(57)【要約】      （修正有）【課題】コイル電流及び環境温度起因で発生する垂直磁気記録ヘッドのＴＰＲ（サーマルプロトリュージョン）を低減する。【解決手段】コイル絶縁材料１３に熱膨張率が低く、加工性の良いＳｉＯ２等を用いる。ＳｉＯ２等は浮上面から離して配置し、かつ、ドライエッチ等の物理エッチングを適用した低抵抗コイル８とし、浮上面はアルミナとすることにより、スライダー加工を容易にしするのに加えて、垂直磁気ヘッドのコイル抵抗および環境温度によるＴＰＲ（サーマルプロトリュージョン）を低減した。【選択図】図６
2007080356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部シールド、上部シールド、及び前記下部シールドと上部シールドの間に形成された磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッドと、
副磁極、主磁極、及び前記副磁極と主磁極によって形成される磁気回路に鎖交するコイルを有する記録ヘッドとを備え、
前記コイルを絶縁するコイル絶縁材料はＳｉＯ２、Ｓｉ窒化物又はＳｉ酸化物からなり、前記コイル絶縁材料は当該磁気ヘッドの浮上面から離して配置され、前記浮上面はアルミナによって形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記コイル絶縁材料は、コイル部、コイル引き回し線領域及び接続端子領域に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記コイル引き回し領域及び接続端子領域に形成されたコイル絶縁材料の下部及び上部にはアルミナ層が形成されており、前記コイル絶縁材料と前記アルミナ層との間に密着層が設けられていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項３記載の磁気ヘッドにおいて、前記密着層は、Ｃｕ/Ｃｒ、Ｔａ又はＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２からなることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
垂直記録ヘッドの副磁極上にペデスタル及びバックギャップを形成する工程と、
その上にアルミナ膜を被覆する工程と、
前記バックギャップを包囲するコイル形成領域にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターン上にアルミナ膜を形成する工程と、
前記アルミナ膜及びレジストパターンを同時にＣＭＰ研磨してレジストパターンを露出させる工程と、
露出したレジストパターンをコイル絶縁材料としてのＳｉＯ２膜で置換する工程と、
前記ＳｉＯ２膜上にコイル形成用レジストパターンを形成する工程と、
前記コイル形成用レジストパターンをマスクとしてドライエッチングすることにより前記ＳｉＯ２膜にコイル溝を形成する工程と、
前記コイル溝にコイルを形成する工程と、
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６】
請求項５記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記コイルを形成する工程は、
前記コイル溝にＣｕ/Ｃｒ又はＣｕ/Ｔａのめっき下地膜を被覆する工程と、
前記下地膜を被覆したコイル溝にダマシンＣｕめっきによってＣｕを充填する工程と、を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項６記載の磁気ヘッドにおいて、
前記コイル溝にダマシンＣｕめっきによって充填したＣｕをＣＭＰによって前記コイル溝の上面まで平坦に加工する工程と、
前記めっき下地膜を除去する工程と、
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８】
請求項５記載の磁気ヘッドの製造方法において、
露出したレジストパターンをＳｉＯ２で置換する工程は、
前記露出したレジストパターンを除去する工程と、
ＳｉＯ２膜を形成する工程と、
ＣＭＰによって前記ＳｉＯ２膜を研磨して前記ペデスタル及びバックギャップを露出させる工程と、
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９】
請求項８記載の磁気ヘッドの製造方法において、前記ＳｉＯ２膜を形成する工程の前及び／又は後に、Ｃｕ/Ｃｒ、Ｔａ又はＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２からなる密着層を形成する工程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１０】
垂直記録ヘッドの副磁極上にペデスタル及びバックギャップを形成する工程と、
その上にアルミナ膜を被覆する工程と、
コイル絶縁材料としてのＳｉＯ２膜を形成する工程と、
前記ＳｉＯ２膜上にレジストパターンを形成し、ドライエッチングにより前記ペデスタル側のＳｉＯ２膜を除去する工程と、
全面にアルミナ膜を形成する工程と、
ＣＭＰによって前記アルミナ膜及びＳｉＯ２膜を研磨して前記ペデスタル及びバックギャップを露出させる工程と、
前記ＳｉＯ２膜上にコイル形成用のレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとするドライエッチングにより前記ＳｉＯ２にコイル溝を形成する工程と、
前記コイル溝にコイルを形成する工程と、
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１１】
請求項１０記載の磁気ヘッドの製造方法において、
前記コイルを形成する工程は、
前記コイル溝にＣｕ/Ｃｒ又はＣｕ/Ｔａのめっき下地膜を被覆する工程と、
前記下地膜を被覆したコイル溝にダマシンＣｕめっきによってＣｕを充填する工程と、を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１２】
請求項１１記載の磁気ヘッドにおいて、
前記コイル溝にダマシンＣｕめっきによって充填したＣｕをＣＭＰによって前記コイル溝上面まで平坦に加工する工程と、
前記めっき下地膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の磁気ヘッドの製造方法において、前記ＳｉＯ２膜を形成する工程の前及び／又は後に、Ｃｕ/Ｃｒ、Ｔａ又はＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２からなる密着層を形成する工程を有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置等に搭載されて記録・再生に用いられる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関し、特に記録ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブを付加したビデオレコーダ、ハードディスクドライブ内蔵テレビなどに見られるように、画像、音楽などをハードディスクドライブに保存するニーズが急速に高まりつつある。画像データの容量増加に伴い、磁気ディスクドライブの面記録密度も、高密度化が要求されている。現在、薄膜磁気ヘッドにおいては、ビット長を小さくしたとき、媒体磁化の熱揺らぎが発生し面記録密度を上げられない問題がある。よって、１００Gbit/inch２以上の面記録密度の実現に向けて、現状の面内磁気記録から熱揺らぎに強い垂直磁気記録に技術移行が急速に進んでいる。
【０００３】
垂直磁気記録ヘッドにおいても、面記録高密度化と同様にトラック幅縮小に伴う磁界強度減少のために更なる低浮上化が求められる。低浮上化を阻害する磁気ヘッドの大きな要因としては、コイル熱又は環境温度（条件）が起因で素子を形成しているヘッド構成材料が温まり媒体側に突き出す、いわゆるサーマルプロトリュージョン現象（以下：ＴＰＲ問題）が重要な問題となっている。ＴＰＲの対策として、特開２００４−１３４０３９号公報には、コイル絶縁層に有機絶縁物と無機絶縁物の２層を適用し、コイル下部及び上部は無機絶縁物に接する構造として、コイルから発生する熱の放熱特性を高めることが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３４０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ヘッドの温度上昇及び環境温度により素子が突き出し、媒体に接触するＴＰＲ問題が大きな問題となっている。この原因として、（1）コイルに電流を流し、発生する熱によりヘッド温度の上昇（コイル起因）と、（2）環境温度によるヘッド温度の上昇と２つの原因に分かれる。コイル電流起因のＴＰＲに対しては、ヘッドの低抵抗化が有効である。ヘッドの低抵抗化には、コイル断面積を大きくする、すなわちアスペクト比が高いコイルを形成し、コイル抵抗を小さくする必要がある。しかし、高速転送化のためには短磁路化が有効であることから、限られた距離に高アスペクトなコイル形成が必要となる。しかしながら、現状のコイル形成法はフレームめっき法を用いており、狭ピッチを実現するためには、レジストフレーム高さを小さくしなければならない。しかし、コイル導体の抵抗値から現状では少なくとも１.５μｍ以上のコイル膜厚が必要なため、最低必要なレジスト膜厚は、めっきの膜厚分布も含めると２.０μｍ以上となる。従って、現状の形成方法では、レジストフレーム高さを小さくすることは困難である。
【０００６】
また、もう一方の、環境温度下でヘッド温度が上昇し、磁性体が媒体側に突き出す、環境温度によるＴＰＲに対しては、コイル起因によるＴＰＲ対策のように絶対的な対策があるわけではない。計算などにより、磁気ヘッド内に熱膨張率の低い材料を配置することが効果的と言われているのみである。しかしながら、この環境起因のＴＰＲも低減を求められている。このように、今後更なる低浮上化に対しヘッド側に改善が要求されている。
【０００７】
本発明は、このような問題点を鑑み、ＴＰＲ低減を目的に、環境温度によるＴＰＲに対し効果的で、更には、コイル起因のＴＰＲ低減に有効な、アスペクト比が高く低抵抗コイル形成可能な薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、コイルを絶縁する絶縁材料に、熱膨張率の小さいＳｉＯ２、Ｓｉ窒化物、Ｓｉ酸化物を用いる。また、コイルの絶縁材料は、浮上面より離れた位置に配置し、コイル絶縁材料から浮上面まではアルミナを設ける。
【０００９】
また、コイル絶縁材料の形成領域は、コイル面積と同等もしくはそれより大きい方がよい。コイル絶縁材料とその下部及び上部に形成されているアルミナとの間には密着層を形成するのがよい。これは、後工程の熱処理によるアルミナとコイル絶縁膜の剥離を防止するためである。密着材としては、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｓｉ酸化物などの材料が有効である。
【００１０】
コイル抵抗を低くするためには、コイル断面積を増加させることが有効である。そのためには、高アスペクトなコイル形成が必要である。コイル用の溝形成には、コイル絶縁膜に有機或いは無機マスクをパターニングし、リアクティブイオンエッチングなどの物理的エッチングを用いると良い。ドライエッチングを用いることにより垂直性が高く、アスペクト比が高いコイル溝が形成可能である。形成したコイル溝に、Ｃｕ/Ｃｒ、Ｃｕ/Ｔａ等のめっき下地膜を形成し、ダマシンＣｕめっきによってコイルを形成する。ダマシンＣｕめっきは埋め込み性が非常に高いために有効である。全面に形成したＣｕめっき膜を、ＣＭＰにてコイル上部まで研磨する。その後、めっき下地膜をイオンミリグ又はＣＭＰにて除去する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、コイル絶縁材料に熱膨張率が低く、加工性の良いＳｉＯ２等の材料を適用することにより、周りのヘッド磁性材料の突出をピン止めでき、環境温度起因のＴＰＲを低減することが出来る。また、コイルフレームの形成にドライエッチ等の物理エッチングを適用することで高アスペクト比のコイル形成が可能となり、低抵抗コイルが形成できるので、コイル電流起因のＴＰＲも同時に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図において同様の機能部分には同じ符号を付して説明する。
【００１３】
コイル絶縁材料として低膨張のＳｉＯ２を適用し、環境温度上昇起因のＴＰＲを、有限要素法によって数値解析した。図１に、ヘッド近傍の解析モデルを示す。通常はアルミナあるいはレジストで形成されているコイル周りに、代わりにＳｉＯ２を埋め込んだモデルである。図１には、内部構造が見やすいようにヘッド近傍のアルミナを省略して示している。この解析例では、コイルの厚さは４μｍ、ＳｉＯ２領域の大きさは、トラック幅方向に１８０μｍ、浮上高さ方向に１９０μｍとした。ＳｉＯ２領域は、通常のコイル周りの絶縁材より、大きな領域に広がる構造とした。
【００１４】
図２に、解析に用いた各種材料の物性値を示す。図３は、ＴＰＲ解析結果を、現状のアルミナとＳｉＯ２を比較して示したものである。横軸は空気流出端（トレーリングエッジ）からの距離、縦軸はＴＰＲ変形量（３０度の温度上昇を負荷した場合）である。計算結果より、ＳｉＯ２埋め込み構造では、現状のアルミナよりＴＰＲ最大値が２０％程度減少することが分かる。これは、コイルの絶縁材料に熱膨張率の低い絶縁材料を用いているために、環境温度上昇時においても、この絶縁材料によるピン止効果が期待できるためである。
【００１５】
上記の解析例では、単純化のためにＳｉＯ２が浮上面に露出している構造としたが、ＳｉＯ２がアルミナ内部に形成され、浮上面には露出しない構造でも、ほぼ同様のＴＰＲ低減効果が得られる。またその場合、浮上面とコイル絶縁材料との間はアルミナで形成されているために、スライダー加工による不都合は生じない。更には、後述するように、ドライエッチングなどの物理エッチングを用いてＳｉＯ２フレームを形成し、ダマシン技術を用いてコイル形成を行なうために、現状のフレームめっき法によるコイルと比較して、よりアスペクト比が高いコイルが形成できる。そのため非常に低い抵抗のコイルができるため、コイル発熱を抑止し、コイル発熱起因のＴＰＲも減少する効果もある。
【００１６】
図４は磁気記録再生装置の概略図であり、図４（ａ）は概略平面図、図４（ｂ）は概略断面図である。磁気記録再生装置は、モータによって回転駆動される磁気ディスク１上に、アーム２の先端に固定された磁気ヘッド３によって磁化信号４の記録、再生を行なう。図５は、垂直記録用磁気ヘッドと磁気ディスクとの関係の概略図である。磁気ヘッド３は、記録ヘッドと再生ヘッドからなる。記録ヘッドは磁気ディスク１の記録層９に記録するための磁界を発生するヘッドであり、主磁極５、副磁極６、及び主磁極５と副磁極６が作る磁気回路に鎖交する薄膜コイル８を備える単磁極ヘッドである。再生ヘッドは、磁気ディスク１の記録層９に書き込まれた情報を読み取るためのヘッドであり、一対の再生シールド３６，３７に挟まれたＧＭＲ，ＴＭＲ，ＣＰＰ素子等の再生素子３８を備える。記録ヘッドの主磁極５から出た磁界は磁気ディスク１の記録層９、軟磁性裏打ち層１０を通り、副磁極６に入る磁気回路を形成し、記録層８に磁化信号４を記録する。
【００１７】
図６は、コイル絶縁層１３にＳｉＯ２を適用した本発明の垂直磁気記録ヘッドの一例を示す図である。図６（ａ）はトレーリング側から見た図であり、図６（ｂ）は素子高さ方向からみたヘッド断面図である。
【００１８】
この垂直磁気記録ヘッドは、記録ヘッドと再生ヘッドを備える。再生ヘッド３９は、ヘッド断面図に示すように、下部磁気シールド３６、上部磁気シールド３７、及びその間に形成された巨大磁気効果膜（ＧＭＲ）やトンネル磁気効果膜などの磁気センサー３８から構成される。記録ヘッドは、再生ヘッドと記録ヘッドを分離する分離層４０上に形成され、副磁極６、バックギャップ１４、ヨーク７、主磁極５、及びバックギャップ１４を周回するように配置されたコイル８からなる。
【００１９】
本発明はコイルとコイル絶縁層に関するものであり、本実施例ではコイル絶縁層１３にＳｉＯ２を適用した。このＳｉＯ２は、図６（ａ）に示すように浮上面から離れた位置に配置し、浮上面からコイル絶縁層であるＳｉＯ２までの間にはアルミナが配置されている。これは、ＳｉＯ２が浮上面に出ていると、スライダー加工（浮上面加工）時にチッピングによってＳｉＯ２の欠落が生じることがあり、それを防止するためである。コイル絶縁層の材料と浮上面に露出する材料を別材料とすることは本発明の特徴でもある。また、ＳｉＯ２は、図６（ａ）のように、コイル部以外のコイル引き回しエリアを含むスライダー全面に配置しても良い。一方、コイル部のみに配置しても良い。
【００２０】
次に、本発明による垂直磁気記録ヘッドの製造方法を、図７(1)から図７(4)のプロセスフローを用いて詳細に説明する。
【００２１】
図７(1)(a)は、副磁極６上にペデスタル１１及びバックギャップ１４を同時にめっきにて形成し、その上に絶縁膜１５であるアルミナを被覆した図である。この絶縁膜１５は、ＳｉＯ２めっきフレームを形成する場合のＲＩＥ（Reactive Ion Etching）エッチングストッパ膜の役目をする。また、点線部はＡＢＳ面であり、バックギャップの奥行き方向の部分は省略する。ペデスタル１１及びバックギャップ１４はＮｉＦｅからなり、その膜厚は３．５μｍとした。
【００２２】
図７(1)(b)は、レジストパターン１６をペデスタル１４より後方まで、フォトリソグラフィによって形成した図である。図８は、この状態をトレーリング方向からみた図である。コイル部、コイル引き出しエリア接続端子を含む全面に、このようにレジストパターンを形成する。レジストパターンエリアは、所望により変えることができる。レジストには、i線レジスト又はＤＵＶレジストを用いることが可能である。またレジストの膜厚は、ペデスタルの膜厚以上であればよい。ここでは、ノボラック系ポジレジストを膜厚４.０μｍ形成し、ニコン製i線ステッパを用いて露光量１０００ｍｊ/ｃｍ２、フォーカス０．５μｍの条件でパターンを形成した。
【００２３】
次に、レジストパターン１６上に、図７(1)(c)に示すように、第１のアルミナ膜１７とＣＭＰストッパ膜１８と第２のアルミナ膜１９からなる３層構造を形成とした。これは、後述するように、第１のアルミナ膜１７の膜厚はコイル膜厚と同等となるために、均一に制御する必要があるからである。アルミナ膜は、すべてバイアススパッタを用いて形成した。また、ＣＭＰストッパ膜１８は、次工程のＣＭＰのストッパ膜である。ここでは、ＣＭＰストッパ膜１８としてＳｉＯ２を用いた。それぞれの膜厚は、第１のアルミナ膜１７の膜厚を３.０μｍ、ＣＭＰストッパ膜１８を０．２μｍ、第２のアルミナ膜１９を１.０μｍとした。第２のアルミナ膜１９は、図７(1)(c)中に○で図示しているように、第１のアルミナ膜１７をバイアススパッタで形成するために必然的に形成される窪んだ形状を埋めるためのものである。また、このような３層構造とせず、一括してアルミナを形成しても良い。
【００２４】
次に、第２のアルミナ膜１９及びレジストパターン１６を同時にＣＭＰにて研磨する。本工程のスラリーには、アルミナ砥粒をベースとしたスラリーを用いた。図９に、このスラリーのアルミナに対する選択性を実験した結果を示す。研磨条件としては、スピードファムアイペック社製のＣＭＰ装置を用い、過重２００ｇ／ｃｍ２、キャリア回転数７０ｒｐｍ、プラテン回転数７０ｒｐｍ、スラリー流量１００sccmの条件のもと、５分間研磨を行った。ストッパ膜の材料としては、半導体でストッパ膜として用いられているＴａ、硬い材料であるＳｉＯ２、及びリファレンスとしてのアルミナを同時に研磨した。その結果、Ｔａは非常に研磨速度が速く、良い選択性が得られなかった。一方、ＳｉＯ２は、アルミナに対し９．６の選択比が得られた。従って、前述した条件を用いてＣＭＰを行なった結果、図７(1)(d)に示すように、レジストが表面に露出した形状となる。図７(1)(d)中のアルミナ膜厚ｄの精度は、３．０μｍ±０．２μｍとなった。これは、ストッパ膜を用いるために一定の厚さの分布を得ることが出来るからである。ＣＭＰストッパ膜１８はそのまま残しても良いし、除去しても良い。
【００２５】
次に、露出したレジストパターン１６を、アルカリ性の通常のレジスト剥離液を用いて除去すると図７(2)(e)に示すような鋳型形状となる。そこに、コイル絶縁膜２０を形成する。図７(2)(f)は、その形態図である。コイル絶縁膜２０には、熱膨張率が低くかつ加工性に優れたＳｉＯ２を用いた。ＳｉＯ２は、スパッタにて４.０μｍの膜厚を形成した。ここでは、スパッタ法を用いたが、ＣＶＤ法を用いても形成可能である。
【００２６】
次に、図７(2)(g)に示す通り、ＣＭＰを用いてアルミナ面まで削る。本工程のＣＭＰでは、ＳｉＯ２をベースとしたスラリーを用いて、３００ｇ/ｃｍ２、プラテン回転数３０ＲＰＭの条件、研磨速度０．５μｍ/ｍｉｎの条件でＳｉＯ２を研磨した。アルミナに対しては選択比があるために、ＳｉＯ２をアルミナ面で止めることができる。本工程をもって、図７(1)(b)で示したレジストパターンエリア１６にＳｉＯ２を置換することが可能となる。従って、図７(1)(a)〜図７(2)(g)の工程により、浮上面にアルミナを配置し、浮上面から離れた位置にＳｉＯ２を配置することができる。
【００２７】
上述したレジストを犠牲層として用いてＳｉＯ２を置換する手法とは別の方法を、図１０に示す。図１０（ａ）は、図７(1)(a)と同等である。この状態から、コイル絶縁膜２０のＳｉＯ２をスパッタ膜にて形成する（図１０（ｂ））。このＳｉＯ２膜上に、レジストパターン２６を形成し、ＣＦ４，ＣＨＦ3等のフッ素系のガスを用いたドライエッチングによりペデスタル側のＳｉＯ２を除去する（図１０（ｃ））。次に、図１０（ｄ）に示したとおり、全面にアルミナ膜２５を形成して、アルミナ、ＳｉＯ２、ＮｉＦｅを一括してＣＭＰを行なうことにより、図１０（ｅ）に示した浮上面にアルミナを配置し、浮上面から離れた位置にＳｉＯ２を配置した構造を得ることも可能である。
【００２８】
次に、コイル形成工程を説明する。図７(2)(h)に示すように、ＳｉＯ２のエッチングマスクとして上層レジスト２１と下層レジスト２２からなる２層レジストを用いた。上層レジスト２１はＤＵＶＳｉ含有レジスト、下層レジスト２２は感光材をもたない有機樹脂である。上層レジスト２１は、下層レジスト２２のエッチングマスクである。下層レジスト２２は、主にＳｉＯ２のエッチングマスクとしての役割を果たす。また、上層レジスト２１の膜厚は０.６μｍ、下層レジスト２２の膜厚を２．５μｍとした。最初に、上層レジスト２１に、ＫｒＦエキシマレーザ露光装置を用いてコイルパターンを形成した。図７(2)(h)の中に示したコイル幅Ｘは０.７５μｍとした。次に、上層レジスト２１を用いて、高密度プラズマＲＩＥ装置を用いてエッチングを行った。Ｏ２をエッチングガスとして用いて、流量４０sccm、圧力０．４Ｐａ、Ｒｆ＝２００Ｗ/Ｒbias＝１００Ｗの条件を用いると垂直性よく下層レジストがエッチングされる。また、上記条件でエッチングを行った場合の上層レジスト２１に対する下層レジスト２２の選択比は１８であった。
【００２９】
このレジストコイルマスクを用いて、高密度プラズマエッチング装置によりＳｉＯ２のエッチングを行った。エッチングガスとしてＣＨＦ３を用い、流量４０sccm、圧力１.６mTorr、Ｒｆ＝４００Ｗ/Ｒbias＝１００Ｗの条件を用いると垂直性よくＳｉＯ２がエッチングすることができ、図７(3)(i)に示すように、アスペクト比４のコイルフレームを得ることが出来た。このように、コイルフレームは、ドライエッチング技術を用いることによりアスペクトの高いコイル形成が可能となる。
【００３０】
次に、このＳｉＯ２コイルフレームに、図７(3)(j)に示すようなめっき下地膜２３を形成する。めっき下地膜材としては、Ｃｕ/Ｃｒ、Ｃｕ/Ｔａなどがよい。また、めっき下地膜２３の膜厚は、１００ｎｍ以上あった方が良い。これは、コイル溝のつきまわりによる断ぎれを防止するためである。本工程では、コイル下地の膜厚は２００ｎｍとした。
【００３１】
めっき下地膜２３形成後、ダマシンＣｕめっきを用いて図７(3)(k)に示す通りＣｕめっき膜２４の形成を行った。なお、図７(3)(k)以降の図面にはＳｉＯ２フレームの両側サイドのめっき下地膜２３は図示を省略してある。本工程では、約４．０μｍの膜厚を形成した。
【００３２】
次に、図７(3)(l)に示すように、めっきにより形成したＣｕを、ＣＭＰにてコイルフレーム上部まで研磨した。本工程では、スラリーに、一般的に半導体に用いられているＳｉ系スラリーを用いた。研磨条件は加重３００ｇ／ｃｍ２、キャリア回転数２５ｒｐｍ、プラテン回転数３０ｒｐｍ、スラリー流量１００sccmを用いた。本工程で用いるスラリーは、めっき下地の密着材であるＣｒやＴａは、全く削らないためにＣＭＰストッパ膜となる。この下地は導電膜であるために、イオンミリング、リアクティブイオンエッチング、Ｃｒ、Ｔａ等を研磨するスラリーで研磨する等いずれかの方法を用いればよい。
【００３３】
イオンミリングを用いた場合のみ、同時にめっきしたＣｕも物理的にミリングしてしまうため、ＳｉＯ２コイルフレームとＣｕに段差が発生する。そのために、ヨーク７下部に、この部分の段差が転写されるために最終的に、図１１に示したようなヘッド形態となる。
【００３４】
次に、図７(4)(m)に示すように、コイル上部絶縁膜２５であるアルミナ膜を形成する。アルミナ膜の厚さは０.３μｍとした。図７(4)(n)に示すように、アルミナ膜上にレジスト２６を形成し、イオンミリングを用いてバックギャプ上のアルミナを除去する。図７(4)(n)のように、レジストマスクを用いたイオンミリングによってバックギャプ上のアルミナを除去する方法もあるが、他の方法として、図１２に示すように、リフトオフマスク２９を用いてコイル上部絶縁膜２５としてのアルミナ膜を形成してもよい。
【００３５】
次に、図７(4)(o)に示すように、まずヨーク７を形成し、その上に平坦化アルミナ２７を被覆した後、主磁極を形成するための平坦化ＣＭＰ処理をする。その後、図７(4)(p)に示すように、ヨーク７上に主磁極５を形成し、更に保護アルミナ２８を形成する。本工程をもってプロセスを終了する。
【００３６】
以上、コイル絶縁膜にＳｉＯ２膜を採用した本発明のヘッド構造について説明したが、この構造によりＴＰＲは減少し、信頼性の高いヘッドが提供される。
【００３７】
図１３は、本発明によるヘッドの他の例を示す断面模式図である。このヘッドの特徴は、浮上面から離れた位置に配置したＳｉＯ２コイル絶縁膜１３とアルミナ絶縁層１５との界面（リーディング側）及び、ＳｉＯ２コイル絶縁膜１３と平坦化アルミナ２７との界面（トレーリング側）の両方に、密着層３５を設けたことである。プロセス形成工程中に、アニール温度２００℃以上の熱をかけると、ＳｉＯ２とアルミナとの熱応力の違いのためにアルミナ上のＳｉＯ２及び、ＳｉＯ２上のアルミナにワレが発生し、ヘッドから剥離する現象が生じた。それを防止するために、密着層３５を介在した。密着層の材料としては、Ｃｕ/Ｃｒ，Ａｕ/Ｃｒなどの非磁性材料や、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２等の材料が望ましい。密着層の位置は、図１３に示したようにコイル絶縁層１３であるＳｉＯ２のトレーリング側及びリーディング側の両側が望ましいが、片側一方でも良い。また、密着層の面積は、図１４（ａ）に示したようにコイル絶縁膜１３と同じ面積とするか、もしくは図１４（ｂ）に示したようにコイルパターン以外のエリア全面に配置するのが良い。
【００３８】
また、本発明は、面内記録磁気ヘッドに適用することも可能である。図１５に、２層コイルを用いた面内記録ヘッドの１層目のコイルに本発明を適用した実施例を示す。図１５（ａ）はトレーリング側からみた図、図１５（ｂ）はヘッド断面図である。本実施例では、１層目のコイル絶縁層をＳｉＯ２とした。このように、本発明は、面内記録磁気ヘッドにも充分適用可能である。
【００３９】
また、本発明を用いず浮上面にアルミナではなく、ＳｉＯ２を露出させた場合、上述したようにスライダープロセスにおいて、浮上面加工中にＳｉＯ２が欠落し、問題となるため本発明の形態が最良である。
【００４０】
本発明のＳｉＯ２等の低膨張材を用いて、ドライエッチ等の物理エッチングを適用した低抵抗コイルを垂直記録磁気ヘッドに搭載することにより、コイル抵抗及び環境温度起因によるＴＰＲ量を同時に低減できた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】コイル層にＳｉＯ２を配置した、環境ＴＰＲ量の計算に用いたモデル図。
【図２】計算に用いた各材料のパラメータを示す図。
【図３】環境ＴＰＲ量の計算結果を示す図。
【図４】磁気記録再生装置の概念図。
【図５】垂直磁気ヘッドと磁気ディスクとの関係及び垂直記録の概略を示す図。
【図６】垂直磁気記録ヘッドにおけるコイル絶縁材料の位置関係を示す図。
【図７（１）】本発明による垂直磁気記録ヘッド作成のプロセスフロー図。
【図７（２）】本発明による垂直磁気記録ヘッド作成のプロセスフロー図。
【図７（３）】本発明による垂直磁気記録ヘッド作成のプロセスフロー図。
【図７（４）】本発明による垂直磁気記録ヘッド作成のプロセスフロー図。
【図８】レジストパターンエリアを示す図。
【図９】各材料のＣＭＰ選択比を示した図。
【図１０】本発明によるプロセスフローの別の例を示す図。
【図１１】めっき下地除去にイオンミリングを用いた垂直磁気記録ヘッドの断面図。
【図１２】バックギャップの接続部形成をリフトオフ法にて行う場合の断面図。
【図１３】本発明によるヘッドの他の例を示す断面模式図。
【図１４】密着層の位置を示す図。
【図１５】本発明を面内磁気記録ヘッドに適用した場合のヘッド断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１…磁気ディスク、２…アーム、３…磁気ヘッド、４…磁化信号、５…主磁極、６…副磁極、７…ヨーク、８…コイル、９…磁気記録層、１０…軟磁性裏打ち層、１１…ペデスタル、１２…コイル引き出し線、１３…コイル絶縁層、１４…バックギャップ部、１５…絶縁膜、１６…レジスト、１７…第１のアルミナ、１８…ＣＭＰストッパ膜、１９…第２のアルミナ、２０…コイル絶縁膜、２１…上層レジスト、２２…下層レジスト、２３…めっき下地膜、２４…Ｃｕめっき膜、２５…アルミナ膜、２６…レジストパターン、２７…平坦化アルミナ膜、２８…保護アルミナ、２９…リフトオフパターン３０…下部磁極、３１…上部磁極、３２…上部磁気コア、３３…２層目のコイル、３４…レジスト絶縁材、３５…密着層、３６…下部磁気シールド、３７…上部磁気シールド、３８…磁気センサー、３９…再生ヘッド、４０…分離層
【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（１）】
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【図７（２）】
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【図７（３）】
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【図７（４）】
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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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【図１５】
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