JP2008217846A - 垂直磁気ヘッドに於ける主磁極の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】垂直磁気ヘッドに於ける主磁極の製造方法に関し、垂直磁気ヘッドに於ける主磁極の狭コア幅化を実現させ、且つ、高精度なライトコア幅を実現しようとする。
【解決手段】Ａｌ2 Ｏ3 膜１、研磨耐性膜２、エッチング耐性膜３、Ａｌ2 Ｏ3 膜４、ハードマスク膜５を順次形成し、ハードマスク膜５をレジストをマスクにしてエッチングし、Ａｌ2 Ｏ3 膜４をテーパエッチングし、エッチング耐性膜３をエッチングし、ＣＭＰ耐性膜２をエッチングし、Ａｌ2 Ｏ3 膜１をテーパエッチングし、主磁極材料の磁性膜を鍍金する際の鍍金ベース膜７を形成し、主磁極材料の鍍金を行って磁性膜８を形成し、磁性膜８の表面から研磨を行ってＣＭＰ耐性膜２に達する迄を研磨する。
【選択図】 図１２
【解決手段】Ａｌ2 Ｏ3 膜１、研磨耐性膜２、エッチング耐性膜３、Ａｌ2 Ｏ3 膜４、ハードマスク膜５を順次形成し、ハードマスク膜５をレジストをマスクにしてエッチングし、Ａｌ2 Ｏ3 膜４をテーパエッチングし、エッチング耐性膜３をエッチングし、ＣＭＰ耐性膜２をエッチングし、Ａｌ2 Ｏ3 膜１をテーパエッチングし、主磁極材料の磁性膜を鍍金する際の鍍金ベース膜７を形成し、主磁極材料の鍍金を行って磁性膜８を形成し、磁性膜８の表面から研磨を行ってＣＭＰ耐性膜２に達する迄を研磨する。
【選択図】 図１２
Description
本発明は、ダマシンプロセスを用いて垂直磁気ヘッドの主磁極を製造する方法の改良に関する。
従来、垂直磁気ヘッドに於ける主磁極を製造する方法の一つとして、ダマシンプロセスを用いる方法が知られている。
これまでのダマシンプロセスを用いる方法に於いては、先ずエキシマレーザー露光を用いて主磁極パターンのレジスト膜を形成し、これをマスクとして例えばＴａ膜をエッチングして第１のハードマスクを形成し、その後、前記レジスト膜を剥離してから第１のハードマスクをマスクとして例えばＮｉＦｅ膜をエッチングして第２のハードマスクを形成することが行われている。
然しながら、上記プロセスでは、第２のハードマスクのエッチングシフトが大きな問題になっていて、現状で得られている主磁極の光学ライトコア幅は２５０ｎｍ程度と大きなものとなっている。
また、別の技術として、ＥＢ露光を用い、あらかじめ狭い開口幅を形成しておく方法も知られているが、ＥＢ露光を用いた場合、ＮｉＦｅからなるハードマスク材料からの磁性の影響を受けて、電子ビームが曲げられてオーバーレー（合わせ）精度が大きく低下する問題、或いは、電子ビームで描いた部分のコア幅が大きくばらつく旨の問題がある。
本発明では、垂直磁気ヘッドに於ける主磁極の狭コア幅化を実現させ、且つ、高精度なライトコア幅を実現しようとする。
本発明に依る垂直磁気ヘッドに於ける主磁極の製造方法では、第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜、研磨耐性膜、第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜のエッチングに対して耐性をもつ膜、第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜、第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜をエッチングする際のマスクとなるハードマスク膜を順次形成する工程と、次いで、前記ハードマスク膜をレジストをマスクにしてエッチングする工程と、次いで、前記第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜をテーパエッチングする工程と、次いで、前記エッチング耐性膜をエッチングする工程と、次いで、前記研磨耐性膜をエッチングする工程と、次いで、前記第１のＡｌ2 Ｏ3 膜をテーパエッチングする工程と、次いで、主磁極材料の磁性膜を鍍金する際の鍍金ベース膜を形成する工程と、次いで、主磁極材料の鍍金を行って磁性膜を形成する工程と、次いで、前記磁性膜の表面から研磨を行って研磨耐性膜に達する迄を研磨する工程とが含まれる。
前記手段を採ることに依り、垂直磁気ヘッドに於ける主磁極の狭コア幅化の実現、並びに、高精度なライトコア幅の実現が可能になった。また、それ等は、半導体分野で多用されている技術を応用することで容易に実現することができ、例えば、２層のＡｌ2 Ｏ3 膜を積層してテーパエッチングする、或いは、例えばＲｕなど磁性鍍金の鍍金ベース材料を用いた膜厚調整するなど熟成された技術の適用で事足りてしまう。この結果、高記録密度のハードディスクドライブ装置の普及に大きく寄与することができる。
本発明に於いては、第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜上にＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）耐性膜（研磨耐性膜）、ＲＩＥ（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ）耐性膜（エッチング耐性膜）、第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成し、その後、第１層目並びに第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜を２段階にテーパエッチングすることで、狭コア幅化された主磁極の形成が可能となり、これにより、３００Ｇｂｉｔ／ｉｎ2 （ｉｎ＝２．５４ｃｍ）以上のライトヘッドを作成することができる。
図１乃至図１３は実施例１を説明する為の工程要所に於ける垂直磁気ヘッドの要部切断正面図を表し、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
図１参照
（１）
スパッタリング法を用いることに依り、基板（図示せず）上に厚さ０．２〜０．３μｍの第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜１を成膜する。
（１）
スパッタリング法を用いることに依り、基板（図示せず）上に厚さ０．２〜０．３μｍの第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜１を成膜する。
図２参照
（２）
スパッタリング法を用いることに依り、Ａｌ2 Ｏ3 膜１上に厚さ０．０５〜０．１μｍのＴａからなるＣＭＰ耐性膜（研磨耐性膜）２を成膜する。
（２）
スパッタリング法を用いることに依り、Ａｌ2 Ｏ3 膜１上に厚さ０．０５〜０．１μｍのＴａからなるＣＭＰ耐性膜（研磨耐性膜）２を成膜する。
図３参照
（３）
スパッタリング法を用いることに依り、ＣＭＰ耐性膜２上に厚さ０．０５〜０．１μｍのＲｕからなるＲＩＥ耐性膜３を成膜する。尚、ＲＩＥ耐性膜３は後記する第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜のＲＩＥを実施する際のエッチングストッパーとして作用する。
（３）
スパッタリング法を用いることに依り、ＣＭＰ耐性膜２上に厚さ０．０５〜０．１μｍのＲｕからなるＲＩＥ耐性膜３を成膜する。尚、ＲＩＥ耐性膜３は後記する第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜のＲＩＥを実施する際のエッチングストッパーとして作用する。
図４参照
（４）
スパッタリング法を用いることに依り、ＲＩＥ耐性膜３上に厚さ０．１５〜０．３μｍの第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜４を成膜する。
（４）
スパッタリング法を用いることに依り、ＲＩＥ耐性膜３上に厚さ０．１５〜０．３μｍの第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜４を成膜する。
図５参照
（５）
スパッタリング法を用いることに依り、Ａｌ2 Ｏ3 膜４上に全体で厚さが０．１５〜０．２μｍのＮｉＦｅ膜及びＴａ膜をこの順に成膜してハードマスク膜５とする。
（５）
スパッタリング法を用いることに依り、Ａｌ2 Ｏ3 膜４上に全体で厚さが０．１５〜０．２μｍのＮｉＦｅ膜及びＴａ膜をこの順に成膜してハードマスク膜５とする。
図６参照
（６）
ＫｒＦを用いるエキシマレーザー露光法に依り、ハードマスク膜５上に主磁極パターンの開口６Ａをもつレジスト膜６を形成する。尚、開口６Ａのパターン幅は、エキシマレーザーを使って０．１５〜０．２５μｍの開口幅にしてよい。
（６）
ＫｒＦを用いるエキシマレーザー露光法に依り、ハードマスク膜５上に主磁極パターンの開口６Ａをもつレジスト膜６を形成する。尚、開口６Ａのパターン幅は、エキシマレーザーを使って０．１５〜０．２５μｍの開口幅にしてよい。
図７参照
（７）
ＣＦ4 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、レジスト膜６をマスクとして、ハードマスク膜５に於けるＴａ膜のエッチングを行い、次いで、Ｏ2 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、レジスト膜６を除去する。
（７）
ＣＦ4 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、レジスト膜６をマスクとして、ハードマスク膜５に於けるＴａ膜のエッチングを行い、次いで、Ｏ2 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、レジスト膜６を除去する。
（８）
ＣＨ3 ＯＨをエッチングガスとするドライエッチング法を用い、ハードマスク膜５に於けるＮｉＦｅ膜をパターン化されたＴａ膜をマスクとしてエッチングする。
ＣＨ3 ＯＨをエッチングガスとするドライエッチング法を用い、ハードマスク膜５に於けるＮｉＦｅ膜をパターン化されたＴａ膜をマスクとしてエッチングする。
図８参照
（９）
ＢＣｌ3 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、ハードマスク膜５に於けるＮｉＦｅ膜をマスクとして第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜４をテーパエッチングして逆台形の開口を形成する。
（９）
ＢＣｌ3 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、ハードマスク膜５に於けるＮｉＦｅ膜をマスクとして第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜４をテーパエッチングして逆台形の開口を形成する。
図９参照
（１０）
Ｏ2 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、ＲｕからなるＲＩＥ耐性膜３をエッチングする。
（１０）
Ｏ2 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、ＲｕからなるＲＩＥ耐性膜３をエッチングする。
（１１）
ＣＦ4 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、ＴａからなるＣＭＰ耐性膜２をエッチングする。
ＣＦ4 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、ＴａからなるＣＭＰ耐性膜２をエッチングする。
図１０参照
（１２）
ＢＣｌ3 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜１をエッチングする。
（１２）
ＢＣｌ3 をエッチングガスとするドライエッチング法を用い、第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜１をエッチングする。
図１１参照
（１３）
スパッタリング法を用い、Ｒｕからなる鍍金ベース膜７の成膜を行う。ここで、鍍金ベース膜７の膜厚は、本発明にとって重要であるから、更に、詳細に説明する。
（１３）
スパッタリング法を用い、Ｒｕからなる鍍金ベース膜７の成膜を行う。ここで、鍍金ベース膜７の膜厚は、本発明にとって重要であるから、更に、詳細に説明する。
本発明では、鍍金ベース膜７を成膜するに際し、予め第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜４に於ける開口トップの幅を測長しておき、開口が所望の幅、即ち、光学ライトコア幅となるように鍍金ベース膜７の膜厚を調節して形成する。尚、現今のスパッタリング法に依る成膜では膜厚を微細に調節することが可能である。
図１２参照
（１４）
鍍金法を用い、主磁極材料であるＦｅＣｏからなる磁性膜８を成膜するが、この場合、開口が完全に埋まり、ＦｅＣｏが表面の鍍金ベース膜７上に展延するまで実施する。
（１４）
鍍金法を用い、主磁極材料であるＦｅＣｏからなる磁性膜８を成膜するが、この場合、開口が完全に埋まり、ＦｅＣｏが表面の鍍金ベース膜７上に展延するまで実施する。
図１３参照
（１５）
ＣＭＰ法を用い、ＣＭＰ耐性膜２に達するまで磁性膜８の研磨を行って主磁極８Ａを完成する。尚、Ｗは光学ライトコア幅を示している。
（１５）
ＣＭＰ法を用い、ＣＭＰ耐性膜２に達するまで磁性膜８の研磨を行って主磁極８Ａを完成する。尚、Ｗは光学ライトコア幅を示している。
１ 第１層目Ａｌ2 Ｏ3 膜
２ ＣＭＰ耐性膜
３ ＲＩＥ耐性膜
４ 第２層目Ａｌ2 Ｏ3 膜
５ Ｔａ膜及びＮｉＦｅ膜からなるハードマスク膜
６ レジスト膜
６Ａ 開口
７ 鍍金ベース膜
８ 磁性膜
Ｗ 光学ライトコア幅
２ ＣＭＰ耐性膜
３ ＲＩＥ耐性膜
４ 第２層目Ａｌ2 Ｏ3 膜
５ Ｔａ膜及びＮｉＦｅ膜からなるハードマスク膜
６ レジスト膜
６Ａ 開口
７ 鍍金ベース膜
８ 磁性膜
Ｗ 光学ライトコア幅
Claims (3)
- 第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜、研磨耐性膜、第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜のエッチングに対して耐性をもつ膜、第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜、第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜をエッチングする際のマスクとなるハードマスク膜を順次形成する工程と、
次いで、前記ハードマスク膜をレジストをマスクにしてエッチングする工程と、
次いで、前記第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜をテーパエッチングする工程と、
次いで、前記エッチング耐性膜をエッチングする工程と、
次いで、前記研磨耐性膜をエッチングする工程と、
次いで、前記第１のＡｌ2 Ｏ3 膜をテーパエッチングする工程と、
次いで、主磁極材料の磁性膜を鍍金する際の鍍金ベース膜を形成する工程と、
次いで、主磁極材料の鍍金を行って磁性膜を形成する工程と、
次いで、前記磁性膜の表面から研磨を行って研磨耐性膜に達する迄を研磨する工程と
が含まれてなることを特徴とする垂直磁気気ヘッドに於ける主磁極の製造方法。 - 第２層目のＡｌ2 Ｏ3 膜のテーパエッチングに於いて、
エッチング形状が逆台形を成し且つボトムの幅が第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜に形成する開口トップの幅、即ち、光学ライトコア幅を維持するようにエッチングすること
を特徴とする請求項１記載の垂直磁気ヘッドに於ける主磁極の製造方法。 - 第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜のエッチング後に第１層目のＡｌ2 Ｏ3 膜の開口幅を測長し、 所要の光学ライトコア幅を得る為に前記測長結果を反映して鍍金ベース膜の膜厚を調節すること
を特徴とする請求項１記載の垂直磁気ヘッドに於ける主磁極の製造方法。
Priority Applications (1)
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| JP2007049810A JP2008217846A (ja) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | 垂直磁気ヘッドに於ける主磁極の製造方法 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008217846A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8201320B2 (en) | 2009-12-17 | 2012-06-19 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for manufacturing a magnetic write head having a wrap around shield that is magnetically coupled with a leading magnetic shield |
| US8347488B2 (en) | 2009-12-09 | 2013-01-08 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic write head manufactured by damascene process producing a tapered write pole with a non-magnetic step and non-magnetic bump |
| US8371019B1 (en) | 2011-07-20 | 2013-02-12 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for manufacturing a magnetic write pole having straight side walls and a well defined track-width |
-
2007
- 2007-02-28 JP JP2007049810A patent/JP2008217846A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8347488B2 (en) | 2009-12-09 | 2013-01-08 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic write head manufactured by damascene process producing a tapered write pole with a non-magnetic step and non-magnetic bump |
| US8201320B2 (en) | 2009-12-17 | 2012-06-19 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for manufacturing a magnetic write head having a wrap around shield that is magnetically coupled with a leading magnetic shield |
| US8371019B1 (en) | 2011-07-20 | 2013-02-12 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for manufacturing a magnetic write pole having straight side walls and a well defined track-width |
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