(57)【要約】 【課題】  磁気記録ヘッドの磁極部を絶縁層に設けた凹部に埋設した磁性材料のめっきとダマシン法によって製造してもボイドが発生する不具合を防ぐ。【解決手段】  基板１上に設けた絶縁膜２に、ホトリソグラフィによってパターニングしたレジスト膜３をマスクにして、エッチングによって凹部４を設け、該凹部４の内壁面にリフトオフ法によって第一のめっき下地層５１を被着して該レジスト膜３を剥離し、該基板１の全面に第二のめっき下地層５２を被着して該凹部４の内壁面の該第一のめっき下地層５１の上に重層し、該基板１上に磁性材料からなる磁性めっき層６を設け、該磁性めっき層６をＣＭＰによって研磨し、該凹部４に埋設した磁極部７を製造するように磁気記録ヘッドの製造方法を構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に絶縁膜を成膜する工程と、
該絶縁膜に凹部を設ける工程と、
該凹部の少なくとも壁面に第一のめっき下地層を形成する工程と、
該絶縁膜と該凹部を覆うように第二のめっき下地層を形成する工程と、
少なくとも該凹部を埋めるように磁性めっき層を形成する工程と、
平坦化研磨によって該凹部に磁極部を形成する工程とを含む
ことを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
該第一のめっき下地層が、非磁性材料からなる
ことを特徴とする請求項１記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
該第一のめっき下地層が、該第二のめっき下地層より低い電気抵抗率を有する
ことを特徴とする請求項１記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
セラミックスの基板上に設けられた絶縁膜と、
該絶縁膜に設けられた凹部と、
該凹部の内壁面に積層された第一のめっき下地層と第二のめっき下地層と、
該第二のめっき下地層の上にめっきされ、該凹部に埋設された磁性めっき層からなる磁極部を有する
ことを特徴とする磁気記録ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の磁気記録ヘッドの製造方法によって製造された磁極部を含む磁気記録ヘッドを有する
ことを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録ヘッドとその製造方法に係わり、特に垂直磁気記録装置で用いる高密度の磁気記録ヘッドとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録媒体に磁気ディスクを用いた磁気記録装置（磁気ディスク装置）の記録密度が著しく増加している。その実現のために、記録媒体や磁気記録ヘッドの性能向上が精力的に図られている。
【０００３】
高密度記録を実現するために、磁気記録媒体に対しては高保磁力、高残留磁束密度などが必要で、磁性粉末の塗工膜に代わって金属磁性合金膜が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
それに対して、磁気記録ヘッドに対しては、十分に強い磁界を発生させるために、高飽和磁束密度などの磁気特性が必要である。それに加えて、記録媒体の微小領域に磁気ヘッドから強い磁界を加えて磁気記録を行うので、磁気ヘッドを小さく製造するために、薄膜磁気ヘッドと呼ばれる成膜技術を駆使した微細加工技術が必須である。
【０００５】
つまり、記録媒体に磁気記録を行う際に、隣接する微小領域に媒体の保磁力以上の磁界が加わると、隣接する領域の磁気記録が書き換えられてしまう不具合が間々生じる。従って、このような書込みのエラーをなくすには、記録媒体の高密度化が進めば進むほど、磁気ヘッドの磁界を発生する磁極やコイルを薄膜で微細に形成することが重要である。そこで、磁極の幅の微細化やコイル電流を維持するためにアスペクト比を増加させる提案などがなされている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００６】
ところで、磁気ディスク装置で用いられる磁気記録ヘッドの磁性膜は、通常、めっき法によって形成される。めっき法が用いられる訳は、スパッタ法などによる成膜と比較して成膜レートが高く量産性に優れているからである。
【０００７】
しかも、磁気記録ヘッドは、多層膜構造になっているので、順次成膜された層ごとに平坦であることが重要である。そのため、磁気記録ヘッドの製造プロセスとして、磁極部にダマシン法を適用することが検討されている。
【０００８】
図５〜図６は、従来のダマシン法によって磁極部を製造する模式的な工程図である。図５（Ａ）は、例えば、アルミナチタンカーバイド（アルチック）からなる基板１であり、図５（Ｂ）に示したように基板１の上に、例えば、アルミナからなる絶縁層２を５００ｎｍの膜厚で形成する。
【０００９】
図５（Ｃ）において、絶縁膜２の上にレジスト膜３を塗布し、ホトリソグラフィによって２００μｍのパターン幅に開口してエッチング用マスクとする。
【００１０】
図５（Ｄ）において、レジスト膜３をマスクにして絶縁膜２をエッチングし、断面視台形状の凹部４を設ける。
【００１１】
図６（Ｅ）において、レジスト膜３を除去すると、アルミナからなる絶縁膜２に底部位に基板１が露出した凹部４が形成される。この凹部４は、図３に模式的な断面図で示した垂直磁極記録用の磁気記録ヘッド８の主極部８１の先端の断面に相当するものである。
【００１２】
つまり、図３に示した磁気記録ヘッド８は、例えば、磁気ディスクのような磁気記録媒体９に対して垂直に配置されている。磁気記録ヘッド８は、主磁極８１と補助磁極８２とがコイル８３を挟んた構成になっている。そして主磁極８１の先端は、狭いトラック幅に見合って磁界が集中するように、楕円内に拡大して図示したように断面形状が台形になっている。図６（Ｅ）において絶縁膜２に設けた凹部４は、この主磁極８１の断面に相当する形状になっている。
【００１３】
図６（Ｆ）において、基板１の全面に、めっき下地層５として、膜厚５０ｎｍのＮｉＦｅ（８０／２０ｗｔ％）と膜厚５ｎｍのＴａの積層膜をスパッタ法によって形成する。このとき、凹部４の傾斜した絶縁膜２の側壁面のＮｉＦｅ／Ｔａの膜厚は、膜厚が目減りして１０〜１５ｎｍになっている。
【００１４】
図６（Ｇ）において、めっき下地層５の上に磁極材料のＦｅＣｏ（７０／３０ｗｔ％）を磁性めっき層６として６００ｎｍの膜厚になるようにめっきした。
【００１５】
図６（Ｈ）において、基板１の表面に被着した不要な磁性めっき層６をＣＭＰ（化学的機械的研磨）によって除去すると、凹部４に埋設された磁極部７が形成される。
【００１６】
こうして形成した垂直磁気記録用の磁気記録ヘッドにおける主磁極となる磁性めっき層６を観察すると、磁性めっき層６の中にボイド６１が発生していた。
【特許文献１】特許第３１０４３２８号
【特許文献２】特開２００２−１１７５０７号公報
【特許文献３】特開２０００−２３５７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
このように、磁気記録ヘッドの厚みの大きい主磁極を製造するに際して、めっきの成膜の量産性を活かしてダマシン法を採用しようとすると、めっきによって形成した凹部に埋設された磁性めっき層の中にボイドが発生する不具合が間々生じる。
【００１８】
ボイドの発生の原因は次のような理由による。つまり、ダマシン法によってめっきを行うために設けるめっき下地層は、絶縁物の表面に導電性を付与するためにスパッタ法によって形成している。その際、基板に設けた凹部の側壁面は、基板面に対して傾斜した角度になっている。そのため、側壁面に被着するめっき下地層の膜厚は、側壁面以外の水平な面に比べて薄くなってしまい、電気抵抗が高くなる。その結果、側壁面ではめっきレートが小さくなり、凹部に埋設した磁性めっき層の中にボイドが生じてしまう。
【００１９】
そこで本発明は、凹部にめっき下地層を設ける工程を繰り返して下地層の電気抵抗のむらを無くし、めっきによって凹部に埋設する磁極を構成するめっき層の中にボイドが生じることを防いだ磁極部の製造方法と、該磁極部を有する磁気記録ヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題は、請求項１において、基板上に絶縁膜を成膜する工程と、該絶縁膜に凹部を設ける工程と、該凹部の少なくとも壁面に第一のめっき下地層を形成する工程と、該絶縁膜と該凹部を覆うように第二のめっき下地層を形成する工程と、少なくとも該凹部を埋めるように磁性めっき層を形成する工程と、平坦化研磨によって該凹部に磁極部を形成する工程とを含むように構成された磁気記録ヘッドの製造方法によって解決される。
【００２１】
また、請求項２において、該第一のめっき下地層が、非磁性材料からなるように構成された請求項１記載の磁気記録ヘッドの製造方法によって解決される。
【００２２】
また、請求項３において、該第一のめっき下地層が、該第二のめっき下地層より少なくとも低い電気抵抗率を有するように構成された請求項１記載の磁気記録ヘッドの製造方法によって解決される。
【００２３】
また、請求項４において、セラミックスの基板上に設けられた絶縁膜と、該絶縁膜に設けられた凹部と、該凹部の内壁面に積層された第一のめっき下地層と第二のめっき下地層と、該第二のめっき下地層の上にめっきされ、該凹部に埋設された磁性めっき層からなる磁極部を有するように構成された磁気記録ヘッドによって解決される。
【００２４】
さらに、請求項５において、請求項１記載の磁気記録ヘッドの製造方法によって製造された磁極部を含む磁気記録ヘッドを有するように構成された磁気記録装置によって解決される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の磁気記録ヘッドの製造方法によれば、絶縁層に設けた凹部に磁極部を埋設した磁性材料のめっきをダマシン法によって製造しても従来のようなボイドが発生する不具合を防ぐことができる。
【００２６】
その結果、本発明は、特に垂直磁気記録用の磁気記録ヘッドの製造における歩留りの向上を図ることができ、延いては、特に垂直磁気記録装置の製造における生産性の向上を図ることに有用である。                                                            
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１〜図２は本発明の磁気記録ヘッドの製造方法の模式的な工程図、図３は垂直磁気記録装置の磁気記録ヘッドの模式的な配置図、図４は垂直磁気記録装置の磁気記録ヘッドの要部の模式的な断面図である。
【００２８】
図１〜図２は本発明の磁気記録ヘッドの製造方法を模式的な工程図で示したもので、この工程図に沿って実施例を説明する。
〔実施例１〕
図１（Ａ）は基板１の断面図である。基板１には、金属の酸化物や窒化物などのセラミックスが用いられるが、ここでは、硬質のアルミナチタンカーバイド（アルチック）を用いている。その上には、絶縁膜２として膜厚が５００ｎｍのアルミナ膜を形成した。
【００２９】
図１（Ｂ）において、アルミナの絶縁層２の上にレジスト膜３を塗布し、パターン幅２００ｎｍの開口を設けてエッチング用マスクとする。
【００３０】
図１（Ｃ）において、レジスト膜３をマスクにして絶縁層２のアルミナをエッチングして凹部４を彫刻する。この凹部４は側壁面が傾斜した断面視台形状となしている。
【００３１】
図１（Ｄ）において、レジスト膜３をそのまま残して、基板１の全面に、第一のめっき下地層５１として、膜厚５０ｎｍのＮｉＦｅ（８０／２０ｗｔ％）をスパッタ法によって形成する。
【００３２】
図２（Ｅ）において、リフトオフ法によってレジスト膜３を除去し、第一のめっき下地層５１を凹部４の内壁面のみに残す。このとき、凹部４の側壁面は傾斜しているために、膜厚が目減りしており、ＮｉＦｅからなる第一のめっき下地層５１の膜厚は１０〜１５ｎｍであった。
【００３３】
図２（Ｆ）において、基板１の全面に、第二のめっき下地層５２として、膜厚５０ｎｍのＮｉＦｅ（８０／２０ｗｔ％）と膜厚５ｎｍのＴａの積層膜をスパッタ法によって形成する。このとき、凹部４の内壁面に積層形成されためっき下地層５１、５２の膜厚は、合わせて２５〜３０ｎｍであった。
【００３４】
図２（Ｇ）において、基板１の全面に、磁極材料としてＦｅＣｏ（７０／３０ｗｔ％）を膜厚６００ｎｍになるようにめっきし、磁性めっき層６を設けた。
【００３５】
図２（Ｈ）において、余分の磁性めっき層６をＣＭＰによって研磨して取り除き、絶縁膜２の凹部４にのみ第一のめっき下地層５１と第二のめっき下地層５２との積層の上に磁性めっき層６が埋設した構成にする。この磁性めっき層６がが磁極部７となる。
【００３６】
この磁極部７については、図３に示した垂直磁気記録装置の磁気記録ヘッドの模式的な配置図と、図４に示した垂直磁気記録装置の磁気記録ヘッドの要部の模式的な断面図とによって説明する。
【００３７】
すなわち、磁極部７は、図３で模式的に示した磁気記録ヘッド８の主要な構成要素である。ここで示した磁気記録ヘッド８は、図４に要部を模式的に示したように、磁気記録ヘッド８を駆動するアクチュエータ８０の先端に支持されて磁気ディスクのような磁気記録媒体９の表面に対して垂直に配置されており、いわゆる垂直磁気記録装置１０の磁気記録用として用いるものである。
【００３８】
磁気記録ヘッド８は、磁気記録媒体９に対して垂直に配置されており、主磁極８１が補助磁極８２に挟まれ、主磁極８１にはコイル８３が巻かれた構成になっている。そして、主磁極８１の先端と補助磁極８２との間で磁界が印加されたとき、主磁極８１から生じた細い磁界が大矢印方向に移動する磁気記録媒体９の厚み方向、つまり垂直方向に過って磁気記録媒体９を厚み方向に小矢印のように磁化する。その際、磁気記録媒体９に記録される磁気情報は、サブミクロンの狭いトラック９１上に記録される。そのトラック幅：ｄに見合って磁界が集中するように楕円内に拡大して図示したように断面形状が上辺の寸法がｄの台形になっている。
【００３９】
この主磁極８１の断面の台形の形状と向きは、主磁極８１から生じた磁界が隣接するトラック９１に掛かって乱さないようにするためのものである。すなわち、磁気記録ヘッド８をクラック９１上を過るように駆動する図示してない駆動アームの支持方向などによって決まるものである。
【００４０】
図１（Ｈ）のＣＭＰによって凹部４に埋設された磁極部７の断面は、図３に模式的に示した主磁極８１の断面に相当するものである。この断面を観察したところ、従来の製造方法で見られたボイドの発生は全く見られなかった。
〔実施例２〕
図１（Ａ）は基板１の断面図で、アルチック製の基板１の上に絶縁膜２として膜厚が５００ｎｍのアルミナ膜を形成した。
【００４１】
図１（Ｂ）において、アルミナの絶縁層２の上にレジスト膜３を塗布し、パターン幅２００ｎｍの開口を設けてエッチング用マスクとする。
【００４２】
図１（Ｃ）において、レジスト膜３をマスクにして絶縁層２のアルミナをエッチングして凹部４を彫刻する。この凹部４は側壁面が傾斜した断面視台形状となしている。
【００４３】
図１（Ｄ）において、レジスト膜３をそのまま残して、基板１の全面に、第一のめっき下地層５１として、膜厚５０ｎｍのＡｕをスパッタ法によって形成する。
【００４４】
図２（Ｅ）において、リフトオフ法によってレジスト膜３を除去し、第一のめっき下地層５１を凹部４の内壁面のみに残す。このとき、凹部４の側壁面は傾斜しているために、膜厚が目減りしており、Ａｕからなる第一のめっき下地層５１の膜厚は１０〜１５ｎｍであった。
【００４５】
図２（Ｆ）において、基板１の全面に、第二のめっき下地層５２として、膜厚５０ｎｍのＮｉＦｅ（８０／２０ｗｔ％）と膜厚５ｎｍのＴａの積層膜をスパッタ法によって形成する。このとき、凹部４の内壁面に積層形成されためっき下地層５１、５２の膜厚は、合わせて２５〜３０ｎｍであった。
【００４６】
図２（Ｇ）において、基板１の全面に、磁極材料としてＦｅＣｏ（７０／３０ｗｔ％）を膜厚６００ｎｍになるようにめっきし、磁性めっき層６を設けた。
【００４７】
図２（Ｈ）において、余分の磁性めっき層６をＣＭＰによって研磨して取り除き、凹部４にのみめっき下地層５１、５２の積層の上に磁性めっき層６が埋設した構成にする。この磁性めっき層６が実施例１と同様に磁極部７となる。
【００４８】
この磁極部７の断面を観察したところ、従来の製造方法で見られたようなボイドの発生は見られなかった。
〔実施例３〕
図１（Ａ）は基板１の断面図で、アルチック製の基板１の上に絶縁膜２として膜厚が５００ｎｍのアルミナ膜を形成した。
【００４９】
図１（Ｂ）において、アルミナの絶縁層２の上にレジスト膜３を塗布し、パターン幅２００ｎｍの開口を設けてエッチング用マスクとする。
【００５０】
図１（Ｃ）において、レジスト膜３をマスクにして絶縁層２のアルミナをエッチングして凹部４を彫刻する。この凹部４は側壁面が傾斜した断面視台形状となしている。
【００５１】
図１（Ｄ）において、レジスト膜３をそのまま残して、基板１の全面に、第一のめっき下地層５１として、膜厚５０ｎｍのＲｕをスパッタ法によって形成する。
【００５２】
図２（Ｅ）において、リフトオフ法によってレジスト膜３を除去し、第一のめっき下地層５１を凹部４の内壁面のみに残す。このとき、凹部４の側壁面は傾斜しているために、膜厚が目減りしており、Ａｕからなる第一のめっき下地層５１の膜厚は１０〜１５ｎｍであった。
【００５３】
図２（Ｆ）において、基板１の全面に、第二のめっき下地層５２として、膜厚５０ｎｍのＴａをスパッタ法によって形成する。このとき、凹部４の内壁面に積層形成されためっき下地層５１、５２の膜厚は、合わせて２５〜３０ｎｍであった。
【００５４】
図２（Ｇ）において、基板１の全面に、磁極材料としてＮｉＦｅ（１０／９０ｗｔ％）を膜厚６００ｎｍになるようにめっきし、磁性めっき層６を設けた。
【００５５】
図２（Ｈ）において、余分の磁性めっき層６をＣＭＰによって研磨して取り除き、凹部４にのみめっき下地層５１、５２の積層の上に磁性めっき層６が埋設した構成にする。この磁性めっき層６が実施例１と同様に磁極部７となる。
【００５６】
この磁極部７の断面を観察したところ、従来の製造方法で見られたようなボイドの発生は全く見られなかった。
【００５７】
以上三つの実施例からも分かるように、凹部４の中に磁極材料を埋設するに際して、凹部４の内壁面に先ず導電性の非磁性材料の第一のめっき下地層５１を被着し、その上に、例えば、従来から用いている第二のめっき下地層５２を積層して電気抵抗にむらのないめっき下地層とすれば、凹部４に埋設した磁極部７にボイドが発生することを完全に防止できる。
【００５８】
この磁極部７をもった磁気記録ヘッド１０は、垂直磁気記録用として用いるもので、磁極部６の先端の断面形状が、図３に示したように上辺の長さが磁気記録媒体上のトラック幅に見合った台形になっている。例示した凹部４の断面形状もこの条件に合致するようになっている。
【００５９】
基板や絶縁膜の材料は、基板に例示した硬質のアルミナタチンカーバイドや、絶縁膜に例示したアルミナ膜に限定されるものではなく、基板にも絶縁膜にも窒化物などの材料も適用でき、種々の変形が可能である。
【００６０】
また、第一のめっき下地層や第二のめっき下地層の材料や膜厚などの諸元は、凹部の形状、特に内壁面の傾斜の度合いによって左右されるものであり、ボイドが発生しないために必要な条件には種々の変形が可能である。
【００６１】
さらに、磁極材料は、ダマシン法が適用できるめっきとＣＭＰの可能な合金磁性材料を用いるが、例示したものに限定されず種々の変形が可能である。
〔付  記〕
（付記１）  基板上に絶縁膜を成膜する工程と、
該絶縁膜に凹部を設ける工程と、
該凹部の少なくとも壁面に第一のめっき下地層を形成する工程と、
該絶縁膜と該凹部を覆うように第二のめっき下地層を形成する工程と、
少なくとも該凹部を埋めるように磁性めっき層を形成する工程と、
平坦化研磨によって該凹部に磁極部を形成する工程とを含む
ことを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
（付記２）  該第一のめっき下地層が、非磁性材料からなる
ことを特徴とする付記１記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
（付記３）  該第一のめっき下地層が、該第二のめっき下地層より低い電気抵抗率を有する
ことを特徴とする付記１記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
（付記４）  セラミックスの基板上に設けられた絶縁膜と、
該絶縁膜に設けられた凹部と、
該凹部の内壁面に積層された第一のめっき下地層と第二のめっき下地層と、
該第二のめっき下地層の上にめっきされ、該凹部に埋設された磁性めっき層からなる磁極部を有する
ことを特徴とする磁気記録ヘッド。
（付記５）  該磁性めっき層が、ダマシン法によって設けられた
ことを特徴とする付記４記載の磁気記録ヘッド。
（付記６）  付記１記載の磁気記録ヘッドの製造方法によって製造された磁極部を含む磁気記録ヘッドを有する
ことを特徴とする磁気記録装置。
（付記７）  該磁気記録ヘッドが、垂直磁気記録用に用いられる
ことを特徴とする付記６記載の磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の磁気記録ヘッドの製造方法の模式的な工程図（１）である。
【図２】本発明の磁気記録ヘッドの製造方法の模式的な工程図（２）である。
【図３】垂直磁気記録装置の磁気記録ヘッドの模式的な配置図である。
【図４】垂直磁気記録装置の磁気記録ヘッドの要部の模式的な断面図である。
【図５】従来のダマシン法によって磁極部を製造する模式的な工程図（１）である。
【図６】従来のダマシン法によって磁極部を製造する模式的な工程図（２）である。
【符号の説明】
【００６３】
１  基板
２  絶縁膜
３  レジスト膜
４  凹部
５１  第一のめっき下地層              ５２  第二のめっき下地層
６  磁性めっき層
７  磁極部
８  磁気記録ヘッド
８０  アクチュエータ                  ８１  主磁極
８２  補助磁極                        ８３  コイル
９  磁気記録媒体
９１  トラック
１０  垂直磁気記録装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008198320.tif 000005
【図４】
2008198320.tif 000006
【図５】
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【図６】
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