用いる。主磁極の幅は、磁束を絞り込むために一端側部分（記録磁極）において十分に狭くなっていると共に、大量の磁束を収容するために他端側部分（磁気ヨーク）において十分に広くなっている。記録磁極の端面の面積は、磁束を絞り込むために十分に小さくなっており、その端面の寸法は、０．１μｍ×０．１μｍ程度である。
【０００４】
図１３は、従来のＰＭＲ方式の磁気記録ヘッド（以下、「ＰＭＲヘッド」という。）の断面構成を表しており、図１４は、図１３に示したＰＭＲヘッドの主要部の平面構成を表している。
【０００５】
従来のＰＭＲヘッドは、図１３に示したように、主磁極１０と、その主磁極１０に連結された対向磁極である磁束リターン磁極７と、その磁束リターン磁極７を介して主磁極１０に連結されたトレーリングシールド８と、その磁束リターン磁極７の一部を中心として巻回されたコイル６とを備えている。
【０００６】
主磁極１０は、エアベアリング面（ＡＢＳ：air bearing surface ）５−５から後方に向かって延在しており、そのＡＢＳ５−５に磁極先端１０ｔを有している。磁束リターン磁極７は、主磁極１０に対向しながらＡＢＳ５−５から後方に向かって延在しており、その後方において主磁極１０に連結されている。トレーリングシールド８は、ＡＢＳ５−５に沿って延在しており、ダウントラック方向における磁界勾配を増加させるために、主磁極１０からギャップを介して離間されている。
【０００７】
コイル６において発生した記録用の磁束は、主磁極１０の内部を流れて磁極先端１０ｔから磁気記録メディア４に向けて放出されたのち、その磁気記録メディア４を経由して磁束リターン磁極７に戻る。この際、主磁極１０の内部を流れる磁束は、磁気記録メディア４の磁化を反転できる十分な強度の磁界を発生させるために、磁極先端１０ｔに向かって絞り込まれる。
【０００８】
主磁極１０は、図１４に示したように、ＡＢＳ５−５から後方に向かって順に、狭い幅を有する矩形状の記録磁極１０ｐと、その記録磁極１０ｐに連結されると共に広い幅を有する磁気ヨーク１０ｍとを有している。
【０００９】
記録磁極１０ｐは、ＡＢＳ５−５からそれに平行な後方の面３−３まで延在しており、ＡＢＳ５−５から面３−３までの距離ｙは、いわゆるネックハイト（ＮＨ：neck height ）である。この記録磁極１０ｐは、面３−３の位置に形成されたネック１２において磁気ヨーク１０ｍに連結されている。なお、主磁極１０が形成される場合には、一般的に、ネックハイトよりも大きな長さとなるように記録磁極１０ｐが形成されたのち、その記録磁極１０ｐがＡＢＳ５−５になる位置まで研磨される。
【００１０】
磁気ヨーク１０ｍの幅は、ネック１２から後方に向かって外側に広がっており、その磁気ヨーク１０ｍの側面と記録磁極１０ｐの側面を後方に延長した仮想面（点線１１）との間の角度は、θである。
【００１１】
記録エラーなどのスキューに起因する問題を改善するために、主磁極１０の幅は、トレーリング側からリーディング側に向かって次第に狭くなっている。図１４において、実線は主磁極１０の上面１０ａ（トレーリング側の面）の輪郭、破線は下面１０ｂ（リーディング側の面）の輪郭をそれぞれ表している。ＡＢＳ５−５側から主磁極１０を見ると、その主磁極１０の側面は傾斜しているため、上面１０ａは下面１０ｂよりも外側に突き出している。すなわち、ＡＢＳ５−５における主磁極１０の端面の形状は、リーディング側よりもトレーリング側において幅が広い台形である。
【００１２】
単磁極型のＰＭＲヘッドと軟磁性下地層を用いた磁気記録メディアとを組み合わせたＰＭＲ方式では、記録磁界が増大すると共に良好な再生バック信号が得られる。このため、超高密度記録用途への適用性について、ＰＭＲ方式はＬＭＲ方式よりも有利である。しかしながら、その反面、ＰＭＲ方式は、未だいくつかの問題を抱えている。
【００１３】
１つの大きな問題は、上記したようにＡＢＳにおける端面の形状が台形である主磁極を形成するために電解鍍金法を用いると、その主磁極の下面および側面にボイド欠陥（空隙）が形成されやすいことである。ＰＭＲヘッドの製造工程において主磁極に空隙が形成されると、最終段階のスライダ加工工程などにおいて主磁極１０が腐食されやすくなる。これにより、所望の記録性能が得られない可能性が高くなるため、製造歩留まりが低下してしまう。
【００１４】
空隙が形成される原因の１つは、基板の上に主磁極を形成するための狭い開口部を有する層を形成し、その開口部にシード層を形成したのち、電解鍍金処理するために基板を電解鍍金液に浸漬させた際に、その開口部の内側においてシード層の表面に気泡が付着するからであると考えられる。この場合には、シード層の濡れ性が低く、またはシード層が疎液性であると、シード層の表面に付着した気泡が脱離しにくくなる。このことは、開口部が高アスペクト比である場合においても生じる。
【００１５】
この問題に対して、従来の電解鍍金工程では、シード層の濡れ性を改善するために、ラウリル硫酸ナトリウムまたはドデシル硫酸ナトリウムなどの過剰の界面活性剤を電解鍍金液に添加している。ところが、界面活性剤は、電解鍍金工程において分解されるため、意図せずに鍍金膜中に含有されてしまう。また、界面活性剤は、電解鍍金液中において他の添加剤などと反応するため、不要な小塊を形成することもある。よって、界面活性剤の量が多すぎると、鍍金膜中に含有される不純物の割合が高くなるため、結局のところ、耐食性および記録性能などが低下してしまう。
【００１６】
そこで、主磁極に形成される空隙に起因する問題を改善するために、さまざまな検討がなされている。
【００１７】
具体的には、H.Gu等により、銅（Ｃｕ）鍍金する場合において、基板を電解鍍金液に浸漬させる前にシード層を酸化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。ところが、この方法では、シード層の形成材料としてルテニウム（Ｒｕ）が用いられると共に、そのシード層は記録ギャップ層および化学機械研磨（ＣＭＰ：chemical mechanical polishing ）法の研磨ストップ層としても利用される。このため、高磁気モーメントの鍍金膜である記録磁極を形成するために上記した方法を適用できない。確かに、ルテニウム層を酸化すると、そのルテニウム層の表面に酸化ルテニウム層が形成されるため、シード層の濡れ性が改善される。その一方で、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）などの高磁気モーメントの鍍金膜は酸化ルテニウム層に接着しにくいため、その鍍金膜がシード層から剥離しやすくなる。しかも、記録磁極を鍍金形成するために一般的に用いられる酸性の電解鍍金液に浸漬させただけでは、酸化ルテニウム層を除去することが困難である。
【００１８】
また、凹部領域において選択的に金属材料を鍍金する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この方法では、パッドを用いた機械的ラビングにより、凹部領域の周辺領域からアルカンスルホン酸などの添加剤が選択的に除去されるため、その添加剤は凹部領域だけに選択的に付着する。この添加剤は、金属材料を鍍金する際に、後工程において除去される過剰な鍍金膜の量を少なくするために、周辺領域よりも凹部領域において鍍金速度を上昇させる。
【００１９】
さらに、シード層の形成材料としてルテニウムを用いる場合において、基板を電解鍍金液に浸漬させる前に、酸素量を減少させるために無酸素雰囲気中においてシード層をアニールする方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。このアニールにより、シード層の抵抗が低下する。
【００２０】
この他、気泡の発生量を少なく抑えるために、電解鍍金工程において基板を電解鍍金液に段階的に浸漬させる方法も検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】米国特許出願公開２００７／００８００６７
【特許文献２】米国特許第７４４９０９８号明細書
【特許文献３】米国特許第７４４２２６７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上記したように、電解鍍金法を用いて高磁気モーメントの記録磁極を形成する際に空隙の形成が問題視されているにもかかわらず、未だ有効な改善策が見つかっていない状況にある。
【００２３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１目的は、電解鍍金法を用いて記録磁極を形成する際に空隙の形成を防止することが可能な記録磁極の形成方法を提供することにある。
【００２４】
また、本発明の第２目的は、コスト効率に優れ、かつ、記録磁極中に含まれる不純物の割合を少なくして製造歩留まりを向上させると共に記録性能を確保することが可能な記録磁極の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の記録磁極の形成方法は、垂直磁気記録ヘッドの記録磁極を形成するために、以下の工程を行う。（ａ）基体の上に形成されると共に上面を有するモールド形成層に、その基体を露出させると共に上面から基体の露出面まで延在する側壁により画定されるように開口部を形成する。（ｂ）上面、側壁および露出面に沿うようにシード層を形成する。（ｃ）シード層の表面に補助層を形成する。（ｄ）電解鍍金液中において補助層の全部または一部を除去する。（ｅ）補助層を除去するために用いられた電解鍍金液中において、電解鍍金法を用いて少なくとも開口部を埋めるように磁性材料の鍍金膜を成長させる。
【００２６】
本発明の他の記録磁極の形成方法は、垂直磁気記録ヘッドの記録磁極を形成するために、以下の工程を行う。（ａ）基体の上に形成されると共に上面を有するモールド形成層に、その基体を露出させると共に上面から基体の露出面まで延在する側壁により画定されるように開口部を形成する。（ｂ）上面、側壁および露出面に沿うようにシード層を形成する。（ｃ）電解鍍金法または無電解鍍金法を用いて、シード層の表面に補助層を形成する。（ｄ）電解鍍金液中において補助層の全部または一部を除去する。（ｅ）補助層を除去するために用いられた電解鍍金液中において、電解鍍金法を用いて少なくとも開口部を埋めるように磁性材料の鍍金膜を成長させる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の記録磁極の形成方法によれば、補助層により覆われたシード層を電解鍍金液に浸漬させてから、その電解鍍金液中において補助層を除去したのち、電解鍍金法を用いて開口部に磁性材料の鍍金膜を成長させている。この場合には、シード層が電解鍍金液に接触しないため、濡れ性が低い材料によりシード層が形成されていても、そのシード層の表面に気泡が付着しにくくなる。よって、電解鍍金法を用いて記録磁極を形成する際に空隙の形成を防止することができる。
【００２８】
また、空隙の形成が防止されるため、記録磁極の腐食が防止される。しかも、気泡の付着を防止するために、電解鍍金液に過剰の界面活性剤を加える必要がないと共に、シード層の表面を酸化する必要がない。さらに、新規な材料および装置などを必要とせず、既存の製造ラインをそのまま用いれば済む。よって、コスト効率に優れ、かつ、記録磁極中に含まれる不純物の割合を少なくして製造歩留まりを向上させると共に記録性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態における記録磁極の形成方法を説明するための断面図である。
【図２】図１に続く工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】記録磁極の形成工程の流れを説明するための図である。
【図９】活性化時間と除去厚さとの相関を表す図である。
【図１０】比較例の記録磁極の形成方法を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】従来のＰＭＲヘッドの構成を表す断面図である。
【図１４】図１３に示したＰＭＲヘッドの主要部の構成を表す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
［第１実施形態］
図１〜図９は、本発明の第１実施形態における記録磁極の形成方法を説明するためのものである。図１〜図７は、記録磁極の形成工程を説明するためのものであり、その記録磁極の近傍におけるエアベアリング面（ＡＢＳ）に沿った断面構成を表している。図８は、記録磁極の形成工程の流れを表している。図９は、活性化時間（分）と除去厚さ（ｎｍ）との相関を表している。
【００３２】
ここで形成される記録磁極２７ｐ（図７）は、背景技術において説明したように、ＰＭＲヘッドに用いられる主磁極の一部（狭幅の先端部分）である。この記録磁極２７ｐは、例えば、磁気ヨーク（以下では図示せず）と同一工程において一体化されるように形成される。
【００３３】
この記録磁極２７ｐを形成するためには、最初に、図１に示したように、アルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・ＴｉＣ）などのセラミック材料により形成された基板１８を準備したのち、その基板１８の上にエッチングストップ層１９を形成する。このエッチングストップ層１９は、後工程においてエッチングストップ層１９の上に形成された層がエッチングされる際に、そのエッチング処理の進行度を制御するためのエッチング抵抗層である。
【００３４】
エッチングストップ層１９の形成材料は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）などの金属材料またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）などの合金材料であり、他の材料でもよい。また、エッチングストップ層１９の形成方法は、例えば、スパッタ堆積法または物理気相成長（ＰＶＤ：physical vapor deposition ）法などであり、他の方法でもよい。なお、エッチングストップ層１９の厚さは、例えば、２０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００３５】
ここで、後工程においてエッチング法として反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：reactive ion etching）法が用いられる場合には、エッチングストップ層１９は、ＲＩＥ抵抗層として働く。この場合には、例えば、エッチングストップ層１９の形成材料として上記したルテニウムなどを用いると共に、エッチングガスとして三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、塩素（Ｃｌ2 ）およびフッ化炭素などを用いると、エッチング処理時において、後述する酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ：以下、「アルミナ」という。）などの絶縁層２０に対して優れたエッチング選択性が得られる。
【００３６】
なお、必ずしもエッチングストップ層１９を形成する必要はない。ただし、上記したように後工程においてエッチングストップ層１９を利用してエッチング処理の進行度を制御するためには、エッチングストップ層１９を形成することが好ましい。
【００３７】
続いて、基体である基板１８およびエッチングストップ層１９の上に、モールド形成層である絶縁層２０およびハードマスク層２１をこの順に形成する。
【００３８】
絶縁層２０の形成材料は、例えば、アルミナまたは酸化ケイ素などの絶縁性材料であり、他の材料でもよい。また、絶縁層２０の形成方法は、例えば、スパッタ堆積法またはＰＶＤ法などであり、他の方法でもよい。
【００３９】
ハードマスク層２１は、後工程においてエッチング（パターニング）されることにより、絶縁層２０をエッチングするためのマスクになるものである。このハードマスク層２１の形成材料は、例えば、タンタル（Ｔａ）などの金属材料であり、そのような金属材料は、ＲＩＥ法などを用いてハードマスク層２１がエッチングされる場合に好ましい。
【００４０】
上記したように、絶縁層２０の上にハードマスク層２１が形成された多層構造は、記録磁極２７ｐを形成するために用いられる枠型（モールド形成層）であり、上面２１ｓを有する。このため、絶縁層２０およびハードマスク層２１の総厚は、最終的に形成される記録磁極２７ｐの厚さとほぼ等しくなるように設定される。
【００４１】
続いて、ハードマスク層２１の上に、開口部２３を有するフォトレジスト層２２を形成する。
【００４２】
この場合には、例えば、ハードマスク層２１の表面にフォトレジストを塗布して、開口部２３を有しないフォトレジスト層２２を形成したのち、フォトリソグラフィ法を用いてフォトレジスト層２２をパターニング（露光および現像）して、開口部２３を形成する。この開口部２３は、記録磁極２７ｐに対応した平面形状を有しており、少なくともＡＢＳに対応する位置からネックに対応する位置まで延在している。なお、開口部２３の後方には、磁気ヨークに対応した平面形状を有する他の開口部（図示せず）が連結されている。
【００４３】
続いて、フォトレジスト層２２をマスクとして、モールド形成層であるハードマスク層２１および絶縁層２０をこの順にエッチングして、図２に示したように、開口部２３ａを形成する。
【００４４】
開口部２３ａを形成するために用いるエッチング法は、例えば、ＲＩＥ法である。ＲＩＥ法を用いると、最初に設定された開口部２３の平面形状を反映するように開口部２３ａが形成される。この場合には、エッチングストップ層１９によりエッチング処理の進行度が制御されるため、エッチングストップ層１９に到達した（開口部２３ａにエッチングストップ層１９が露出した）時点においてエッチング処理が停止する。
【００４５】
このエッチング工程では、ハードマスク層２１がエッチングされたのち、引き続き絶縁層２０がエッチングされる。この場合には、エッチングガスの種類または圧力、あるいはＲＦパワーなどのエッチング条件を調整して、ハードマスク層２１および絶縁層２０に対するエッチング処理の進行状況を制御することが好ましい。具体的には、ハードマスク層２１をエッチングする場合には、例えば、開口部２３ａの幅がエッチング処理の進行方向においてほぼ一定になるようにする。一方、絶縁層２０をエッチングする場合には、例えば、開口部２３ａの幅がエッチング処理の進行方向に向かって次第に狭くなるようにする。
【００４６】
開口部２３ａは、ハードマスク層２１および絶縁層２０がエッチングされて生じた面（側壁２４）と、エッチングストップ層１９の露出面２４ｂとにより画定される。この側壁２４は、ハードマスク層２１の上面２１ｓからエッチングストップ層１９の露出面２４ｂまで延在しており、特に、上記したように開口部２３ａの幅がエッチング処理の進行方向に向かって次第に狭くなる場合には、エッチングストップ層１９の表面に対する垂線から傾斜する。これにより、開口部２３ａでは、上端（上面２１ｓの位置）における幅ｗ１が下端（露出面２４ｂの位置）における幅ｗ２よりも広くなるため、その開口部２３ａのうちの絶縁層２０に画定された部分の断面形状は、台形になる。側壁２４が傾斜していると、後工程において記録磁極２７ｐを形成した場合に、その側壁２４の傾斜状態を反映するように記録磁極２７ｐの断面形状が決定されるため、記録エラーなどのスキューに起因する問題を改善することができる。
【００４７】
なお、開口部２３ａを形成する場合には、任意のタイミングにおいてフォトレジスト層２２を除去する。この場合には、ハードマスク層２１だけをエッチングした時点においてフォトレジスト層２２を除去してもよいし、ハードマスク層２１だけでなく絶縁層２０までエッチングしてからフォトレジスト層２２を除去してもよい。このフォトレジスト層２２を除去するためには、例えば、アッシング法などを用いればよい。
【００４８】
ここで、記録磁極２７ｐに対応した平面形状を有する開口部２３ａおよび磁気ヨークに対応した平面形状を有する他の開口部（図示せず）を形成する場合には、上記したように記録磁極２７ｐおよび磁気ヨークの双方に対応した１つの開口部を１工程において形成してもよいし、記録磁極２７ｐに対応した開口部２３ａと磁気ヨークに対応した他の開口部とを２工程に分けて形成してもよい。後者の場合には、例えば、第１フォトレジスト層２２を形成すると共にその第１フォトレジスト層２２をマスクとして絶縁層２０などをエッチングして記録磁極２７ｐに対応した開口部２３ａを形成する工程と、第２フォトレジスト層を形成すると共にその第２フォトレジスト層をマスクとして絶縁層２０などをエッチングして磁気ヨークに対応した他の開口部を形成する工程とを別個に行う。なお、先工程において用いられた一方のフォトレジスト層については、後工程が始まる前に除去することが好ましい。
【００４９】
中でも、第１フォトレジスト層２２をマスクとして絶縁層２０などをエッチングして記録磁極２７ｐに対応した開口部２３ａを形成し、その第１フォトレジスト２２を除去したのち、第２フォトレジスト層をマスクとして絶縁層２０などをエッチングして磁気ヨークに対応した他の開口部を形成することが好ましい。この場合には、例えば、前者の工程において、三塩化炭素（ＢＣｌ3 ）、塩素（Ｃｌ2 ）およびフッ化炭素などをエッチングガスとするＲＩＥ法を用いて絶縁層２０などをエッチングして、傾斜した側壁２４により画定されるように開口部２３ａを形成する。また、後者の工程において、三塩化炭素および塩素などをエッチングガスとするＲＩＥ法を用いて絶縁層２０などをエッチングして、垂直な側壁により画定されるように他の開口部を形成する。
【００５０】
このように２段階に分けて開口部２３ａおよび他の開口部を形成すれば、それぞれの平面形状が高精度に制御される。このため、後工程において記録磁極２７ｐおよび磁気ヨークを形成した際に、それらの形状および連結位置を正確に制御することができる。
【００５１】
続いて、図３に示したように、開口部２３ａの内側（側壁２４および露出面２４ｂ）およびその周辺（ハードマスク層２１の上面２１ｓ）に沿うように、誘電層２５を形成する。この場合には、上面２１ｓ、側壁２４および露出面２４ｂに対してコンフォーマルとなるように誘電層２５を形成することが好ましい。コンフォーマルな誘電層２５とは、場所によらずに誘電層２５の厚さが一定であることを意味しており、その厚さは、例えば、１ｎｍ〜１００ｎｍである。このため、側壁２４が傾斜しており、エッチングストップ層１９の表面に対する垂線（破線）と側壁２４との間の角度（傾斜角度）がαである場合には、その側壁２４を覆うように形成された誘電層２５の表面の傾斜角度もαになる。この傾斜角度αは、例えば、５°〜２０°である。
【００５２】
誘電層２５の形成材料は、例えば、絶縁層２０の形成材料と同様である。また、誘電層２５の形成方法は、例えば、原子層堆積（ＡＬＤ：atomic layer deposition ）法などである。下地の凹凸の影響を受けずに、誘電層２５の厚さを均一にすることができるからである。
【００５３】
この誘電層２５により開口部２３ａの幅が狭められるため、誘電層２５の形成後における開口部２３ａの幅は、誘電層２５の形成前における開口部２３ａの幅ｗ１，ｗ２よりも狭くなる。この場合には、誘電層２５の厚さを大きくすれば開口部２３ａの幅がより狭められるため、その誘電層２５の厚さに応じて開口部２３ａの幅を制御することができる。
【００５４】
続いて、誘電層２５の表面に沿うように、シード層２６を形成する（ステップ１００：図８）。この場合には、誘電層２５の表面に対してコンフォーマルとなるようにシード層２６を形成することが好ましい。コンフォーマルなシード層２６とは、上記した誘電層２５と同様に、場所によらずにシード層２６の厚さが一定であることを意味しており、その厚さは、例えば、４０ｎｍ〜７０ｎｍである。このため、側壁２４が傾斜している場合（傾斜角度＝α）には、誘電層２５を介して側壁２４を覆うように形成されたシード層２６の表面（側壁２４ａ）の傾斜角度もαになる。
【００５５】
シード層２６の形成材料は、例えば、ルテニウムなどの金属材料である。また、シード層２６の形成方法は、例えば、ＡＬＤ法、スパッタ堆積法、ＰＶＤ法、化学気相成長（ＣＶＤ：chemical vapor deposition ）法またはイオンビーム堆積法などであり、中でも、誘電層２５を形成する場合と同様の理由により、ＡＬＤ法が好ましい。
【００５６】
このシード層２６により開口部２３ａの幅がさらに狭められるため、シード層２６の形成後における開口部２３ｂの幅は、シード層２６の形成前における開口部２３ａの幅よりも狭くなる。この場合においても、シード層２６の厚さに応じて開口部２３ｂの幅を制御することができる。
【００５７】
続いて、図４に示したように、シード層２６の表面に沿うように補助層３０を形成する（ステップ１０１：図８）。この場合には、シード層２６の表面に対してコンフォーマルとなるように補助層３０を形成することが好ましい。コンフォーマルな補助層３０とは、上記した誘電層２５と同様に、場所によらずに補助層３０の厚さが一定であることを意味しており、その厚さは、例えば、１ｎｍ〜１００ｎｍである。このため、側壁２４が傾斜している場合（傾斜角度＝α）には、誘電層２５およびシード層２６を介して側壁２４を覆うように形成された補助層３０の表面（側壁２４ｂ）の傾斜角度もαになる。
【００５８】
補助層３０の形成材料は、例えば、後工程において形成される記録磁極２７ｐの形成材料と同様であることが好ましい。また、補助層３０の形成方法は、例えば、スループットを向上させるために、ＡＬＤ法、スパッタ堆積法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法またはイオンビーム堆積法などであり、中でも、誘電層２５を形成する場合と同様の理由により、ＡＬＤ法が好ましい。特に、単一ポンプダウンののち、同じチャンバの内部においてシード層２６および補助層３０の双方を形成することが好ましい。
【００５９】
より具体的には、補助層３０の形成材料は、例えば、コバルト鉄ニッケル合金（Ｃｏx Ｆｅy Ｎｉz ：０原子％＜ｘ＜１００原子％、０原子％＜ｙ＜１００原子％および０原子％＜ｚ＜１００原子％であると共に、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００原子％である。）、その酸化物、またはその合金である。この合金とは、コバルト、鉄およびニッケルと一緒に１種類または２種類以上の他の金属元素を構成元素として有する合金を意味しており、そのような他の金属元素は、例えば、バナジウム（Ｖ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タングステン（Ｗ）またはニオブ（Ｎｂ）などである。上記した補助層３０の形成材料からなるターゲットは、再生ヘッドの製造分野などにおいて磁性層をスパッタ堆積させるために既に利用されているため、補助層３０を形成するために新規な材料またはターゲットを必要としない。中でも、補助層３０の形成材料は、電解鍍金液に不要な他の金属元素が混入しないようにするために、後工程において電解鍍金法を用いて形成される記録磁極２７ｐ（後述する磁性材料の鍍金膜である磁性層２７ｆ：図６）の形成材料と同じであることが好ましい。この場合には、補助層３０の組成と磁性層２７ｆの組成とが同じになる。
【００６０】
続いて、補助層３０などが形成された基板１８を電解鍍金液に浸漬させたのち（ステップ１０２：図８）、電解鍍金液に負の電流または電圧を供給して、その電解鍍金液を活性化させる（ステップ１０３：図８）。これにより、図５に示したように、電解鍍金液中において補助層３０の全部または一部が除去されるため、再び開口部２３ａが得られる。中でも、補助層３０の全部を除去することが好ましい。補助層３０がコンフォーマルとなるように形成されていれば、その補助層３０の全部が除去されやすくなる。なお、補助層３０の一部を除去した場合には、残りの補助層３０は、後工程において磁性層２７ｆを形成する際に、シード層２６と同様の役割を果たす。ただし、シード層２６は、平滑かつ均一な磁性層２７ｆを形成することが可能な結晶構造を有する均一な補助層３０を形成するために、体心立方型または六方最密型の結晶構造を有していることが好ましい。
【００６１】
補助層３０を除去するために負の電流または電圧が供給される時間は、いわゆる活性化時間と呼ばれる一定期間であり、その活性化時間に応じて、電解鍍金液を活性化させて補助層３０を除去する量（除去厚さ）を制御することができる。電解鍍金液に供給される電流は、直流電流（ＤＣ）、パルス電流（ＰＣ）またはパルス反転（ＰＲ）電流のいずれでもよいが、中でも、直流電流が好ましく、パルス電流とパルス反転電流との組み合わせも好ましい。
【００６２】
この場合には、電解鍍金液に基板１８が浸漬される際に、補助層３０によりシード層２６が覆われている。このため、シード層２６の形成材料として濡れ性が低いルテニウムなどを用いても、そのシード層２６が電解鍍金液に接触しない。これにより、シード層２６の表面に気泡が付着しにくくなる。
【００６３】
ここで、補助層３０の除去速度（ｎｍ／分）は、図９に示した相関関係から導き出される。図９に示したように、補助層３０の除去厚さは、活性化時間が長くなるにしたがって大きくなる。ここでは、例えば、直流電流＝−４０ｍＡとしたとき、活性化時間＝３分間において除去厚さ＝３０ｎｍであるため、補助層３０の除去速度＝１０ｎｍ／分となる。よって、補助層３０の除去厚さは、活性化時間、すなわち電流または電圧を供給して電解鍍金液を活性化させる時間に応じて制御される。
【００６４】
続いて、補助層３０を除去するために用いられた電解鍍金液中において、その電解鍍金液に補助層３０の除去時とは反対の符号、すなわち正の電流または電圧を供給する。これにより、図６に示したように、電解鍍金法を用いて開口部２３ａを埋めると共にその周辺（シード層２６の上面２６ｒ）を覆うように磁性材料の鍍金膜が成長するため、磁性層２７ｆが形成される（ステップ１０４：図８）。
【００６５】
最後に、図７に示したように、化学機械研磨（ＣＭＰ）法を用いて磁性層２７ｆを研磨する。この場合には、例えば、シード層２６が露出するまで磁性層２７ｆを研磨して、そのシード層２６の上面２６ｒと同一面内の上面２７ｓを形成する。なお、必要に応じて過剰研磨してもよい。これにより、記録磁極２７ｐが完成する。この記録磁極２７ｐの厚さは、任意に設定可能であり、例えば、２μｍである。こののち、必要に応じて記録磁極２７ｐをアニールしてもよい。
【００６６】
この記録磁極２７ｐを形成する場合には、ＣＭＰ法による研磨量に応じて記録磁極２７ｐの厚さが制御される。この場合には、例えば、ハードマスク層２１が露出するまで研磨処理を続けてもよいし、絶縁層２０が露出するまで研磨処理を続けてもよい。前者の場合には、ハードマスク層２１がタンタルなどであれば、そのハードマスク層２１が研磨処理の進行度を制御する研磨ストップ層として働くため、研磨処理はハードマスク層２１に到達した時点において停止する。
【００６７】
本実施形態における記録磁極の形成方法では、補助層３０により覆われたシード層２６を電解鍍金液に浸漬させてから、その電解鍍金液中において補助層３０を除去したのち、電解鍍金法を用いて開口部２３ａ磁性層２７ｆを形成している。よって、以下の理由により、電解鍍金法を用いて記録磁極２７ｐを形成する際に空隙３２の形成を防止することができる。
【００６８】
図１０〜図１２は、比較例の記録磁極の形成方法を説明するためのものであり、図１〜図７に対応する断面構成を表している。この比較例の形成手順は、補助層３０を形成しないことを除き、本実施形態と同様である。
【００６９】
詳細には、比較例では、基板１８の上にシード層２６まで形成したのち、図１０に示したように、シード層２６などが形成された基板１８を電解鍍金液に浸漬させる。続いて、図１１に示したように、電解鍍金法を用いて開口部２３ａを埋めるように磁性層２７ｆを形成したのち、図１２に示したように、ＣＭＰ法を用いて磁性層２７ｆを研磨して、記録磁極２７ｐを形成する。
【００７０】
この場合には、補助層３０により覆われていない状態においてシード層２６が電解鍍金液に浸漬されるため、そのシード層２６が電解鍍金液に接触する。このため、濡れ性が低いルテニウムなどによりシード層２６が形成されていると、そのシード層２６の表面に気泡が付着しやすくなる。これにより、その後に電解鍍金法を用いて磁性層２７ｆを形成すると、図１１に示したように、気泡が存在する箇所は磁性層２７ｆにより埋められないため、図１２に示したように、記録磁極２７ｐに空隙３２が形成されてしまう。
【００７１】
これに対して、本実施形態では、補助層３０により覆われた状態においてシード層２６が電解鍍金液に浸漬されるため、そのシード層２６が電解鍍金液に接触しない。このため、濡れ性が低いルテニウムなどによりシード層２６が形成されていても、そのシード層２６の表面に気泡が付着しにくくなる。この場合には、補助層３０の濡れ性が十分であれば、その補助層３０の表面にも気泡が付着しにくくなる。しかも、シード層２６を覆っていた補助層３０は、後工程において電解鍍金処理を行う前に電解鍍金液中において除去されるため、その補助層３０の存在により電解鍍金処理が阻害されない。これにより、その後に電解鍍金法を用いて磁性層２７ｆを形成しても、図６および図７に示したように、記録磁極２７ｐに空隙３２が形成されにくくなる。
【００７２】
よって、本実施形態では、シード層２６に対する気泡の付着が抑制されるため、電解鍍金法を用いて記録磁極２７ｐを形成する際に空隙３２の形成を防止することができるのである。
【００７３】
特に、本実施形態では、空隙３２の形成が防止されるため、記録磁極２７ｐの腐食が防止される。また、補助層３０によりシード層３０に対する気泡の付着が防止されるため、電解鍍金液に過剰の界面活性剤を加える必要がない。これにより、記録磁極２７ｐに不純物が含有されにくくなる。さらに、シード層２６の表面を酸化する必要がないため、その酸化に起因してシード層２６に対する記録磁極２７ｐの接着性が低下することもない。しかも、空隙３２がない記録磁極２７ｐを形成するために、新規な材料および装置などを必要とせず、既存の製造ラインをそのまま用いれば済む。よって、コスト効率に優れ、かつ、記録磁極２７ｐ中に含まれる不純物の割合を少なくして製造歩留まりを向上させると共に記録性能を確保することができる。
【００７４】
また、補助層３０を除去すると共に記録磁極２７ｐを形成するために共通（１つ）の電解鍍金液を用いれば、別個（２つ）の電解鍍金液を用いる場合と比較して、一方の電解鍍金液から他方の電解鍍金液に大気中を経由して基板１８を移す（浸漬し直す）必要がなくなる。よって、基板１８の浸漬し直しに起因してシード層２６に気泡が付着しにくくなるため、やはり空隙３２の形成を防止することができる。
【００７５】
また、補助層３０の組成と磁性層２７ｆ（磁性材料の鍍金膜）の組成とが同じであれば、記録磁極２７ｐに不要な材料が含まれることを防止することができる。
【００７６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００７７】
本実施形態における記録磁極の形成方法は、ＡＬＤ法などの代わりに電解鍍金法または無電解鍍金法を用いて補助層３０を形成することを除き、第１実施形態と同様である。なお、以下では、第１実施形態において説明した図面を参照しながら、本実施形態について説明する。
【００７８】
電解鍍金法を用いて補助層３０を形成する場合の手順は、以下の通りである。
【００７９】
最初に、図１〜図３に示したように、基板１８の上にシード層２６まで形成する（ステップ１００：図８）。
【００８０】
続いて、シード層２６などが形成された基板１８を電解鍍金液に浸漬させたのち、その電解鍍金液に電流または電圧を供給して、図４に示したように、電解鍍金法を用いて鍍金膜を成長させて補助層３０を形成する（ステップ１０１：図８）。こののち、上記した補助層３０を形成するために基板１８は既に電解鍍金液に浸漬されているため、その電解鍍金液を後工程において記録磁極２７ｐを形成するために流用する場合には、基板１８を電解鍍金液に浸漬させる工程（ステップ１０２：図８）を省略してもよい。
【００８１】
続いて、補助層３０を形成するために電解鍍金液に供給した電流または電圧とは符号が反対の電流または電圧を電解鍍金液に供給して活性化させて、図５に示したように、補助層３０の全部または一部を除去する（ステップ１０３：図８）。
【００８２】
最後に、図６に示したように、電解鍍金法を用いて磁性層２７ｆを形成したのち（ステップ１０４：図８）、図７に示したように、ＣＭＰ法を用いて磁性層２７ｆを研磨して記録磁極２７ｐを形成する。この場合には、スループットを向上させるために、磁性層２７ｆを形成するための電解鍍金液として、補助層３０を形成および除去するために用いた電解鍍金液を流用することが好ましい。なお、電解鍍金法において電解鍍金液に供給される電流または電圧の符号は、補助層３０および磁性層２７ｆの形成工程と補助層３０の除去工程とにおいて反対にする。例えば、補助層３０および磁性層２７ｆを形成するために正の電流または電圧を供給した場合には、補助層３０を除去するために負の電流または電圧を供給する。
【００８３】
一方、無電解鍍金法を用いて補助層３０を形成する場合の手順は、以下の通りである。
【００８４】
最初に、電解鍍金法を用いた場合と同様に、基板１８の上にシード層２６まで形成する（ステップ１００：図８）。
【００８５】
続いて、シード層２６などが形成された基板１８を無電解鍍金液に浸漬させたのち、無電解鍍金法を用いて鍍金膜を成長させて、図４に示したように、補助層３０を形成する（ステップ１０１：図８）。こののち、後工程において電解鍍金処理を行う場合において、無電解鍍金液中の材料が意図せずに電解鍍金液に混入することを防止するために、無電解鍍金液から基板１８を取り出して洗浄し、その基板１８から無電解鍍金液を洗い落とすことが好ましい。
【００８６】
続いて、基板１８を電解鍍金液に浸漬させたのち（ステップ１０２：図８）、その電解鍍金液に電流または電圧を供給して活性化させて、図５に示したように、補助層３０の全部または一部を除去する（ステップ１０３：図８）。
【００８７】
最後に、図６に示したように、電解鍍金法を用いて磁性層２７ｆを形成したのち（ステップ１０４：図８）、図７に示したように、ＣＭＰ法を用いて磁性層２７ｆを研磨して記録磁極２７ｐを形成する。
【００８８】
本実施形態における記録磁極の形成方法では、電解鍍金法または無電解鍍金法を用いて補助層３０を形成していることを除き、第１実施形態と同様の手順により記録磁極２７ｐを形成しているので、その第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。これ以外の作用および効果、ならびに変形例は、第１の実施形態と同様である。
【００８９】
以上、いくつかの実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は各実施形態において説明した態様に限られず、種々の変形が可能である。例えば、記録磁極が用いられる垂直磁気記録ヘッドは、記録専用の磁気ヘッドでもよいし、再生および記録の双方を兼ねる複合型磁気ヘッドの一部でもよい。また、記録磁極の形成方法における一連の構成要素の材質、寸法および形成方法などは、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１８…基板、１９…エッチングストップ層、２０…絶縁層、２１…ハードマスク層、２２…フォトレジスト層、２３，２３ａ，２３ｂ…開口部、２５…誘電層、２６…シード層、２７ｆ…磁性層、２７ｐ…記録磁極、３０…補助層。
【図１】
2011023104.tif 000003
【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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