(57)【要約】【課題】  垂直記録磁気ヘッドの製造方法に関し、微細なネックハイトを設計通りに微細且つ精密な形状に形成する。【解決手段】  先端部となる幅が５０乃至５００ｎｍの細い矩形状のライトポール６を埋め込むための第１の凹部３と大面積の後端部７を埋め込むための第２の凹部４とを埋込絶縁膜２に形成する際に、互いに別のマスク工程で形成する。【選択図】          図１
2009140546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部となる幅が５０乃至５００ｎｍの細い矩形状のライトポールを埋め込むための第１の凹部と大面積の後端部を埋め込むための第２の凹部とを埋込絶縁膜に形成する際に、互いに別のマスク工程で形成することを特徴とする垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第１の凹部を形成したのちに、前記第２の凹部を形成し、次いで、前記第１の凹部及び前記第２の凹部を軟磁性膜で完全に埋め込んだのち、化学機械研磨によって平坦化する工程を有することを特徴とする請求項１記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第２の凹部により、前記埋込絶縁膜の下に設けた主磁極補助層の表面が露出していることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第２の凹部を形成する工程において、前記第１の凹部との投影的な重なり部において、前記主磁極補助層の一部が堀り込まれることを特徴とする請求項３記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記大面積の後端部が、主磁極補助層を兼ね、前記埋込絶縁膜の下に主磁極補助層を設けないことを特徴とする請求項１または２に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は垂直記録磁気ヘッドの製造方法に関するものであり、特に、垂直記録用書込ヘッドのネックハイトを精密に加工するための構成に特徴のある垂直記録磁気ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種の情報処理機器における記憶手段として、ハードディスクドライブ装置が用いられているが、このようなハードディスクドライブ装置における磁気ヘッドを構成するライトヘッドとして単磁極コアを用いた垂直磁気ヘッドが用いられている。
【０００３】
このような垂直記録用書込ヘッドは一般に高い飽和磁束密度Ｂs の磁性材料を微細且つ精密な形状に加工する必要があるので、ここで、図１２を参照して従来の垂直記録用書込ヘッドのコア主磁極部の構成を説明する。
【０００４】
図１２参照  
図１２は、従来の垂直記録用書込ヘッドのコア主磁極部の概略的平面図、即ち、ウェーハ面から見た形状であり、近年の垂直記録用書込ヘッドのコア主磁極部５０はＡＢＳ（浮上面）近傍に矩形状のネックハイト５１と呼ばれる幅細部を有している。
このネックハイト５１の加工精度は、垂直記録用書込ヘッドの特性、即ち、磁束強度や書込幅、書込時の磁束の漏れ等の特性を決定する非常に重要な部分である。
【０００５】
従来、この部分はウェーハプロセスでの露光マスク工程を使って加工している。
特に、高密度記録化の要請に応えるためにネックハイト５１を含めた微細なコア主磁極部５０を精度良く形成する必要があるが、従来の方法ではネックハイト５１を微細に形成する際に斜め方向からのイオンミリングをおこなって逆台形状の形状にしているが、微細化が進むとネックハイト５１が倒れてしまう問題がある。
【０００６】
そこで、ベース絶縁膜となるＡｌ2 Ｏ3 膜に主磁極を形成するための凹部をフォトエッチング行程で形成したのち、この凹部に強磁性体膜を埋め込んで主磁極を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１３９８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、近年の磁気ディスク装置のさらなる高密度化に伴って、磁気ディスクヘッドの寸法が微細化しており、ネックハイトと呼ばれる部分の長さは近年のヘッドでは２００ｎｍ位（幅は３００ｎｍ位）で将来的にはもっと小さくなることが予想される。
【０００８】
この時、図１０のように設計しても、従来のように、一枚のマスクでネックハイト部分と後方の大きい面積部分を形成する方法を取るため、結果として、ライトポールのＡＢＳ面での幅の精度的に問題があった。
【０００９】
即ち、ネックハイトが短くなるにつれ、設計通りの形に加工することが困難となり、ネックハイト部分が直線ではなく曲線になってしまうため、結果としてＡＢＳでのコア幅の制御に著しい障害が発生するので、この事情を図１３を参照して説明する。
【００１０】
図１３参照  
図１３は、微細化による問題点の説明図であり、図に示すようにネックハイトのパターンの角や曲がりの部分で、露光プロセスやエッチングプロセス、特に、露光プロセスにおいて、加工能力的に、後方の大面積部分にネックハイトを形成する直線部分が引きずられて湾曲部ができてしまい、そのエッジの直線を形成することが困難になる。
即ち、図において破線で示すように設計しても、ネックハイト５１が短くなるにつれて、実際のウェーハ上では、傾斜したネックハイト５２となる。
【００１１】
このように、設計通りに忠実なパターンが出来ないということは、リソグラフィーの根本的な問題でもあり、解像度そのものが向上するにつれ、忠実度は向上するものの、近い将来のライトヘッドの形成時には、ネックハイトが特に短く、２００ｎｍ以下になってきてくるため、特にこの問題が大きく浮上してきている。
【００１２】
したがって、本発明は、微細なネックハイトを設計通りに微細且つ精密な形状に形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記の課題を解決するために、本発明は、垂直記録磁気ヘッドの製造方法において、先端部となる幅が５０乃至５００ｎｍの細い矩形状のライトポール６を埋め込むための第１の凹部３と大面積の後端部７を埋め込むための第２の凹部４とを埋込絶縁膜２に形成する際に、互いに別のマスク工程で形成することを特徴とする。
【００１４】
このように、２枚のマスクを用い、１枚目は直線部分のみ、即ち、矩形状のライトポール６を形成するためのマスクとし、２枚目は後方の大面積の後端部７を形成するマスクとすることにより、大面積の後端部７にライトポール６を形成する直線部分が引きずられて湾曲部が形成されることがなく、それによって、マスクプロセスによる形状の不安定性を回避することができる。
【００１５】
この場合、第１の凹部３を形成したのちに、第２の凹部４を形成し、次いで、第１の凹部３及び第２の凹部４を軟磁性膜５で完全に埋め込んだのち、化学機械研磨によって平坦化することが望ましく、第２の凹部４を先に形成する場合に比べて、第１の凹部３を精度良く形成することができる。
【００１６】
また、第２の凹部４により、埋込絶縁膜２の下に設けた主磁極補助層１の表面が露出しているように構成することが望ましく、それによって、大面積の後端部７と主磁極補助層１との磁気的結合を保つことができる。
【００１７】
この場合、第２の凹部４を形成する工程において、第１の凹部３との投影的な重なり部において、主磁極補助層１の一部が堀り込まれることになり、第１の凹部３との投影的な重なり部の肉厚部が主磁極補助層１に吸収されることになり、肉厚部の影響を軽減することができる。
【００１８】
或いは、大面積の後端部７が主磁極補助層１を兼ねるようにしても良く、それによって、、埋込絶縁膜２の下に主磁極補助層１を設ける必要はなくなるので、構成が簡素化される。
【００１９】
また、第２の凹部４の深さが第１の凹部３の深さより深くすることが望ましく、それによって、ライトポール６からの磁束密度を大きくすることができる。
【００２０】
また、第２の凹部４の平面形状を矩形とすることが望ましく、それによって、直線状の第１の凹部３との位置合わせマージンが非常に大きくなり、それによって、製造工程が簡素化されるとともに製造歩留りが向上することになる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、主磁極のライトポールの平面形状が従来のように丸まったり斜めになったりせず設計通りの綺麗な直線を得することができ、ＡＢＳのコア幅の精度が向上するので、高密度記録化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ここで、図２乃至図６を参照して、本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの形成工程を説明するが、ここでは、主磁極の形成工程のみを説明する。
図２参照  
まず、例えば、ＮｉＦｅからなる主磁極補助層１１上の厚さが、例えば、０．５μｍのＡｌ2 Ｏ3 埋込層１２を設けたのち、ポジ型レジスト１３を塗布し、次いで、矩形状のパターンを形成した第１のマスク１４を用いて露光する。
この時のプロセス条件は、一般的なＫＲＦエキシマ用レジストを用いてＫＲＦステッパを用いてマスク露光する。
【００２３】
図３参照  
次いで、ポジ型レジスト１３を例えば、ＴＭＡＨ２．３８パーセント液を用いて現像することによって、幅が、例えば、５００ｎｍで、長さが５μｍの矩形状の開口部１５を形成し、この開口部１５を介してＡｒガスによるイオンミリングを施すことによって深さが、例えば、５００ｎｍの第１の凹部１６を形成する。
【００２４】
図４参照  
次いで、ポジ型レジスト１３を除去したのち、新たなポジ型レジスト１７を塗布し、次いで、大面積の矩形状のパターンを形成した第２のマスク１８を用いて、第１の凹部１６と一部が重なるように露光する。
この時のプロセス条件も、一般的なＫＲＦエキシマ用レジストを用いてＫＲＦステッパを用いてマスク露光する。
【００２５】
図５参照  
次いで、ポジ型レジスト１７を例えば、ＴＭＡＨ２．３８パーセント液を用いて現像することによって、幅が、例えば、１０μｍで、長さが１０μｍの矩形状の大面積開口部１９を形成し、この大面積開口部１９を介してＡｒガスによるイオンミリングを施すことによって主磁極補助層１１に達する第２の凹部２０を形成する。
この時、第１の凹部１６と第２の凹部２０の投影的な重なり部分においては、主磁極補助層１１が堀り込まれる。
【００２６】
図６参照  
次いで、ポジ型レジスト１７を除去したのち、スパッタ法によってＣｏＮｉＦｅ膜を、第１の凹部１６及び第２の凹部２０を完全に埋め込むように形成したのち、ＣＭＰ法でＡｌ2 Ｏ3 埋込層１２の表面が露出まで研磨して平坦化することによって、Ａｌ2 Ｏ3 埋込層１２に埋め込まれた主磁極２１が形成される。
【００２７】
この場合の主磁極２１はネックハイトの長さが、例えば、１００ｎｍのライトポール２２と大面積後端部２３と、両者の重なり部２４とにより構成される。
この場合、重なり部２４は主磁極補助層１１に食い込むので、この重なり部２４の存在が磁気的に悪影響を与えることはない。
【００２８】
上述のように、直線状のライトポール部と大面積後端部とを別のマスクで形成しているので、露光・現像工程において、後方の大面積後端部にネックハイトを形成する直線部分が引きずられて湾曲部が形成されることはなく、極めて直線で設計に対する忠実度の高いネックハイト部を持つライト磁極の形成が可能になる。
【００２９】
次に、図７を参照して第１の変形例を説明するが、ここでは、最終的な主磁極の断面形状のみを説明する。
図７参照  
図７は、第１の変形例の概略的断面図であり、この第１の変形例においては、第１の凹部と第２の凹部の深さを同じにすることによって、ライトポール２２と大面積後端部２３の厚さを同じにしたものである。
【００３０】
次に、図８を参照して第２の変形例を説明するが、ここでも、最終的な主磁極の断面形状のみを説明する。
図８参照  
図８は、第２の変形例の概略的断面図であり、この第２の変形例においては、大面積後端部２５を厚く形成して主磁極補助層を兼ねるようにしたものであり、それにともなって、主磁極補助層１１を不要にしたものである。
【００３１】
次に、図９及び図１０を参照して第３の変形例を説明するが、ここでは、マスク形状と最終的な主磁極の形状を説明する。
図９参照  
図９は、第３の変形例のマスクの説明図であり、ここでは、上記と全く同じ第１のマスク１４と、第２のマスク２６として、頂部の角度が例えば、１２０度の５角形状の大面積パターンを有するマスクを用いる。
【００３２】
図１０参照  
図１０は、第３の変形例の構成説明図であり、上図は概略的平面図であり、下図は概略的断面図である。
この第３の変形例においても、断面形状は上述の実施の形態と同様であるが、平面形状は５角形状の大面積後端部２７の鈍角頂部とライトポール２２とが重なるように構成する。
【００３３】
この第３の変形例においては、大面積後端部２７のライトポール２２との接続部がテーパ状になるので、良好な磁気特性を得ることができるが、大面積後端部２７の鈍角頂部とライトポール２２とを精度良く位置合わせする必要があるので、位置合わせマージンが少なくなる。
【実施例１】
【００３４】
以上を前提として、次に、図１１を参照して、本発明の実施例１の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを説明する。
図１１参照  
図１１は、本発明の実施例１の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図であり、まず、スライダーの母体となる、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ基板上にＡｌ2 Ｏ3 膜（いずれも図示を省略）を介して下部磁気シールド層３１、ＴＭＲ膜３２、磁区制御膜３３、Ａｌ2 Ｏ3 膜３４、及び、上部磁気シールド層３５を設ける。
【００３５】
次いで、上部磁気シールド層３５上にＡｌ2 Ｏ3 膜３６を全面に設けたのち、選択電解メッキ法を用いてＡｌ2 Ｏ3 膜３６上に厚さが１〜３μｍ、例えば、１．０μｍのＮｉＦｅからなる主磁極補助層１１を設ける。
なお、電解メッキ工程におけるメッキベース層については説明を省略する。
【００３６】
次いで、スパッタリング法を用いて全面にＡｌ2 Ｏ3 膜を堆積させたのち、ＣＭＰ（化学機械研磨）法を用いて平坦化することによって、主磁極補助層１１の上に厚さが、例えば、２．０μｍのＡｌ2 Ｏ3 埋込層１２を設けるとともに、ヘッド媒体対向面側の凹部をＡｌ2 Ｏ3 埋込層１２で埋め込む。
【００３７】
次いで、上述の実施の形態で説明した２種類のマスクを用いた２段階イオンミリング工程によって、第１の凹部と主磁極補助層１１に達する第２の凹部を形成したのち、ポジ型レジストを除去し、次いで、電解メッキ法を用いて全面に第１の凹部及び第２の凹部を完全に埋め込むようにＣｏＮｉＦｅ膜を形成する。
ここでも、電解メッキ工程におけるメッキベース層については説明を省略する。
【００３８】
次いで、ＣＭＰ法によりＡｌ2 Ｏ3 埋込層１２の表面が露出するまで研磨して平坦化することによって、主磁極を構成するライトポール２２と大面積後端部２３とを形成する。
【００３９】
次いで、スパッタリング法を用いて全面に厚さが３０〜１００ｎｍ、例えば、６０ｎｍで、非磁性体、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 からなるギャップ層３７を設ける。
この場合のギャップ層３７の膜厚は、最終的な磁気ヘッド構造において、ヘッド媒体対向面から垂直記録媒体の裏打ち層表面までの距離の１〜２倍程度となるように設定する。
【００４０】
次いで、選択電解メッキ法を用いてギャップ層３７上にＣｕを選択的に成膜して平面スパイラル状のライトコイル３８を形成したのち、ライトコイル３８を覆うようにフォトレジストを設け、このフォトレジストを被覆絶縁膜３９とする。
【００４１】
次いで、再び、選択電解メッキ法を用いてＮｉＦｅ層を堆積させ、被覆絶縁膜３９上に堆積したＮｉＦｅ層をリターンヨーク４０とし、被覆絶縁膜３９のヘッド媒体対向面側の側面に堆積したＮｉＦｅ層をシールド層４１とする。
なお、ライトコイル３８は主磁極の大面積後端部２３とリターンヨーク４０とを磁気的に接続するリターンヨーク４０と一体に形成された接続部４２を中心として巻回した構造となっている。
最後に、ヘッド媒体対向面側を切断し、素子高さを調整するようにＡＢＳ面を研磨することによって、垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの基本構成が得られる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明してきたが、本発明は実施の形態及び実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能であり、例えば、上記の実施の形態の説明においては、第１の凹部及び第２の凹部をアルゴンイオンを用いたイオンミリングにより形成しているが、塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチングを用いても良いものである。
【００４３】
また、上記の実施の形態の説明においては、レジストとしてポジ型レジストを用いているが、ポジ型レジストに限られるものではなく、ネガ型レジストを用いても良いものである、その場合には、マスクに設ける遮光パターンを反転させれば良い。
【００４４】
また、上記の実施の形態の説明においては、主磁極をＣｏＮｉＦｅで形成しているが、ＣｏＮｉＦｅに限られるものではなく、ＮｉＦｅやＣｏＦｅ等の他の軟磁性体を用いても良いものである。
【００４５】
また、上記の実施の形態の説明においては、第１の凹部を形成したのちに第２の凹部を形成しているが、第２の凹部を先に形成することを除外するものではない。
【００４６】
ここで、再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図１参照  
（付記１）  先端部となる幅が５０乃至５００ｎｍの細い矩形状のライトポール６を埋め込むための第１の凹部３と大面積の後端部７を埋め込むための第２の凹部４とを埋込絶縁膜２に形成する際に、互いに別のマスク工程で形成することを特徴とする垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
（付記２）  前記第１の凹部３を形成したのちに、前記第２の凹部４を形成し、次いで、前記第１の凹部３及び前記第２の凹部４を軟磁性膜５で完全に埋め込んだのち、化学機械研磨によって平坦化する工程を有することを特徴とする付記１記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
（付記３）  前記第２の凹部４により、前記埋込絶縁膜２の下に設けた主磁極補助層１の表面が露出していることを特徴とする付記１または２に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
（付記４）  前記第２の凹部４を形成する工程において、前記第１の凹部３との投影的な重なり部において、前記主磁極補助層１の一部が堀り込まれることを特徴とする付記３記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
（付記５）  前記大面積の後端部７が、主磁極補助層を兼ね、前記埋込絶縁膜２の下に主磁極補助層１を設けないことを特徴とする付記１または２に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
（付記６）  前記第２の凹部４の深さが前記第１の凹部３の深さより深いことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
（付記７）  前記第２の凹部４の平面形状が矩形であることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の活用例としては、垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを構成するライトヘッドが典型的なものであるが、書込専用の磁気ヘッドにも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの途中までの形成工程の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの図２以降の途中までの形成工程の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの図３以降の途中までの形成工程の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの図４以降の途中までの形成工程の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの図５以降の形成工程の説明図である。
【図７】第１の変形例の概略的断面図である。
【図８】第２の変形例の概略的断面図である。
【図９】第３の変形例のマスクの説明図である。
【図１０】第３の変形例の構成説明図である。
【図１１】本発明の実施例１の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図である。
【図１２】従来の垂直記録用書込ヘッドのコア主磁極部の概略的平面図である。
【図１３】微細化による問題点の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  主磁極補助層
２  埋込絶縁膜
３  第１の凹部
４  第２の凹部
５  軟磁性膜
６  ライトポール
７  後端部
１１  主磁極補助層
１２  Ａｌ2 Ｏ3 埋込層
１３  ポジ型レジスト
１４  第１のマスク
１５  開口部
１６  第１の凹部
１７  ポジ型レジスト
１８  第２のマスク
１９  大面積開口部
２０  第２の凹部
２１  主磁極
２２  ライトポール
２３  大面積後端部
２４  重なり部
２５  大面積後端部
２６  第２のマスク
２７  大面積後端部
３１  下部磁気シールド層
３２  ＴＭＲ膜
３３  磁区制御膜
３４  Ａｌ2 Ｏ3 膜
３５  上部磁気シールド層
３６  Ａｌ2 Ｏ3 膜
３７  ギャップ層
３８  ライトコイル
３９  被覆絶縁膜
４０  リターンヨーク
４１  シールド層
４２  接続部
５０  コア主磁極部
５１  ネックハイト
５２  ネックハイト
【図１】
2009140546.tif 000003
【図２】
2009140546.tif 000004
【図３】
2009140546.tif 000005
【図４】
2009140546.tif 000006
【図５】
2009140546.tif 000007
【図６】
2009140546.tif 000008
【図７】
2009140546.tif 000009
【図８】
2009140546.tif 000010
【図９】
2009140546.tif 000011
【図１０】
2009140546.tif 000012
【図１１】
2009140546.tif 000013
【図１２】
2009140546.tif 000014
【図１３】
2009140546.tif 000015