(57)【要約】【課題】正確な厚さと正確な逆台形断面を有するめっき磁性膜からなる磁極を有する磁気ヘッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板１上に逆台形断面の磁性膜６からなる磁極部１０を形成し、ＣＭＰ研摩のストッパ膜７で被覆する。次いで、埋込み層９で埋め込み、磁極部１０上面のストッパ膜７が表出するまで埋込み層９を除去する粗研摩工程と、次いで、表出したストッパ膜７を除去した後、磁極部１０及び埋込み層９を所定の厚さまで平坦に除去する仕上げ研摩工程とを行う。粗研摩は、磁極部１０上面のストッパ膜７により停止し、正確に磁極部１０の厚さに研摩される。仕上げ研摩では、その正確な厚さを基準として除去すべき研摩量を定めるので精密に目的とする厚さに仕上げることができる。【選択図】図４
2007200439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に逆台形の断面形状を有する磁性膜からなる磁極部を形成する工程と、
次いで、前記磁極部の表面を被覆する化学的機械的研摩のストッパ膜を形成する工程と、
次いで、前記磁極部を埋め込むために絶縁膜からなる埋込み層を形成する工程と、
次いで、化学的機械的研摩により、前記磁極部の上面に形成された前記ストッパ膜を表出するまで研摩する粗研摩工程と、
次いで、表出した前記ストッパ膜を除去する工程と、
次いで、化学的機械的研摩により、前記磁極部及び前記埋込み層を研摩する仕上げ研摩工程とを有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記ストッパ膜は、Ｔａ膜であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記磁極部は、前記磁性膜の側面に形成された酸化アルミニウム薄膜を含み、
前記磁極部を形成する工程は、
前記基板上にめっきシード層及び、密着層又は反射防止層からなる中間層を順次形成する工程と、
前記中間層上に、逆台形断面の溝を含む開口を有するレジスト膜を形成する工程と、
次いで、前記開口の側面に前記酸化アルミニウム薄膜を形成する工程と、
次いで、前記開口の底面に表出する前記中間層を除去する灰化処理工程と、
次いで、前記開口を埋め込むめっき磁性膜を形成する工程と、
次いで、前記レジスト膜を除去して、前記磁極部を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記開口の側面に前記酸化アルミニウム薄膜を形成する工程は、
原子層堆積法により前記開口を被覆し基板上全面に酸化アルミニウムの薄膜を形成する工程と、
前記酸化アルミニウムの薄膜をエッチバックして、前記開口の側面にサイドウォールとして前記アルミニウム薄膜を形成する工程とを有することを特徴とする請求項３記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】
基板上にめっきシード層を介して形成された、逆台形断面を有するめっき磁性膜と、
前記磁性膜の側面に順次積層された酸化アルミニウム薄膜及び研摩のストッパ膜と、
前記磁性膜、酸化アルミニウム薄膜及び研摩のストッパ膜からなる磁性部の側面を埋込み、前記磁性膜と同じ厚さに平坦に研摩された埋込み層とを有することを特徴とする磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は逆テーパ形状の主磁極を有する磁気ヘッド及びその製造方法に関し、とくに主磁極の断面形状を精密に形成することができる磁気ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置、とくに高密度記録が要求される垂直記録磁気ディスク装置では、ヨー角の内外周差に起因する隣接トラックへの誤書込・誤消去を避けるため、逆テーパ形状の主磁極が用いられる。かかる逆テーパ形状の主磁極は、基板上に形成された上辺が拡幅された逆台形の断面を有する磁性膜からなり、例えばレジストパターンの開口をめっき磁性膜で埋め込むエレクトフォーオング法により製造されている。
【０００３】
以下、エレクトフォーオング法を用いて逆テーパ形状の主磁極を形成する従来の磁気ヘッドの製造方法を説明する。（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
図５は従来の磁気ヘッドの製造工程断面図であり、エレクトフォーオング法を用いた主磁極の形成工程を表している。
【０００５】
図５（ａ）を参照して、まず、絶縁基板１上に、めっきシード層２及び密着層３ａからなる中間層３を順次形成し、その上にレジスト膜４を塗布する。次いで、レジスト膜４を露光、現像して、矩形断面の溝を形成する。次いで、加熱してレジスト膜４を変形させ、矩形断面の溝を上辺が広い逆台形断面の開口４ａへ変形する。
【０００６】
次いで、酸素プラズマを用いたアッシングにより、開口４ａ底面に表出する中間層３を除去し、開口４ａ底面にめっきシード層２を表出する。その後、めっきシード層２を電極とするめっきにより、逆台形断面の開口４ａを埋め込む磁性膜６を形成する。これにより、逆台形断面形状を有する磁性膜６（主磁極となる）が形成される。
【０００７】
次いで、図５（ｂ）を参照して、レジスト膜４を除去し、さらに中間層３及びめっきシード層２を、磁性膜６近傍領域にのみ残し、その外側に延在する部分を除去する。次いで、基板１上全面に、絶縁膜、例えば酸化アルミニウムからなる埋込み層９を堆積する。
【０００８】
次いで、図５（ｃ）を参照して、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）を用いて、埋込み層９及び磁性膜６を所定の厚さになるまで平坦に研磨し、所定の厚さを有する逆台形断面の磁性膜６からなる主磁極が形成される。
【特許文献１】特開２００１−８４５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の磁気ヘッドの製造方法では、主磁極は、一回のＣＭＰにより所定の厚さに加工される。しかし，ＣＭＰでは精密な膜厚制御は難しく、所定の厚さに精密に合わせ込むことができないため、主磁極（磁性膜６）の膜厚がばらついてしまう。その結果、書込磁束密度のばらつきを生じ磁気ディスク装置の信頼性が損なわれる。
【００１０】
また、磁性膜と埋込み層との研磨速度に差があると、磁性膜の上面が埋込み層に接する部分で研摩だれが生じて、磁性膜の端が上方又は下方に湾曲することがある。このような磁性膜の上端面の湾曲は、書込磁束密度の分布を生じさせ書込みの信頼性を損なう。
【００１１】
さらに、従来の磁気ヘッドの製造方法では、開口を有するレジスト膜をマスクとして、開口の底に表出する中間層をアッシングして除去しシード層を表出している。かかる中間層は密着層あるいは反射防止膜であり、一般にエレクトフォーミング用のレジスト膜４を形成ために必要とされている。しかし、このアッシングの際に、マスクとして使用されるレジスト膜の開口が変形し、その開口を埋め込み形成される磁性膜の断面形状がばらつくことがある。このような主磁極となる磁性膜の断面形状のばらつきは、書込磁束密度の分布や隣接するトラックへの磁束漏洩を生ずるため、書込の信頼性を劣化させるという問題を生ずる。
【００１２】
本発明は、逆台形断面を有するレジスト開口を埋め込み形成されためっき磁性膜を磁極とする磁気ヘッド及びその製造方法に関し、所与の厚さと正確な逆台形断面を有するめっき磁性膜からなる磁極を有する磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１構成に係る磁気ヘッドの製造方法では、基板上に形成された逆台形断面形状を有する磁性膜からなる磁極部を、化学的機械的研摩のストッパ膜で被覆する。次いで、基板上全面に埋込み層を形成したのち、ストッパ膜をストッパとする化学的機械的研摩により、磁極部上面に形成されたストッパ膜が表出するまで埋込み層を除去する粗研摩工程と、次いで、表出した前記ストッパ膜を除去した後、化学的機械的研摩により、磁極部及び埋込み層を所定の厚さまで平坦に除去する仕上げ研摩工程とを行う。なお、本明細書の磁極部とは、逆台形断面に形成された磁性膜、又は、その磁性膜の表面に何らかの薄膜が付着した逆台形断面の構造体をいう。
【００１４】
上記第１構成では、磁性膜からなる磁極部の表面、即ち磁極部の上面及び側面に研摩のストッパ膜、例えばＴａ膜を形成したのち、磁極部上面のストッパ膜をストッパとする粗研摩を行う。その後、磁極部上面のストッパ膜を除去し、所定の厚さまで磁極部及び埋込み層を研摩する。
【００１５】
上記粗研摩は、磁極部上面のストッパ膜により停止するので、埋込み層は正確に磁極部の厚さまで研摩される。従って、その後になされる仕上げ研摩では、粗研摩により形成された正確な厚さを基準としてその厚さから除去すべき研摩量を制御することで、精密に目的とする厚さに仕上げることができる。このため、粗研摩及び仕上げ研摩での研摩量を一度に研摩する従来の磁気ヘッドの製造方法と比較し、磁極部及び埋込み層の厚さを精密に制御することができる。また、仕上げ研摩の研摩量が少ないので、デッシングによる磁極部の膜厚の変動も小さい。
【００１６】
さらに仕上げ研摩では、磁極部及び埋込み層に較べて研摩速度が遅いストッパ膜が磁極部の側面に設けられているので、このストッパ膜の上端が研摩面から突起して研摩が進行する。このため、ストッパ膜に近い磁極部上端面は突起するストッパ膜に引きずられて上方に反るように研摩され、磁極部上端面のだれが防止される。その結果、磁極部上面端部の断面形状が正確に形成されるので、磁極部上端の丸みに起因する磁束密度の分布が抑制され正確な書込を行うことができる。
【００１７】
本発明の第２構成に係る磁気ヘッドの製造方法は、第１構成の磁気ヘッドの製造方法の改良に関し、レジスト膜の開口の形状を正確に保持する方法に関する。
【００１８】
本第２構成では、めっきシード層上にめっきシード層及び、密着層又は反射防止層からなる中間層を順次形成して、その上に逆台形断面の開口を有するレジスト膜を形成する。次いで、開口側面に酸化アルミニウム薄膜を形成した後、灰化処理して開口底面に表出する中間層を除去する。次いで、開口を埋め込むめっき磁性膜を形成する。
【００１９】
上記第２構成では、レジスト開口の側面に酸化アルミニウム薄膜が形成された状態で灰化処理がされるので、レジスト開口の形状変化が抑制される。このため、正確な形状の磁性膜（即ち、磁極部）が形成される。
【００２０】
酸化アルミニウム薄膜をレジスト開口の側面に形成するには、例えばレジスト開口を含む基板上全面に酸化アルミニウム薄膜を堆積し、その酸化アルミニウム薄膜をエッチバックすることにより行うことができる。また、この酸化アルミニウム薄膜は、酸化アルミニウム薄膜堆積時のレジスト開口の変形を小さくするために、原子層堆積法（ＡＬＤ法）を用いて堆積することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、磁性膜上面のストッパ膜をストッパとする粗研摩の後、所定の厚さまで研摩する仕上げ研摩を行うので、正確な厚さの磁極部が形成される。加えて、磁極部の側面にストッパ膜が形成された状態で仕上げ研摩を行うので、だれが小さい正確な断面形状を有する磁極部が形成される。このため、正確な厚さと正確な断面形状に形成された磁極を有する磁気ヘッドを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を垂直磁気記録ディスク装置に用いられる逆テーパ形状の磁気ヘッドの製造工程を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１〜図４は本発明の実施形態磁気ヘッドの製造工程断面図（その１）〜（その４）であり、磁気ディスクの記録面側から見た磁気ヘッドの主磁極の断面を表している。
【００２４】
図１（ａ）を参照して、本実施形態では、まず、絶縁基板１、例えばアルミナ基板上に、厚さ１０ｎｍのＲｕ及び厚さ１５０ｎｍのＮｉ−Ｆｅからなるめっきシード層２を形成し、さらにめっきシード層２上に有機薄膜からなる中間層３を形成する。この中間層３は、例えば本実施形態ではシード層２とレジスト膜４との接着力を高めるための密着層３ａであり、また、光露光を用いる実施形態では光の反射を防ぐための反射防止膜のこともある。
【００２５】
次いで、基板上全面に厚さ３００ｎｍのポジ型レジスト膜４を塗布する。次いで、ＥＢ露光を用いたフォトリソグラフィにより、レジスト膜４に主磁極の幅（トラック幅）を規定する断面矩形の溝状の開口４ａを形成する。
【００２６】
次いで、図１（ｂ）を参照して、例えば１５０〜１６０℃で 5分間の熱処理をし、レジスト膜４の開口４ａの上部を広げる。この熱処理により、開口４ａは、開口４ａの側壁が７度±２度傾き、上辺が幅１００〜１５０ｎｍに拡幅した逆台形断面形状に変形した。
【００２７】
次いで、図１（ｃ）を参照して、ＣＶＤ法（化学的気相堆積法）を用いたＡＬＤ法ににより、開口４ａの内面を被覆し開口４ａ外側のレジスト膜４上面に延在する厚さ５ｎｍ〜１０ｎｍの酸化アルミニウム薄膜５を堆積した。
【００２８】
次いで、図２（ｄ）を参照して、ハロゲン系のエッチングガスを用いたＲＩＥ（反応性イオンエッチング）又はイオンミリングにより酸化アルミニウム薄膜５をエッチバックして、レジスト膜４の上面及び開口４ａの底面に堆積した酸化アルミニウム薄膜５を除去し、開口４ａの側面に酸化アルミニウム薄膜５を残した。
【００２９】
次いで、図２（ｅ）を参照して、酸素プラズマを用いたアッシングにより、開口４ａの底面に表出する中間層３（本実施形態では密着層３ａ）を除去し、開口４ａの底面にめっきシード層２を表出させる。このとき、開口４ａの側面は酸化アルミニウム薄膜５で被覆されているため、酸素プラズマによるアッシングを行っても開口４ａの変形はほとんど無視し得る程度に抑制される。
【００３０】
次いで、図２（ｆ）を参照して、めっきシード層２を一方の電極とするめっきにより、開口４ａを埋め込む逆台形断面形状を有する磁性膜６を形成する。なお、この磁性膜６はその側面に密着する酸化アルミニウム薄膜５とともに逆台形断面形状を有する磁極部１０を構成する。
【００３１】
次いで、図２（ｇ）を参照して、レジスト膜４を除去する。その結果、高さがほぼ３００ｎｍの逆台形断面の磁極部１０が基板１上に残される。
【００３２】
次いで、図３（ｈ）を参照して、低真空でのスパッタにより、磁極部１０の全面及び表出する中間層３上面を被覆する厚さ５ｎｍ〜１０ｎｍのＴａ膜７ａを研摩ストッパ膜７として形成する。
【００３３】
次いで、図３（ｉ）を参照して、磁極部１０及びその近傍を覆うレジストマスク８を形成し、そのレジストマスク８をマスクとしてその外側に延在するＴａ膜７ａ（即ち、ストッパ膜７）、中間層３及びめっきシード層２を順次エッチングして除去する。
【００３４】
次いで、図３（ｊ）を参照して、磁極部１０を被覆する厚さ４００ｎｍの酸化アルミニウムからなる埋込み層９を、基板１上全面に形成する。
【００３５】
次いで、図３（ｋ）を参照して、Ｔａ膜７ａをストッパとするＣＭＰを用いた粗研摩により磁極部１０の上面に形成されたＴａ膜７ａを表出するまで埋込み層９を平坦に研摩する。このとき、磁極部１０の上面に形成されたＴａ膜７ａは面積が大きく、研摩のストッパとして十分に機能する。従って、粗研摩より磁極部１０及び埋込み層９は精密に磁極部１０の厚さに研摩される。
【００３６】
次いで、図３（ｌ）を参照して、ＲＩＥにより、磁極部１０上面上のＴａ膜７ａをエッチングして除去する。
【００３７】
次いで、図３（ｍ）を参照として、粗研摩に較べて研摩速度が遅いＣＭＰを用いた仕上げ研摩により埋込み層９及び磁極部１０を所定の厚さ、例えば厚さ２００ｎｍまで平坦に研摩する。この結果、厚さ２００ｎｍの逆台形断面の磁性膜６からなる主磁極を有する磁気ヘッドが形成された。 
【００３８】
この仕上げ研摩は、あらかじめ粗研摩により精密な厚さに研摩された研摩面を基準として、その研摩面から必要な研摩量だけ研摩する。この必要な研摩量は例えば１００ｎｍ程度と小さいから、磁極部１０の仕上がりの厚さを精密に制御することが容易である。
【００３９】
なお、仕上げ研摩には、Ｔａが研摩ストッパとして作用するＣＭＰが用いられる。このＣＭＰでは、磁性膜６の側面に形成されたＴａ膜７ａの研摩速度が埋込み層９及び磁性膜６より遅いため、Ｔａ膜７ａの上端近傍の研摩面が上方に凸となり、その結果、磁性膜６の上面端部も上方に反るように研摩されるので磁性膜６の上面端部の研摩だれが防止される。従って、研摩だれが小さく精密な断面形状を有する磁性膜６が形成される。
【００４０】
本明細書には、上述したように以下の付記記載の発明が開示されている。
（付記１）基板上に逆台形の断面形状を有する磁性膜からなる磁極部を形成する工程と、
次いで、前記磁極部の表面を被覆する化学的機械的研摩のストッパ膜を形成する工程と、
次いで、前記磁極部を埋め込むために絶縁膜からなる埋込み層を形成する工程と、
次いで、化学的機械的研摩により、前記磁極部の上面に形成された前記ストッパ膜を表出するまで研摩する粗研摩工程と、
次いで、表出した前記ストッパ膜を除去する工程と、
次いで、化学的機械的研摩により、前記磁極部及び前記埋込み層を研摩する仕上げ研摩工程とを有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
（付記２）前記ストッパ膜は、Ｔａ膜であることを特徴とする付記１記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記３）前記磁極部は、前記磁性膜の側面に形成された酸化アルミニウム薄膜を含み、
前記磁極部を形成する工程は、
前記基板上にめっきシード層及び、密着層又は反射防止層からなる中間層を順次形成する工程と、
前記中間層上に、逆台形断面の溝を含む開口を有するレジスト膜を形成する工程と、
次いで、前記開口の側面に前記酸化アルミニウム薄膜を形成する工程と、
次いで、前記開口の底面に表出する前記中間層を除去する灰化処理工程と、
次いで、前記開口を埋め込むめっき磁性膜を形成する工程と、
次いで、前記レジスト膜を除去して、前記磁極部を形成する工程とを有することを特徴とする付記１又は２記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記４）前記開口の側面に前記酸化アルミニウム薄膜を形成する工程は、
原子層堆積法により前記開口を被覆し基板上全面に酸化アルミニウムの薄膜を形成する工程と、
前記酸化アルミニウムの薄膜をエッチバックして、前記開口の側面にサイドウォールとして前記アルミニウム薄膜を形成する工程とを有することを特徴とする付記３記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記５）基板上にめっきシード層を介して形成された、逆台形断面を有するめっき磁性膜と、
前記磁性膜の側面に順次積層された酸化アルミニウム薄膜及び研摩のストッパ膜と、
前記磁性膜、酸化アルミニウム薄膜及び研摩のストッパ膜からなる磁性部の側面を埋込み、前記磁性膜と同じ厚さに平坦に研摩された埋込み層とを有することを特徴とする磁気ヘッド。
（付記６）基板上にめっきシード層及び、密着層又は反射防止層からなる中間層を順次形成する工程と、
前記中間層上に、逆台形断面の溝を含む開口を有するレジスト膜を形成する工程と、
次いで、前記開口の側面に酸化アルミニウム薄膜を形成する工程と、
次いで、前記開口の底面に表出する前記中間層を除去する灰化処理工程と、
次いで、前記開口を埋め込むめっき磁性膜からなる磁極部を形成する工程と、
次いで、前記レジスト膜を除去する工程と、
次いで、前記磁極部の表面を被覆するＴａ膜を形成する工程と、
次いで、前記磁極部の近傍領域上に形成された前記Ｔａ膜、前記中間層及び前記めっきシード層を残し、前記近傍領域の外側に延在する前記Ｔａ膜、前記中間層及び前記めっきシード層を除去する工程と、
次いで、前記磁極部を埋め込む酸化アルミニウムからなる埋込み層を前記基板上全面に形成する工程と、
次いで、前記Ｔａ膜をストッパとする化学的機械的研摩により、前記磁極部の上面に形成された前記Ｔａ膜を表出するまで研摩する粗研摩工程と、
次いで、表出した前記Ｔａ膜を除去する工程と、
次いで、Ｔａ膜がストッパとなる化学的機械的研摩により、前記磁極部及び前記埋込み層を所定の厚さまで研摩する仕上げ研摩工程とを有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明を垂直磁気記録磁気ディスク装置の磁気ヘッド及びその製造に適用することで、高密度記録に適した磁気ディスク装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態磁気ヘッドの製造工程断面図（その1 ）
【図２】本発明の実施形態磁気ヘッドの製造工程断面図（その２）
【図３】本発明の実施形態磁気ヘッドの製造工程断面図（その３）
【図４】本発明の実施形態磁気ヘッドの製造工程断面図（その４）
【図５】従来の磁気ヘッドの製造工程断面図
【符号の説明】
【００４３】
１  基板
２  めっきシード層
３  中間層
３ａ  密着層
４  レジスト膜
４ａ  開口
５  酸化アルミニウム薄膜
６  磁性膜
７  ストッパ膜
７ａ  Ｔａ膜
８  レジストマスク
９  埋込み層
１０  磁極部
【図１】
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【図２】
2007200439.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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