(57)【要約】【課題】簡易な手段で、しかも短時間に容易にガルバニック腐食の検出を行うことができる腐食検出方法を提供する。【解決手段】基材の表面に、複数の異なる金属層を積層して異種金属層を形成すると同時に、基材の表面の前記異種金属層とは異なる位置に、前記異種金属層と同一構成の層からなるモニターパターンを形成し、前記モニターパターンを層面上方から観察することで、前記複数の金属層が積層されてなる異種金属層のガルバニック腐食を検出することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に、複数の異なる金属層を積層して異種金属層を形成すると同時に、基材の表面の前記異種金属層とは異なる位置に、前記異種金属層と同一構成の層からなるモニターパターンを形成し、前記モニターパターンを層面上方から観察することで、前記異種金属層におけるガルバニック腐食を検出することを特徴とする腐食検出法。
【請求項２】
前記複数の異なる金属層からなる異種金属層およびモニターパターンの層を形成する工程が、レジストパターンをマスクとして電解めっきで形成する工程と、該レジストパターンを除去する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の腐食検出方法。
【請求項３】
前記モニターパターンの表面状態または膜厚を層面上方から観察することを特徴とする請求項１または２記載の腐食検出方法。
【請求項４】
表面に複数の異なる金属層が積層されてなる異種金属層が形成された基材の異なる表面位置に形成され、前記異種金属層と同一構成の層で構成されることを特徴とするモニターパターン。
【請求項５】
前記モニターパターンは、層面内において円形であることを特徴とする請求項４に記載のモニターパターン。
【請求項６】
前記複数の異なる金属層が積層されてなる異種金属層が磁気ヘッドの主磁極を構成し、前記モニターパターンの半径が、前記主磁極の幅以下であることを特徴とする請求項４または５に記載のモニターパターン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッド等における、複数の異なる金属層が積層されてなる異種金属層のガルバニック腐食を検出する腐食検出方法およびこれに用いるモニターパターンに関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直磁気記録ヘッドにおける主磁極では、記録特性の向上のため、軟磁性金属の表面に高ＢＳ材料の金属を積層するなど、複数の異なる金属が積層されてなる異種金属層から構成されるものがある。これら異種金属層からなる主磁極の層には、スパッタリングのほかに電解めっきによって形成される層を含む。また、これら異種金属の層は、ｎｍレベルから、２〜３μｍレベルまでのものと極めて薄い膜となっている。このため、めっき処理後において、残存するめっき液等によって、いわゆるガルバニック腐食が生じる可能性がある。
【０００３】
図３は、主磁極にガルバニック腐食が生じた例を示す写真である。この図３は、主磁極の記録面（ＡＢＳ面）となる、図４の切断線で示す幅狭部の断面を示す。図５は、ガルバニック腐食が生じていない正常な状態の主磁極の断面写真を示す。図３、図５に示す主磁極では、電解めっきのシード層としてFeCo層がスパッタリングによって形成され、その上に、CoNiFe層、およびNiFe層が電解めっきによって形成されている。図３の例では、CoNiFe層にガルバニック腐食が生じている。
なお、電解めっきは、シード層上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして行われる。これにより、図４に示す主磁極の形状にパターンめっきを行うことができる。レジストパターンはその後化学的に除去される。その後、必要に応じて、イオンミリング等によって、主磁極の形状が整えられる。
【０００４】
上記幅狭部の幅は０．１μｍ程度と極めて狭いものであるが、この部分で内層側にガルバニック腐食が生じていても、幅広部で繋がっているので、ガルバニック腐食が生じているか否かは、外部からは判別し難い。
このガルバニック腐食を確認するためには、異種金属層をめっきにより形成した後、この異種金属層の断面を形成し、目視などにより確認することが考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、異種金属層に断面を形成する加工に長時間を要するという課題がある。
また、加工に長時間を要するため、多くの素子の腐食の確認はできず、見逃されて、後工程で障害が発見されるなどの不具合がある。
このように、従来、上記のような複数の異なる金属薄膜からなる異種金属層のガルバニック腐食を検出する有効な手段は事実上存在しなかった。
本願は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な手段で、しかも短時間に容易にガルバニック腐食の検出を行うことができる腐食検出方法およびこれに用いるモニターパターンを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の腐食検出方法は、基材の表面に、複数の異なる金属層を積層して異種金属層を形成すると同時に、基材の表面の前記異種金属層とは異なる位置に、前記異種金属層と同一構成の層からなるモニターパターンを形成し、前記モニターパターンを層面上方から観察することで、前記複数の金属層が積層されてなる異種金属層のガルバニック腐食を検出することを特徴とする。
【０００７】
前記複数の異なる金属層からなる異種金属層およびモニターパターンの層を形成する工程が、レジストパターンをマスクとして電解めっきで形成する工程と、該レジストパターンを除去する工程とを含むことを特徴とする。異種金属層にガルバニック腐食が生じていると、レジストパターンを除去する工程において、腐食が生じている層および該層よりも上方の層がレジストとともに除去され、腐食面が露出する。この腐食面の表面状態（凹凸面）や膜厚を観察あるいは計測することによって、ガルバニック腐食が生じているかを検出することができる。
【０００８】
また、開示のモニターパターンは、表面に複数の異なる金属層が積層されてなる異種金属層が形成された基材の異なる表面位置に形成され、前記異種金属層と同一構成の層で構成されることを特徴とする。
また、前記モニターパターンは、層面内において円形であることを特徴とする。
また、前記複数の異なる金属層が積層されてなる異種金属層が磁気ヘッドの主磁極を構成し、前記モニターパターンの半径が、前記主磁極の幅以下であると好適である。
【発明の効果】
【０００９】
開示の腐食検出方法およびモニターパターンによれば、素子の断面を確認しなくても、顕微鏡で表面状態を観察したり、または膜厚を測定することでガルバニック腐食が発生したか否かを検出できる。モニターパターンを基材内に配置することで、ガルバニック腐食の発生したエリアが容易に把握できる。また、異種金属層形成工程の段階でガルバニック腐食が生じているか否かを検出でき、後工程で発見されるなどの不具合を解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１はモニターパターンの一例を示す説明図である。
モニターパターン１０は、前記のように、例えば、基材上に複数の異なる金属層を積層して形成した異種金属層からなる、垂直磁気記録ヘッドの主磁極を形成する際に、同一の基材上の、上記主磁極を形成する位置とは異なる位置に、主磁極の異種金属層と同一構成の層を形成することによって設けられる。
【００１１】
図１に示す例では、まず基材（図示せず）上に、スパッタリングによってシード層１２を形成する。次にこのシード層１２上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィーにより露光、現像して、図４に示すような主磁極（異種金属層）およびモニターパターン１０を形成するためのレジストパターン１４を形成する。
【００１２】
そして、シード層１２をめっきの給電層とし、レジストパターン１２をめっきのマスクとしてシード層１２上に電解めっきによって、異なる金属からなるめっきＡ膜、めっきＢ膜、めっきＣ膜をこの順に形成する。これにより、主磁極（異種金属層）とモニターパターン１０とが、同時に、かつ同一構成の層として形成される。もちろん、モニターパターン１０は、製品とならない部位に設ける。
なお、本実施の形態では、シード層１２を含めて４層の異種金属層としたが、２層以上の複数層であればよい。
【００１３】
主磁極（異種金属層）およびモニターパターン１０の金属としては、垂直磁気記録ヘッドの場合には、例えば、FeCo、FeCoα（α＝Pd、Pt、Rh、Mo、Zr）、CoNiFe、NiFe、NiFeα（α＝Pd、Pt、Rh、Mo、Zr）などを選択して使用することができる。
異種金属層が主磁極でない場合には、もちろん他の異種金属層とすることができる。
【００１４】
上記のように主磁極（異種金属層）とモニターパターン１０を形成した後、レジストパターン１４をレジスト除去液によって溶解して除去する。これによって、主磁極およびモニターパターン１０が露出する。
そして、シード層１２を含む異種金属層が垂直磁気記録ヘッドの主磁極であるならば、イオンミリング等によって主磁極の形状に形成する加工を行う。
【００１５】
モニターパターン１０の大きさは特に限定されるものではないが、ガルバニック腐食が生じるとした場合に、ガルバニック腐食が生じた層が消失してしまう程度の小さなものに形成するとよい。磁気ヘッドの主磁極のモニターパターンである場合には、モニターパターンの大きさ（直径）は、概ね、主磁極の幅（記録面の幅）以下であると好適である。
また、モニターパターン１０の形状も特に限定されないが、ガルバニック腐食が周辺から均等に生じるとすれば、平面形状が円形であると好適である。
【００１６】
モニターパターン１０は上記のように形成する。
ガルバニック腐食が生じているか否かの検出は次のようにして行う。
主磁極（異種金属層）およびモニターパターン１０にガルバニック腐食が生じているとすれば、小さな形状に形成したモニターパターン１０は、モニターパターン１０を形成する際の上記レジストパターン１２の除去工程において、腐食が生じている層および該層よりも上方の層がレジストとともに除去され、腐食面が露出することになる。また、完全に除去されず形状異常となる場合もある。
【００１７】
腐食面には凹凸が生じているので、モニターパターン１０の層を上方から顕微鏡で観察することによって、鏡面か凹凸面かの判断ができ、凹凸面と判定されれば、ガルバニック腐食が生じていると判定する。この判定は目視によって行うこともできるし、計測器（図示せず）により自動検出することもできる。計測器では、例えば、あらかじめ入力されている鏡面の反射光の強度と、被測定面の反射光の強度とを比較して、被測定面からの反射光の強度が閾値よりも低ければガルバニック腐食が生じていると判定するように構成できる。同様に形状異常となった場合も判定が可能である。
【００１８】
主磁極（磁気記録ヘッド）はウェハ上に多数作りこまれる。ウェハ上の所定エリアごとにモニターパターン１０を設けて、あるエリアのモニターパターン１０にガルバニック腐食が検出された場合に、そのエリア内の主磁極にガルバニック腐食が生じているとしてこのエリア内の製品を分離して廃棄するような対策を講じることができる。
【００１９】
上記では、腐食面の反射光を観測したが、モニターパターン１０の厚さを観測してもよい。すなわち、ガルバニック腐食が生じている場合、上記のように、腐食が生じている層および該層よりも上方の層がレジストとともに除去されるので、例えば図２に示すように、めっきＣ膜、めっきＢ膜が除去され、めっきＡ膜しか残存せず、したがってモニターパターン１０の厚さが減少している。したがって、適宜な膜厚計（図示せず）を用いてモニターパターン１０の膜厚を計測することによっても、ガルバニック腐食が生じているかを検出できる。また、形状異常となった場合も通常の膜厚と異なるため検出できる。
【００２０】
このように、主磁極そのものは、内部に腐食が生じていても、幅広部によって繋がっているので、外部から腐食の発生を検出できないが、同一層構成の小さなモニターパターン１０を主磁極と同時に作りこむことによって、製造工程で発生する腐食をモニターパターンにも発生させることができ、しかもモニターパターン１０を小さく作りこむことによって、モニターパターン１０に発生した腐食欠陥が外部から観察できるようになり、製品（主磁極）の腐食欠陥を簡易な手法で容易に検出できるようになった。モニターパターン１０は製品（主磁極）の製造時に同時に作りこめるので、従来のように、後工程で、異種金属層の断面を露出させて観察するといった厄介な工程が必要なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】モニターパターンの一例を示す説明図である。
【図２】めっきＣ膜、めっきＢ膜が除去された状態の説明図である。
【図３】ガルバニック腐食が生じた状態の主磁極の断面を示す写真である。
【図４】主磁極の外形形状を示す写真である。
【図５】腐食の生じていない主磁極の断面を示す写真である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  モニターパターン
１２  シード層
１４  レジストパターン
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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【図５】
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