(57)【要約】    【課題】垂直記録書き込み用の切頭形状プローブを提供する。    【解決手段】切頭形状プローブは、プルバック工程を用いてレジスト４９０内に形成される。プルバック工程ではトレンチが幅４９５でレジスト内に形成される。その後、レジスト４９０を所定時間、必要な温度まで加熱する。温度と時間を制御することでレジスト４９０のプルバック量が制御され、切頭形状プローブの指定角度が形成される。更に本発明は、空気軸受面４６５とヘッド・ヨークの磁気背面間隙４６０の間の距離を短縮することで、書き込みヘッド部４１０の効率を高めている。この短縮で書き込みヘッド長が減少し、記録信号の立ち上がり時間が速くなる。【選択図】図４
2004335085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト内で、第１側壁と第２側壁を有するトレンチを形成するステップと、
前記トレンチの第１側壁と第２側壁内で所定傾斜を形成するために所定時間ある温度で前記レジストを加熱するステップと、
前記トレンチ内での磁性材の溶着によりプローブを形成するステップと、を含むことを特徴とする垂直記録用の切頭形状書き込みヘッド・プローブを形成する方法。
【請求項２】
前記レジスト内トレンチ形成は、写真平板工程を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項３】
前記レジスト内トレンチ形成は、さらに切頭形状プローブを形成するステップを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項４】
前記切頭形状プローブの形成は、さらに、
空気軸受面から所定距離だけ凹ませて極層を形成するステップと、
前記極層上の切頭形状プローブを、前記空気軸受面から凹ませて前記極層が設けられる際の所定距離に前記切頭形状プローブ長が略等しくなるように形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
【請求項５】
前記レジスト内でプローブを形成するステップは、イオン・エッチングによって前記レジストを除去するステップを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項６】
前記トレンチの第１側壁と第２側壁の傾斜を形成するステップは、さらに、後焼付処理温度の変化によって前記第１側壁と第２側壁の傾斜角を変化させるステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記トレンチの第１側壁と第２側壁の傾斜を形成するステップは、さらに、後焼付処理加熱時間間隔の変化によって前記第１側壁と第２側壁の傾斜角を変化させるステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記トレンチの第１側壁と第２の側壁の傾斜を形成するステップは、さらに、前記プローブが記録媒体の内側と外側間を移動する際に、記録媒体上の広いトラック幅の書き込みを防ぐために略台形状のトレンチ形状を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記プローブを形成するステップは、さらに、前記トレンチ内に溶着される硬質マスクの厚さを変更することにより前記プローブによって形成されるトラック幅を変化させるステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記硬質マスク上に磁気シード層を溶着するステップを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記硬質マスク上に非磁性シード層を溶着するステップを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記プローブを形成するステップは、さらに、化学的な機械研磨の利用による前記プローブの上部面からの前記磁性材の除去によって前記プローブの先端でプローブ幅を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
空気軸受面に近接して、磁束を発生するコイル層を形成するステップと、
前記コイル層上で、空気軸受面から所定距離だけ凹んだ極層を形成するステップと、
切頭形状プローブ長が前記空気軸受面から凹んだ前記極層の所定距離に略等しくなるように前記極層上に切頭形状プローブを形成するステップと、を含み、
前記空気軸受面に近接して前記コイル層を確立することが前記切頭形状プローブの先端で磁束密度を高めることを特徴とする垂直記録書き込みヘッドの効率を高める方法。
【請求項１４】
前記切頭形状プローブの形成ステップは、さらに、
レジスト内で、第１側壁と第２側壁を有するトレンチを形成するステップと、
前記トレンチの第１側壁と第２側壁で所定傾斜を形成するために、所定時間ある温度でレジストを加熱するステップと、
前記切頭形状プローブを形成するために前記トレンチ内に磁性材を溶着するステップと、を含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記切頭形状プローブを形成するステップは、前記切頭形状プローブ先端での磁束密度を高めるために、前記空気軸受面での前記切頭形状プローブ先端から前記切頭形状プローブのヨークに略近い点までの長さを有するように形成するステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
さらに、前記コイル層の末終端に略近接して置かれ、記録信号の立ち上がり時間を速くするために、少なくとも前記極層を前記空気軸受面より凹ませる所定距離だけ、前記空気軸受面に近づいて位置するような背面間隙を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
前記トレンチの第１側壁と第２側壁の所定傾斜を形成するステップは、さらに、後焼付処理温度の変化によって前記第１側壁と第２の側壁の前記傾斜の角度を変化させるステップを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記トレンチの第１側壁と第２側壁の所定傾斜を形成するステップは、さらに、後焼付処理加熱時間間隔の変化によって前記第１側壁と第２側壁の前記傾斜の角度を変化させるステップを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記トレンチの第１側壁と第２側壁の所定傾斜を形成するステップは、さらに、切頭形状プローブが記録媒体の内側と外側間を移動する際に、記録媒体上で広いトラック幅の書き込みを防ぐために略台形状のトレンチ形状を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
前記切頭形状プローブを形成するステップは、さらに、前記トレンチ内に溶着する硬質マスクの厚さが変化することで前記切頭形状プローブによって形成されるトラック幅を変更するステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項２１】
前記切頭形状プローブにより形成されるトラック幅を変更するステップは、さらに、前記硬質マスクへの前記レジスト吸着を向上させるために、前記硬質マスク上に溶着する磁気シード層を提供するステップを含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記切頭形状プローブにより形成されるトラック幅を変更するステップは、さらに、前記硬質マスクへの前記レジスト吸着を向上させるために、前記硬質マスク上に溶着する非磁性シード層を提供するステップを含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記切頭形状プローブを形成するステップは、さらに、化学的な機械研磨を利用して前記切頭形状プローブの上部面から前記磁性材を除去することで所定トラック幅を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項２４】
空気軸受面に近接して配置され、磁束を生成するコイル層と、
前記空気軸受面から所定距離だけ凹み、前記磁束を伝送する前記コイル層上に形成される極層と、
前記極層が前記空気軸受面から凹んだ所定距離に略等しい長さを有し、磁気記録媒体上のデータ記録用に前記極層上に形成される切頭形状プローブと、を有し、
前記コイル層の位置が、記録密度を高めるために前記切頭形状プローブ先端で磁束密度を高めることを特徴とする垂直記録書き込みヘッド。
【請求項２５】
前記切頭形状プローブ先端は、第１面と第２面を持ち、前記プローブが磁気記録媒体の内外トラック間を移動する際にトラック幅を維持するために、前記第１面が前記第２面より広くなっている略台形形状を含むことを特徴とする請求項２４記載の書き込みヘッド。
【請求項２６】
さらに、前記コイル層の末終端に略近接し、記録信号の立ち上がり時間を速くするために、少なくとも前記極層を前記空気軸受面から凹ませる所定距離だけ、前記空気軸受面に近づいて位置するような背面間隙を有することを特徴とする請求項２４記載の書き込みヘッド。
【請求項２７】
前記切頭形状プローブの長さは、前記切頭形状プローブ先端での磁束密度を高めるために、前記空気軸受面における前記切頭形状プローブの先端から前記切頭形状プローブのヨークに略近い点まで達することを特徴とする請求項２４記載の書き込みヘッド。
【請求項２８】
データを記憶する磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体上にデータを記録する書き込みヘッドと、
前記磁気記録媒体上で前記書き込みヘッドを位置決めするアクチュエータと、を有し、
前記書き込みヘッドは、さらに、
空気軸受面に近接して設けられ、磁束を生成するコイル層と、
前記空気軸受面から所定距離だけ凹んで設けられ、前記磁束を伝送するために前記コイル層上に形成される極層と、
前記空気軸受面から凹ませて前記極層が設けられる際の所定距離に略等しい長さを有し、磁気記録媒体上にデータを記録するために前記極層上に形成される切頭形状プローブと、を有し、
前記コイル層の位置が、記録密度を高めるために前記切頭形状プローブ先端で磁束密度を高めることを特徴とする垂直記録ヘッドの効率を高めるシステム。
【請求項２９】
前記切頭形状プローブの長さは、前記切頭形状プローブ先端で磁束密度を高めるために、前記空気軸受面における前記切頭形状プローブ先端から前記切頭形状プローブのヨークに略近い点まで達することを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【請求項３０】
前記磁気記録媒体は、さらに、より優れた熱的安定性とより大きなビットセルを提供するために軟磁性下地層を有することを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に垂直記録、特に、レジストのプルバックを用いた垂直記録用の切頭形書き込みヘッド・プローブを提供する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定磁気記憶装置システムは、最新型のパーソナル・コンピュータ、ワーク・ステーション及び、ポータブル・コンピュータなどにおける、主要な不揮発性記録装置として現在一般に普及している。記憶装置システムは、ポータブル・コンピュータに導入する時でも、現在ギガバイトのデジタル・データの記憶容量能力を持つ。
【０００３】
記憶装置システムに対するよりデータ高密度化、すなわち記憶容量の増加を可能とする多くの重要な進歩が為されている。これらの進歩には、より高速なアクセス速度とより速いアクセス時間が含まれ、その結果、記憶装置システムとのデータ通信帯域幅が増大する。記憶装置システムの寸法と重さを著しく低減する進歩も為されており、その結果、最新式の容量と性能を持つ超軽量ポータブル・コンピュータが利用可能となった。
【０００４】
ディスク・ドライブは、記憶装置システムの一例である。ディスク・ドライブの磁気記録密度は、他の情報記憶装置手段よも早く、過去数年間で著しく高くなった。今までは、既成のディスク・ドライブは、いずれも長手方向記録媒体を使用していた。水平方向記録では、ディスク・ドライブ記録ヘッドが急速回転ディスクの上面を浮動すると、その記録ヘッドはディスクを覆う磁界中の磁気遷移を感知する。この信号の振幅は、媒体の磁気厚さ（媒体の残留磁気モーメントＭｒとその物理的厚さｔの積）に比例する。データの高密度化に伴い、近密な磁気遷移が明瞭に読み取れるほどに区別できるよう、媒体の磁気厚さ（技術的にＭｒｔとして知られている）を、比例して減らさなければならない。
【０００５】
長手方向磁気記録の成功は、急速にその限界に近づきつつある。熱的変動（超常磁性限界）下での磁気ドメインの遷移、即ち、磁気材料内の磁極がその方向を変えるか動き出す点は、最終的には、あらゆる磁気ドメインの小型化の限界となる。超常磁性効果は、データ・ビットが交互に変わる磁気方向として記録されるハード・ディスクを構成する磁気粒の体積の減少から生じる。設計者は、受容可能な性能を維持する一方で、データ記録密度を増加するために、媒体粒径を縮小して、媒体の厚さを減少させている。しかし、結果として、粒体積の減少により磁気粒の熱的変動が起こりやすくなり、ディスク・ドライブの読み込み・書き込みヘッドによって感知される信号が減少する。信号の減少がある程度に達すると、超常磁性効果のためにデータが消失する可能性がある。
【０００６】
そのため長手方向記録は、磁気面積密度を最大化する理想的な記録ではないことが長い間知られていた。長手方向記録の実用限界値は約８０−２００Ｇｂ／ｉｎ２であると予測されており、それが広く受け入れられている。
【０００７】
一つの明快な解決方法は、磁気材料のビット当たり（ビットセル）の粒数を変えて、超常磁性限界を拡大することである。しかし、現在の水平記録媒体の製造は、上述のように、より良好な直線性分解能を達成するためにより薄い媒体を生産する方向に向かっている。
【０００８】
長手方向記録に代わる方法として、媒体をディスク表面の垂直方向に磁化する垂直記録がある。垂直記録媒体では、磁粒当たりの体積を長手方向記録媒体よりも大きくすることができる。しかし、垂直記録を長手方向記録媒体で使用すると、媒体磁気厚さ（Ｍｒｔ）や対応する磁気書き込みヘッド極片の厚さが減少するため、書き込み感度が落ちる。
【０００９】
そのような事態を避ける既知の解決方法に、より厚い垂直記録媒体の下に軟質磁気層を入れるものがある。一例として、より高い飽和磁化Ｍｒと高保磁力Ｈｃを有する軟磁性下地層ＳＵＬが挙げられる。更に、垂直媒体では、記録層を一層厚くすることにより、熱的安定性の向上とビットセルの大型化が可能となる。従って、媒体に軟質下部層を入れると、垂直記録での記録密度がきわめて高くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
極めて高い記録密度を実現するには、極厚さで制限される書き込みヘッド・プローブの幅を小さくしなければならない。更に書き込みヘッドは、極磁束密度を書き込みヘッド材の飽和磁束密度に近づけて、磁性材料の残留磁束密度よりも磁束密度を高くしなければならない。
【００１１】
また、非常に高いデータ率で高記録密度を達成するには、細長い形状の書き込みプローブを持つ磁気書き込みヘッドが必要である事もわかる。
【００１２】
磁気書き込みヘッド材の飽和磁束密度に近い極磁束密度を有する磁気書き込みヘッドの必要性が伺える。
【００１３】
上述した従来技術の制限と、本明細書を読解すれば明白になる他の制限を克服するために、本発明は、レジストのプルバックを用いた垂直記録用の切頭形状書込みヘッドを形成する方法と装置を開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、垂直記録書き込みヘッド用切頭形状プローブの提供により、上述の問題を解決している。切頭形状プローブは、プルバック工程でレジスト内に形成される。プルバック工程では、トレンチがレジスト内に形成される。次いで、レジストは所定時間、必要な温度で過熱される。温度と時間を制御することで、レジストのプルバック量が制御され、切頭形状プローブ用の指定角度が形成される。
【００１５】
また本発明は、垂直書き込みヘッド・ヨークの空気軸受面（ABS）と磁気背面間隙間の距離を短縮することで、書き込みヘッドの効率を高めている。この距離短縮で、書き込みヘッドの長さが短縮され、記録信号の立ち上がり時間が高速化する。
【００１６】
本発明の原理に従う垂直記録用切頭形状書込みヘッド・プローブを形成する方法には、レジスト内で、第１側壁と第２側壁を有するトレンチを形成することと、トレンチの第１側壁と第２側壁の所定傾斜を形成するために所定時間ある温度でレジストを加熱することと、トレンチ内での磁性材の溶着によりプローブを形成することが含まれる。
【００１７】
本発明の他の実施例では、垂直記録書き込みヘッドの効率を高める方法が提供されている。この方法には、空気軸受面に近接して、磁束を発生するコイル層を形成することと、コイル層上で、空気軸受面から所定距離だけ凹ませて設ける極層を形成することと、極層の切頭形状プローブを、空気軸受面から凹ませて極層が設けられる際の所定距離に略等しくなるように形成することが含まれ、空気軸受面に近接してコイル層を確立することが切頭形状プローブの先端で磁束密度が高まる。
【００１８】
本発明の他の実施例では、垂直記録ヘッドが提供されている。垂直記録書き込みヘッドは、磁束を生成し、空気軸受面に近接して位置するコイル層と、空気軸受面から所定距離だけ凹ませ、磁束を伝送するコイル層上に形成する極層と、空気軸受面から凹ませて極層が設けられる際の所定距離に略等しい長さを有し、磁気記録媒体上でデータを記録する極層上に形成される切頭形状プローブとを含み、切頭形状プローブ先端でコイル層の位置が磁束密度を高め、記録密度を高める。
【００１９】
本発明の他の実施例では、垂直記録ヘッドの効率を高めるシステムが提供されている。このシステムは、データを記憶する磁気記録媒体と、磁気記録媒体上のデータを記録する書き込みヘッドと、磁気記録媒体上で書き込みヘッドを位置決めするアクチュエータとを含み、書き込みヘッドは、更に、磁束を生成して、空気軸受面に近接して設けられるコイル層と、空気軸受面から所定距離だけ凹ませて設けられ、磁束を伝送するコイル層上に形成される極層と、空気軸受面から凹ませて極層が設けられる際の所定距離に略等しい長さを有し、磁気記録媒体上にデータを記録する極層上に形成される切頭形状プローブとを含み、切頭形状プローブ先端でコイル層の位置が磁束密度を高め、記録密度を高める。
【００２０】
本発明を特徴づける種々のその他の新規な利点や特徴が、特にここに添付の請求項において指摘された。そしてこれらはこの発明についての一部をなしている。しかしながら、本発明と、その利点と、それを使用する際に得られる目的とをさらによく理解するには、この発明のさらに一部を構成する図面と、本発明に従って装置の詳細例を図示して記載されている記述事項とを参照する必要がある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、上記従来の問題を解決する垂直記録書き込みヘッド用切頭形状プローブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下の模範的な実施例の記載では、添付の図面に参照を付した。この図面は本明細書の一部をなすものであり、特定の実施例を図示するやり方で示した。これにより本発明が実施されることがある。その他の実施例は構造上の変更として利用されることがあり、本発明の範囲から逸脱することなくなされることがあることを理解されたい。
【００２３】
本発明は、垂直記録書き込みヘッド用の切頭形状プローブである。切頭形状プローブは、プルバック工程を用いたレジスト内に形成される。プルバック工程では、トレンチがレジスト内に形成される。次いで、レジストは所定時間ある要求温度まで加熱される。温度と時間を制御することによって、レジスト内のプルバック量が切頭形状プローブの指定角度を形成するように制御される。
【００２４】
また、垂直記録書き込みヘッド・ヨークの空気軸受面(ＡＢＳ)と磁気背面間隙間の距離を短縮することで、本発明は書き込みヘッドの効率を高めている。この距離の短縮で、従来の非切頭形状ヘッドと比較して、書き込みヘッド長が短縮され、記録信号の立ち上がり時間が速くなる。
【００２５】
図１は、記憶システム１００を図示する。図１で、変換器１１０はアクチェエータ１２０の制御下にある。アクチュエータ１２０は変換器１１０の位置を制御する。変換器１１０は記録媒体１３０上でデータの読み書きを行う。読み取り・書き込み信号はデータ・チャネル１４０を通過する。信号処理器１５０はアクチェエータ１２０を制御し、データ・チャネル１４０の信号を処理する。更に、媒体中継器１６０は信号処理器１５０で制御され、磁気媒体１３０を変換器１１０に相対して移動させる。本発明は、特定形状の記憶システム１００や、あるいは記憶システム１００に使用される媒体１３０の形に限定されるものではない。
【００２６】
図２は、磁気ディスク・ドライブ記憶システム２００の１例を図示する。図２で示すように、少なくとも１つの回転磁気ディスク２２０がスピンドル２２２で支持され、ディスク駆動モータ２２４により回転される。各ディスク２２０上の磁気記録媒体の形状は、同心円データ・トラック（図示していない）の環状パターンをとる。
【００２７】
少なくとも１個のスライダ２２６はディスク２２０上に位置し、各スライダ２２６は１個以上の磁気読み出し・書き込みヘッド２２８を支持し、ヘッド２２８は本発明のセンサを組み込んでいる。ディスク２２０が回転すると、所望のデータが記録されているディスク２２０の異なった部分をヘッド２２８がアクセスできるように、スライダ２２６はディスク表面２３０上を半径方向に出入りして移動する。各スライダ２２６は、サスペンション２３４でアクチュエータ・アーム２３２に取り付けられている。サスペンション２３４からわずかなばね力が生じて、スライダ２２６をディスク表面２３０に傾けさせる。各アクチュエータ・アーム２３２はアクチュエータ２３６に取り付けられている。アクチュエータ２３６は、例えば、ボイスコイルモータ(ＶＣＭ)でも良い。アクチュエータ２３６は制御ユニット２４０で発せられる位置制御信号２４４で制御される。
【００２８】
ディスク・ドライブ２００の動作中、ディスク２２０の回転はスライダ２２６とディスク表面２３０の間に空気ベアリングが発生し、それが上方の力となり、スライダ２２６を持ち上げる。ヘッド２２８を含み、ディスク２２０の面と対面するスライダ２２６の面は、空気軸受面（ＡＢＳ）とする。このように空気ベアリングは、サスペンション２３４のわずかなばね力を相殺し、通常の動作中には事実上一定の距離に保ち、ディスク面２３０から若干離れた位置でスライダ２２６を支持している。
【００２９】
ディスク・ドライブ２００の種々の部品は、アクセス制御信号や内部クロック信号などの、制御ユニット２４０で発生する制御信号によって動作中に制御される。標準的には、制御ユニット２４０は、論理制御回路、記憶装置、マイクロプロセッサとが含まれる。制御ユニット２４０は、ドライブ制御信号２４２やヘッド位置信号２４４のような種々のシステム動作を制御する信号を生成する。位置制御信号２４４は、所望の電流形状で、スライダ２２６をディスク２２０上の所望するデータ・トラックへ最適に移送させて、位置決めする。読み出しおよび書き込み信号は、記録チャネル２４６を介して読み出し・書き込みヘッド２２８を相手に双方向で伝達される。
【００３０】
標準的な磁気ディスク・ドライブ記憶システム２００に関する上記の記述は、説明用のものに過ぎない。ディスク記憶システムは多くのディスクやアクチュエータを含んでも良いし、各アクチュエータは多くのスライダを支持しても良いという事は明白なはずである。基本となる標準的な磁気ディスク・ドライブ記憶システム２００の他のバリエーションを、発明の範囲と目的内で維持しつつ、本発明に関連して使用しても良い。しかし本発明が、図２で図示するような磁気ディスク・ドライブ記憶装置システムに限定されていないことが、当業者にはわかるであろう。
【００３１】
図３（ａ）−（ｃ）は、切削工程による垂直記録ヘッド・プローブ３００ａ，３００ｂ，３００ｃの形成を図示する。図３（ａ）では、プローブ３００ａの形成には、下部層３１０上に溶着するアルミナなどの絶縁層３２０で部分的に囲い込まれているプローブ層３２５の構成を含んでいる。次いで、硬質マスク３３０がプローブ層３２５と絶縁層３２０の上に溶着される。プローブのパターンを定義する高解像度のレジスト像３４０は硬質マスク３３０の上に溶着される。
【００３２】
図３（ｂ）は、垂直記録ヘッド・プローブ３００ｂに関し、レジスト３４０で保護されてない領域に於ける硬質マスク３３０（図３(a)）の除去状態を図示する。反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）３５０のような工程を硬質マスク３３０（図３(a)）と高解像度画像用レジスト３４０の除去に使用しても良い。
【００３３】
図３（ｃ）は、イオン切削工程による垂直記録ヘッド・プローブ３００ｃの形状の構成を示している。図３（ｃ）で、例えば、裏にある１５度の形状３６０を、傾斜型イオン切削３５０を介して（アルミナ下部層３１０を基準に）形成する。しかし、切削工程３５０では、イオン切削３５０のために、プローブ側壁３７０，３７２が、プローブ材３２５を横切ってサイズを変化させるため、プローブ幅が不安定になる。更に具体的には、プローブ側壁３７０，３７２の変動は、イオン切削の非不均一性ばかりではなく、レジスト・マスク３４０（図３(ｂ)）の変動を原因とすることもある。
【００３４】
図４（ａ）は、本発明による垂直記録ヘッド構造４００ａのエアベリング表面から見た図である。垂直記録ヘッド４００ａは、書き込みヘッド部４１０と読み出しヘッド部４１５を含み、読み出しヘッド部はセンサ４２０を使用している。センサ４２０は非磁性で電気的に絶縁された読み出し間隙層（図示せず）で挟まれており、読み出し間隙層は強磁性な第１遮蔽層と第２遮蔽層４２５と４３０で挟んでも良い。外部の磁界に反応してセンサ４２０の抵抗が変化する。センサ４２０を流れる感知電流Ｉｓ(図示せず)は、抵抗変化を電位変化として発生させる。その後これらの電位変化は、図１と図２で示す処理により読み戻し信号として処理される。
【００３５】
図４（ｂ）は、本発明による図４（ａ）の垂直記録ヘッドの断面図Ａ−Ａを示している。図４（ａ）と（ｂ）を参照すると、磁気ヘッド４００ａの書き込みヘッド部４１０は、第１絶縁層４４０と第２絶縁層４４５（(図４(b))の間に挟まれるコイル層４３５を含んでいる。ヘッドを平面化して、コイル層４３５で生ずる第２絶縁層（(図４(b))でのリップルを除去するために、第３絶縁層４５０を採用しても良い。第１(440)、第２(445)、第３(450)絶縁層は、この技術では絶縁スタックとされている。コイル層４３５と第１層４４０、第２層４４５、第３層４５０の絶縁層は、第１極片(Ｐ１)４３０（第１極層）と第２極片(Ｐ２)４５５（第１極層）で挟まれている。第１(430)と第２(455)の極層は、背面間隙４６０（(図４(b))で磁気結合する。第１極層４３０はＡＢＳ４６５（(図４(b))で極先端４７２を有する。
【００３６】
一つの実施例では、第２遮蔽層と第１極片は共通層４３０であっても良い。この形のヘッドは併合磁気ヘッドとして知られている。しかし、第２遮蔽層と第１極片が分離層である場合は、ピギーバック・ヘッドとして知られている。
【００３７】
垂直記録ヘッド４００ａ，４００ｂの製造では、アルミナのような第１絶縁材４７０をコイル層４３５上に溶着する。第１材４７０は、化学的機械研磨（ＣＭＰ）で平面化される。しかし、本発明はこのような平面化工程に限定されない。第３絶縁層４５０は第１材４７０上に形成しても良い。第２の極片(Ｐ２)４５５は第３絶縁層４５０の上に形成され、ゼロ・スロート・ハイト(ＺＴＨ)４７５を基準にして凹み距離を生ずることが、その他の事項と共に図４（ｂ）に示されている。ゼロ・スロート・ハイトはＡＢＳ４６５からプローブのヨークによってプローブの幅が広がる点まで延びるプローブの長さにほぼ等しい。プローブ・ヨークをＡＢＳの近傍に設けると（すなわちＺＴＨ４７５を短くすると）、プローブ先端での磁束損失が減少し、書き込みヘッド４００ａ，４００ｂの効率が高くなる。
【００３８】
アルミナなどの第２素材は、ＡＢＳ４６５と第２極片４５５間にある少なくとも領域４７５で満たされる第２極片４５５の上で構成される。第２素材４８０は化学的機械研磨(ＣＭＰ)などの工程で平面化される。しかし、本発明はこの平面化工程に限定されない。ニッケル鉄(ＮｉＦｅ)などのシード層４８５は第２素材４８０の上で形成される。しかし、本発明はこのシード層材に限定されない。レジスト４９０はシード層４８５の上に形成される。トレンチ幅４９５は、写真平板工程などの工程によりレジスト４９０の上に形成され、垂直記録ヘッド・プローブを構成する為の材料を溶着する位置となる。
【００３９】
図５は、本発明によるレジストのダマスカス・プルバックの利用による垂直記録ヘッド５００用プローブの形成を示している。図５で、トレンチ幅５１０はレジスト５２０内に構成される。それから、レジスト５２０は、所定時間にわたりある要求温度まで加熱される。温度と時間を制御することで、レジスト５２０のプルバック量（シード層５４０の垂直方向に対してトレンチ壁で構成される角度）は、垂直記録ヘッド・プローブの特定形状５３０をなすように制御される。
【００４０】
図６は、本発明による温度に関する異なったプルバックを図示するチャートである。図６で、チャート６００は、所定温度６２０で所定時間、ホット・プレート上で焼かれる、CLARIANT（登録商標）ＡＺ７９０５などの、レジスト（図５、５２０）に対する、異なったプルバック角６１０を示している。例えば、CLARIANT（登録商標）ＡＺ７９０５レジストを摂氏温度１１７度６４０で５分間焼いて、所望の１５度角６５０（即ち、プルバック角６５０と温度６２０の交点６３０）を得ても良い。焼付工程は、トレンチ（図４、４９５）内での側壁傾斜量により、結果としてプローブを台形形状にするが、この形状に限定されない。しかしこの発明は、このチャートに限定されず、所望のプルバック角を得るには、異なったレジストで異なった温度やベーク時間が要求される。
【００４１】
図７（ａ）−（ｃ）は、本発明による垂直記録ヘッド７００ａ−ｃのレジスト・プルバック角のトラック幅依存性を示している。図7（ａ）はレジスト７２０に形成される垂直記録プローブの必要幅７１０の測定を示している。例えば、レジスト７２０のプルバックは、シード層７５０を基準にしてトレンチ７４５の側壁７３０内で１５度(725)の所望角度を発生させている。
【００４２】
レジスト７２０表面７１７のトレンチ７４５の幅７１０は、記録媒体表面のトラックの書き込み幅を決定する。トレンチは、表面７１７でより広いトレンチ７４５の幅７１０で形成され、このようにして、同じ垂直記録プローブが形成される。
【００４３】
記録表面上に形成される書き込みトラックが幅７１４より広くならないように、トレンチ７４５の幅７１０は、レジスト７２０の表面７１７では、シード層７５０の幅７１２よりも広くなっている。垂直記録ヘッドが記録媒体の内側と外側を移動すると、形成されたプローブは記録面に対して傾斜角を形作る。プローブは台形形状になっているので、プローブが記録表面に対して傾斜していても、プローブの狭い方の部分７１２はより広い方の部分７１４の影に残ることが確実になる。従って、台形形状のトレンチ７４５として構成されたプローブは、プローブが記録表面に合わせて傾斜したときに、トラック幅が広くなるのを防ぐ。
【００４４】
図7（ｂ）は、硬質マスク層７４０が垂直記録ヘッド７００ｂのレジスト７２０上に形成されうることを示している。従って、プローブの厚さ７２８は、レジストの厚さ７２０(後焼付処理の後)に酸化タンタル(ＴａＯｘ)などの硬質マスク７４０の厚さを加えた厚さで制御される。
【００４５】
図7（ｃ）は、シード層７６０が垂直記録ヘッド７００ｃ用にレジスト７２０上に形成されうることを示している。シード層７６０はヨーク領域（図示せず）から硬質マスク７４０を除去した結果として形成される場合がある。例えば、酸化タンタル(ＴａＯｘ)の硬質マスク層７４０（図7(b)）とニッケル鉄（ＮｉＦｅ）のシード層７６０は、スパッタ蒸着のような工程で、必要な寸法７３８になるまで、トレンチ７４５とトレンチ壁７３０を被覆しても良い。以下に論じるように、トレンチ７４５は磁性材でメッキされた完全膜でも良い。
【００４６】
本発明によると、プルバック量はレジスト７２０の焼付時間と同様に後焼付処理温度にも左右される。しかし本発明は、後焼付処理に利用するレジスト、温度、時間を一種類に限定するものではない。例えば本発明の技術は、異なる分子量や固体成分を有するNOVOLAK（登録商標）樹脂材などの他のレジストを用いても可能である。しかし、各々のレジスト７２０が変われば、後焼付処理温度と後焼付処理時間ごとに異なるプルバック角度が発生することが、通常の技術を有する当業者ならわかるであろう。
【００４７】
図８（ａ），（ｂ）は、本発明による垂直記録プローブ８００ａ，８００ｂの構成を示している。図８（ａ）は垂直記録ヘッド８００ａをＡＢＳから見たものである。図８（ｂ）は図８（ａ）の断面Ａ−Ａを示している。図８（ａ）と図８（ｂ）に関して、磁性層８１０でメッキされた完全膜は、最終的なプローブ厚さ８２０に比例する厚さになるまで、下層ウエハの表面全体を覆う。その後磁性層８１０は、酸化タンタル層８３０に到達するまで化学的に機械研磨される。酸化タンタル層８３０の硬質マスクの厚さは保持され、プローブ８４０上部の平面化が可能となる。
【００４８】
これで、プローブ８４０の所望形状が、最終的なプローブ厚さ８７０と同様に形成される。プローブ８４０の切頭形状長さ８１７も形成される。化学的な機械研磨動作後に、硬質マスク層８３０が除去される。硬質マスク層８３０を反応性イオン・エッチング操作で除去し、プローブ８４０と先細りにしたレジスト８５０を露出してもよい。しかし、本発明はこの除去工程に限定されない。
【００４９】
図９（ａ）と図９（ｂ）は、本発明による垂直記録ヘッド９００ａ，９００ｂからレジスト(図８，８５０)を除去する工程を示している。図９（ａ）は垂直記録ヘッド９００ａをＡＢＳから見たものである。レジスト(図８，８５０)をO2ＲＩＥ操作で除去し、プローブ９１０を、ウエハ９２０上の唯一の構造としてもよいが、この操作に限定されるものではない。その後垂直記録ヘッド９００ａは、リードおよびスタッド製法（図示せず）と保護膜溶着（図示せず）で仕上げられる。しかし本発明はこの工程に限定されず、プローブ９１０は、例えばレジストの硬質焼付層のＲＩＥやシリコン酸化物(ＳｉＯ２)でも製作可能である。
【００５０】
図９（ｂ）は、図９（ａ）の垂直記録ヘッドの断面Ａ−Ａ９００ｂを示している。本発明によると、Ｐ２層９６０用の極先端は不要なので、プローブ９１０がＰ２層９６０上にあることで、コイル９３０をＡＢＳに近づけることができる。しかしこの発明は、極先端のないＰ２層９６０に限定されるものではない。従って、コイル９３０をＡＢＳへと大幅に近づけることができるので、ＡＢＳとヨークの磁気背面間隙９４０の間の距離を縮めることができる。
【００５１】
また、ＡＢＳと垂直記録ヘッド９００ｂの磁気背面間隙９４０の間の距離が縮まるため、従来の非切頭形状ヘッドに比較して、記録信号の立ち上がり時間が速くなる。このように立ち上がり時間が速くなるのは、ＺＴＨ９５０の凹み、すなわち切頭形状プローブ長が短くなると、コイル９３０がＡＢＳにより接近９８０し、従って、Ｐ２層９６０経由でコイル９３０からプローブ９１０に移動する磁束損失を削減できるからである。この構造で、コイルからの磁束をＰ２層経由でプローブ・ヨーク層９７０へ、その後プローブ９１０へ移動するので、より多くの磁化（即ち、より多くの磁束密度）が発生し、これによりプローブ９１０に向かう磁束が増える。
【００５２】
従って、ヘッド９００ａ，９００ｂの効率は、ＡＢＳとヨーク９７０の磁気平面間隙の間の距離を縮めることで達成される。よって効率が高くなる（磁界損失は従来のヘッドより小さい）ので、はるかに薄くなったプローブ要素９１０から書き込み磁界を生成することが可能となる。
【００５３】
本発明に関する前述の模範実施例は、図示と説明を目的に示したものである。これは独占的なものではなく、ここに開示された形状とまったく同じものに本発明を限定するものでもない。教義に鑑みて、多くの修正や変更が可能である。発明の範囲は、この詳細説明ではなく、むしろ、ここに添付する特許請求の範囲で限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】記憶システムの図である。
【図２】磁気ディスク・ドライブ記憶システムの１例を示す図である。
【図３】切削工程による垂直記録ヘッド・プローブの構成を示す図である。
【図４】本発明に従う垂直記録ヘッド・プローブの構成を示す図であり、（ａ）は空気軸受面から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明によるレジストのダマスカス・プルバックを使用した垂直記録ヘッド用プローブの構成を示す図である。
【図６】本発明による、温度に関して異なったプルバック角度を示すチャートである。
【図７】本発明による、垂直記録ヘッドのレジスト・プルバック角度へのトラック幅依存性を示す図である。
【図８】本発明による垂直記録プローブの形成方法を示す図であり、（ａ）は空気軸受面から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】本発明による垂直記録ヘッドからレジストを除去する工程を示す図であり、（ａ）は空気軸受面から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
300a, 300b, 300c：垂直記録ヘッド・プローブ、
325：プローブ層、
330：硬質マスク、
340：レジスト・マスク、
370,372：プローブ側壁、
400a, 400b：垂直記録ヘッド、
410：書き込みヘッド部、
415：読み出しヘッド部、
420：センサ、
430：第１極層、
455：第２極層、
465：ＡＢＳ、
472：極先端、
475：ゼロ・スロート・ハイト(ZTH) 
485：シード層、
490：レジスト、
500：垂直記録ヘッド、
510：トレンチ幅、
520：レジスト、
530：プローブ形状、
730：トレンチ壁、
740：硬質マスク、
745：トレンチ、
800a,800b：垂直記録ヘッド
840：プローブ、
830：硬質マスク
850：レジスト
900a, 900b：垂直記録ヘッド
910：プローブ、
930：コイル、
940：磁気背面間隙、
960：第２極層（Ｐ２層）、
970：プローブ・ヨーク層。
【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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