JP2009009632A - 磁気ヘッドの製造方法及び磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 トラック幅を狭くしても、製造途中に主磁極の倒壊や剥離が生じにくく、かつ記録磁界の強度の低下を抑制することが可能な磁気ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】 基板上に、該基板の表層部とはエッチング耐性の異なる材料からなる第１の膜(38)を形成する。第１の膜に、基板の表面まで達し、底面がある幅を持つ第１の溝(38a)を形成する。第１の溝の内面及び第１の膜の上面を覆い、非磁性材料からなる第２の膜(43)を、該第２の膜の表面に、該第１の溝の形状を反映して、深くなるに従って幅が狭くなる第２の溝(43b)が形成される条件で堆積させる。第２の膜の上に、磁性材料からなる主磁極層(45a)を堆積させて、第２の溝内を主磁極層で充填する。主磁極層及び第２の膜を、第１の膜が露出するまで研磨する。研磨後、第１の膜を除去し、第１の溝内に充填されていた第２の膜からなる支持部材、及び第２の溝内に充填されていた主磁極層からなる主磁極(45)を残す。
【選択図】 図１−１０

Description

本発明は、磁気記録媒体に磁気記録を行う磁気ヘッドの製造方法及び磁気ヘッドに関する。

ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気記録再生装置では、薄膜磁気ヘッドによりデータの記録及び再生が行われる。従来は、ディスク媒体の記録膜を面内方向に磁化させることにより記録を行う長手磁気記録方式が一般的であった。ところが、近年の記録密度の著しい増加により、長手磁気記録方式による高密度化は技術的限界に近づきつつあり、さらなる高密度化が困難になってきている。

長手磁気記録方式に代わる技術として、垂直磁気記録方式が注目されている。この方式では、ディスクの記録膜を垂直方向に磁化させることにより記録を行う。垂直磁気記録方式では、ディスク媒体の相互に隣接するビットの磁化が対向せず、互いの磁化を強め合う性質を持つ。このため、隣接するビットの磁化同士が対向する長手磁気記録方式に比べて、原理的に高密度化に適している。

記録密度を高めるために、垂直磁気記録用ヘッドの書き込み用主磁極の先端部を微小化する必要がある。スキュー角が生じたときに、主磁極の側辺が記録対象トラックからはみ出して隣接トラックのデータを消去してしまうサイドイレーズを抑制するために、磁気記録媒体対向面（浮上面）における主磁極の形状が、リーディングエッジ側（スライダ流入端側）からトレーリングエッジ側（スライダ流出端側）に向かって幅が広くなる逆台形にされる。

下記の特許文献１〜３に、断面が逆台形の主磁極を作製する方法が開示されている。特許文献１に開示された方法では、レジスト膜に、断面が逆台形の溝を形成し、その溝内に磁性材料をめっきによって埋め込むことにより主磁極が形成される。特許文献２及び３に開示された方法では、磁性材料層の上にハードマスクを形成し、斜め方向からイオンビームを照射して磁性材料層をエッチングすることにより、主磁極が形成される。

下記の特許文献４に、主磁極の側方に非磁性のギャップを介して磁気シールド部材を配置したいわゆるサイドシールド構造が提案されている。サイドシールド構造を採用することにより、記録磁界の、隣接トラックへの漏れを抑制することができる。

特開２００２−１９７６１０号公報 特開２００３−２０３３１１号公報 特開２００６−１４７０２３号公報 特開２００５−１９０５１８号公報

記録密度が高まり、トラック幅が狭くなると、主磁極の逆台形の断面形状も狭くしなければならない。主磁極の断面の底辺が短くなると、主磁極の形成直後に、主磁極を自立させることが困難になり、極端な場合には、主磁極の倒壊や剥離が発生する。

主磁極断面の高さ（ポール長）を低減させることにより、逆台形の底辺の過度な狭小化を回避することができる。ところが、この場合、浮上面における主磁極の断面積が著しく小さくなり、十分な強度の記録磁界を発生させることが困難になる。特に、サイドシールド構造を採用すると、磁束がサイドシールド部材に吸収されて、十分な強度の記録磁界を確保することがますます困難になる。

本発明の目的は、トラック幅を狭くしても、製造途中に主磁極の倒壊や剥離が生じにくく、かつ記録磁界の強度の低下を抑制することが可能な磁気ヘッドの製造方法、及び磁気ヘッドを提供することである。

本発明の一観点によると、
（ａ）基板上に、該基板の表層部とはエッチング耐性の異なる材料からなる第１の膜を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の膜に、前記基板の表面まで達し、底面がある幅を持つ第１の溝を形成する工程と、
（ｃ）前記第１の溝の内面及び前記第１の膜の上面を覆い、非磁性材料からなる第２の膜を、該第２の膜の表面に、該第１の溝の形状を反映して、深くなるに従って幅が狭くなる第２の溝が形成される条件で堆積させる工程と、
（ｄ）前記第２の膜の上に、磁性材料からなる主磁極層を堆積させて、前記第２の溝内を該主磁極層で充填する工程と、
（ｅ）前記主磁極層及び前記第２の膜を、前記第１の膜が露出するまで研磨する工程と、
（ｆ）研磨後、前記第１の膜を除去し、前記第１の溝内に充填されていた前記第２の膜からなる支持部材、及び前記第２の溝内に充填されていた主磁極層からなる主磁極を残す工程と
を有する磁気ヘッドの製造方法が提供される。

本発明の他の観点によると、
磁気記録媒体に対向する浮上面に対して垂直な非磁性表面上に配置され、該浮上面に平行な断面内において、該非磁性表面上で相互に連結され、該非磁性表面から上方に向かって間隔が広がる一対の側壁を含む支持部材と、
前記一対の支持部材の間に充填された磁性材料からなる主磁極と、
前記主磁極を励磁する励磁機構と
を有する磁気ヘッドが提供される。

工程（ｆ）で第１の膜を除去したとき、主磁極が支持部材で支持される。このため、主磁極の倒壊や剥離を抑制することができる。

図１Ａ〜図１Ｙｙを参照して、第１の実施例による磁気ヘッドの製造方法について説明する。

図１Ａに示すように、Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣからなる支持基板１を準備する。支持基板１の表面をｙｚ面とし、法線方向をｘ軸方向とするｘｙｚ直交座標系を定義する。ｘｙ面に平行な面が浮上面になるように、ｙ方向及びｚ方向を定義する。なお、ウエハ工程完了後に、ｘｙ面に平行な面で切り出すことにより、個々の磁気ヘッドに分離されるが、図１Ａ〜図１Ｙｙは、個々の磁気ヘッドに分離する前の工程に対応する図面であるが、分離後に１つの磁気ヘッドとなる部分を代表して示している。図１Ａの左端が浮上面に相当する。

支持基板１の上に、再生素子用下部シールド膜２、再生素子３、再生素子用上部シールド膜４を含む再生素子部を形成する。再生素子用下部シールド膜２及び再生素子用上部シールド膜４は、例えばＮｉ_８０Ｆｅ_２０で形成され、その厚さは１．５μｍである。再生素子３には、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子や、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子が用いられる。第１の実施例では、一例として、トラック幅８０ｎｍのＴＭＲ素子を用いる。再生素子部のうち、再生素子用下部シールド膜２、再生素子３、再生素子用上部シールド膜４が配置されていない領域は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる非磁性部材５で充填されている。再生素子部の最上層には、アルミナからなる非磁性膜６が配置されている。再生素子部は、公知の製造方法により作製することができる。

図１Ｂに示すように、非磁性膜６の上に、Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０等の磁性材料からなる下地膜１０ａをスパッタリングにより堆積させる。下地膜１０ａの上にレジスト膜１３を配置し、このレジスト膜１３に、リターンヨークに整合する開口を形成する。下地膜１０ａを電極としてＮｉ_８０Ｆｅ_２０等の磁性材料を電解めっきすることにより、開口が形成されている領域にめっき膜１０ｂを堆積させる。図１Ｃに示すように、レジスト膜１３を除去する。

図１Ｄに示すように、露出していた下地膜１０ａをイオンミリング等により除去する。このとき、めっき膜１０ｂの表層部も薄く除去される。これにより、下地膜１０ａとめっき膜１０ｂとからなるリターンヨーク１０が形成される。リターンヨーク１０の厚さは例えば１．５μｍとする。リターンヨーク１０は、浮上面からｚ軸方向のある深さまで達する。図１Ｅ以降においては、下地膜１０ａとめっき膜１０ｂとを区別せず、１枚の層として表記する。

本明細書において、リターンヨーク１０の形成方法のように、下地膜の形成、レジストパターンの形成、電解めっき、レジストパターンの除去、及び下地膜の除去により金属パターンを形成する方法を、単に、「電解めっき法」と記す。

図１Ｅに示すよう用に、非磁性膜６及びリターンヨーク１０の上に、アルミナからなる非磁性膜１５を、スパッタリングにより堆積させる。

図１Ｆに示すように、リターンヨーク１０の表面が露出するまで化学機械研磨（ＣＭＰ）を行うことにより、表面の平坦化を行う。

図１Ｇに示すように、リターンヨーク１０の一部の領域上に、レジストパターン１７を形成する。レジストパターン１７は、リターンヨーク１０と主磁極とを接続するための接続部材が配置される領域を被覆する。全面に、アルミナ等からなる絶縁膜１８を堆積させる。アルミナは、非磁性材料であり、かつ絶縁性材料でもある。本明細書において、特に、アルミナを絶縁性材料として利用する場合に、「絶縁膜」と表記している。

図１Ｈに示すように、レジストパターン１７を、その上に堆積している絶縁膜１８とともに除去する。これにより、絶縁膜１８に、リターンヨーク１０の表面の一部を露出させる開口１８ａが現れる。このように、レジストパターン上に堆積している膜を、レジストパターンと共に除去することにより、パターニングされた膜を形成する方法は、「リフトオフ法」と呼ばれる。

図１Ｉに示すように、絶縁膜１８の上に、スパイラル状のコイル２０を電解めっきにより形成する。コイル２０は、例えば厚さ１．５μｍのＣｕ膜で形成され、開口１８ａの周囲を４周する。

図１Ｊに示すように、開口１８ａの底面に露出しているリターンヨーク１０の上、及びコイル２０の内周側の端部の上に、それぞれＮｉ_８０Ｆｅ_２０等の磁性材料からなる磁路接続部材２３、及びコイル引き出し部材２４を形成する。磁路接続部材２３は、Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０を磁性材料として利用し、コイル引き出し部材２４は、Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０を導電性材料として利用している。

図１Ｋに示すように、全面にアルミナからなる絶縁膜２５をスパッタリングにより堆積させ、その表面をＣＭＰにより平坦化する。絶縁膜２５は、コイル２０の隙間を埋め込むとともに、コイル２０の上面を被覆する。また、絶縁膜２５の上面に、磁路接続部材２３及びコイル引き出し部材２４が露出する。スパッタリングによりコイル２０の隙間にアルミナを充填することが困難な場合には、図１Ｊに示した状態のときに、コイル２０、磁路接続部材２３、及びコイル引き出し部材２４の隙間を、樹脂で埋め込んでおいてもよい。

図１Ｌに示すように、絶縁膜２５の上に、Ｎｉ_８０Ｆｅ_２０等の磁性材料からなる厚さ１．０μｍの主磁極補助層３０及びコイル引き出し部材３１を電解めっきにより形成する。主磁極補助層３０は、磁路接続部材２３が配置された位置から、浮上面に向かって、浮上面となる位置の手前まで延びる。コイル引き出し部材３１は、１層目のコイル引き出し部材２４の上に配置される。

図１Ｍに示すように、絶縁膜２５の上に、主磁極補助層３０及びコイル引き出し部材３１を被覆するようにアルミナからなる絶縁膜３５を堆積させ、その表面の平坦化を行う。絶縁膜３５の上面に、主磁極補助層３０及びコイル引き出し部材３１が露出する。

図１Ｎに示すように、絶縁膜３５の上に、酸化シリコンからなる厚さ３４０ｎｍの第１の膜３８をスパッタリングにより堆積させる。第１の膜３８の厚さは、後に堆積される第２の膜４３の厚さ５０ｎｍと、主磁極４５の厚さ２８０ｎｍとの和に、ＣＭＰ研磨量のばらつきを考慮した削り代１０ｎｍ分を加えたものである。

第１の膜３８には、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等によって容易に、かつ高精度に加工することが可能な材料を用いることが好ましい。このような材料として、酸化シリコン以外に、窒化シリコン、タンタル等が挙げられる。これらの材料は、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、ＳＦ_６等のガスを用いて容易にエッチングすることができる。特に、ＣＨＦ_３を用いると、レジスト材料に対して高いエッチング選択比を確保することができる。また、後の工程で、第１の膜３８をエッチングして、その下の絶縁膜３５を露出させるために、第１の膜３８には、絶縁膜３５とはエッチング耐性の異なる材料を用いることが好ましい。なお、第１の膜３５は最終的に浮上面に露出しないため、アルミナ等の硬度の高い材料を用いる必要はない。

図１Ｏｙに示すように、第１の膜３８の上に、レジスト膜４０を形成する。レジスト膜４０の、主磁極が配置される領域に開口４０ａを形成する。図１Ｏｚに、浮上面となる位置における断面図を示す。絶縁膜３５の上に第１の膜３８が形成され、その上に開口４０ａが設けられたレジスト膜４０が形成されている。

図１Ｏｘに、支持基板１の平面図を示す。主磁極に整合する開口４０ａは、浮上面となる位置からｚ方向に延びる細い領域、この細い領域に連続し、浮上面から遠ざかる向きに広がったテーパ状領域、及びテーパ状領域に連続する長方形の領域を含む。主磁極補助層３０は、長方形の領域、及びテーパ状の領域の一部と整合する。細い領域には、主磁極補助層３０が配置されていない。

図１Ｐｙに示すように、レジスト膜４０をマスクとして、第１の膜３８をエッチングする。第１の膜３８のエッチングには、エッチングガスとしてＣＨＦ_３を用いたＲＩＥが用いられる。これにより、主磁極を配置するための第１の溝３８ａが形成される。第１の溝３８ａの底面には、主磁極補助層３０及び絶縁膜３５が露出する。第１の膜３８は、精密加工が容易な酸化シリコン等で形成されているため、磁性材料やアルミナ等を加工する場合に比べて、高精度に加工することができる。

図１Ｐｚに示すように、浮上面の位置において、第１の溝３８ａの断面形状は、深くなるに従って狭くなる逆台形となる。例えば、第１の溝３８ａの側面と、下地である絶縁膜３５の上面とのなす角度を約８０°とする。このような条件は、エッチング時の圧力、印加するＲＦパワー密度、ＲＩＥ装置の電極間距離等を調整することにより、見出すことができる。第１の溝３８ａの底面に絶縁膜３５が露出しており、細い領域は、底面において幅が０になるのではなく、ある幅を有する。第１の膜３８に第１の溝３８ａを形成した後、レジスト膜４０を除去する。

図１Ｑｙに示すように、第１の膜３８の表面上、及び第１の溝３８ａの内面上に、アルミナ等の非磁性材料からなる厚さ５０ｎｍの第２の膜４３を、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）により堆積させる。その後、磁路接続部材２３の上方に、イオンミリングにより、第２の膜４３を貫通する開口４３ａを形成する。なお、開口４３ａは、リフトオフ法により形成してもよい。開口４３ａの底面に、主磁極補助層３０が露出する。第２の膜４３の上面には、第１の溝３８ａの形状を反映した第２の溝４３ｂが表れる。

図１Ｑｚに示すように、浮上面の位置においては、第２の溝４３ｂは、第１の溝３８ａの側面を反映した傾斜した側面を有する。第１の溝３８ａの形状を反映した形状の第２の溝４３ｂを形成するために、第２の膜４３は、等方的に成長する方法、例えばＣＶＤ等により形成することが好ましい。第２の溝４３ｂが第１の溝３８ａの形状を反映するため、第２の溝４３ｂの幅は、深くなるに従って狭くなる。第２の膜４３が等方的に成長する場合には、第２の溝４３ｂの側面と、絶縁膜３５の上面とのなす角度も、約８０°になる。

第１の膜３８に形成した第１の溝３８ａの、浮上面の位置における幅、及び第２の膜４３の厚さを調整すると、第２の溝４３ｂの一方の側面と他方の側面とが底部で接続され、第２の溝４３ｂの、浮上面の位置における断面形状を、逆台形ではなく、逆三角形にすることができる。例えば、第２の膜４３の厚さを、第１の溝３８ａの、浮上面の位置における底面の幅の１／２以上にすることにより、第２の溝４３ｂの断面形状を逆三角形にすることができる。

図１Ｒｙ及び図１Ｒｚに示すように、第２の膜４３の上に、Ｆｅ_７０Ｎｉ_３０等の磁性材料からなる主磁極層４５ａを堆積させる。主磁極層４５ａは、例えば厚さ４０ｎｍの下地膜をスパッタリング等により堆積させた後、厚さ３５０ｎｍのめっき層を堆積させることにより形成することができる。第２の膜４３の上面に形成されている第２の溝４３ｂ内は、主磁極層４５ａで充填される。主磁極層４５ａは、第２の膜４３に形成された開口４３ａを介して、主磁極補助層３０に接続される。主磁極層４５ａの堆積後、第２の膜３８が露出するまで主磁極層４５ａにＣＭＰを施す。

図１Ｓｙ、図１Ｓｚ、及び図１Ｓｘに、ＣＭＰ後の構造を示す。第２の溝４３ｂ内に、主磁極４５が残る。図１Ｓｚに示したように、浮上面の位置における主磁極４５の断面形状は、逆三角形になる。浮上面における主磁極４５のトラック幅方向（ｙ軸方向）の寸法は、１００ｎｍである。この寸法は、第１の膜３８に形成する溝３８ａの幅、及び第２の膜４３の膜厚により調整することができる。主磁極４５のポール長（ｘ軸方向の寸法）は２８０ｎｍである。ポール長は、第１の膜３８及び第２の膜４３の膜厚により調整することができる。

図１Ｓｘに示すように、主磁極４５は、浮上面に露出する細い先端部分４５ｎ、浮上面から遠い領域に配置された太い部分４５ｗ、両者を接続するテーパ状の部分４５ｔにより構成される。

ＣＭＰ後、第１の膜３８を選択的に除去する。第１の膜３８の除去は、例えばＣＨＦ_３を用いて等方的にエッチングすることにより行うことができる。第１の膜３８を選択的に除去するために、第１の膜３８は、第２の膜４３とエッチング耐性の異なる材料で形成して置く必要がある。

図１Ｔｙ及び図１Ｔｚに、第１の膜３８を除去した後の構造を示す。第１の溝３８ａが形成されていた領域に、第２の膜４３と主磁極４５とからなる凸部４６が残る。凸部４６が残らない領域には、絶縁膜３５及びコイル引き出し部材３１が露出する。図１Ｔｚに示すように、主磁極４５の先端部分４５ｎの側方に残る第２の膜４３は、絶縁膜３５の表面で相互に連結され、上方に向かって間隔が広がる一対の側壁で構成される。この一対の側壁の間に、主磁極４５の先端部分４５ｎが配置されている。この部分の第２の膜４３は、主磁極４５の先端部分４５ｎを支持する支持部材として機能する。主磁極４５の先端部分４５ｎの断面形状が逆三角形になっているため、先端部分４５ｎのみでは自立することができない。先端部分４５ｎを支持する支持部材４３の底面がある幅を持っているため、先端部分４５ｎを安定して支持することができる。

図１Ｕｙ及び図１Ｕｚに示すように、支持部材４３及び主磁極４５からなる凸部４６の上面と側面、絶縁膜３５の上面、及びコイル引き出し部材３１の上面を、アルミナ等の非磁性材料からなる厚さ３０ｎｍの第３の膜４８で覆う。第３の膜４８の堆積には、カバレッジ性に優れたＣＶＤを採用することが好ましい。

図１Ｖｙ及び図１Ｖｚに示すように、主磁極４５の先端部分４５ｎの側方及び上方の、第３の膜４８の上に、Ｎｉ_５０Ｆｅ_５０等の磁性材料からなる磁気シールド膜５０を、電解めっき法により形成する。例えば、電解めっきのための下地膜の厚さを４０ｎｍとし、めっきされる部分の厚さを５００ｎｍとする。

図１Ｗｙに示すように、第３の膜４８に、コイル引き出し部材３１の上面を露出させる開口４８ａを形成する。第３の膜４８のエッチングは、例えばイオンミリング等により行う。

図１Ｘｙに示すように、第３の膜４８の上に、コイル引き出し配線５３を、電解めっき法により形成する。コイル引き出し配線５３は、例えばＣｕで形成され、コイル引き出し部材３１に接続される。

図１Ｙｙに示すように、基板全面をアルミナ等の保護膜５５で覆う。その後、基板１を、浮上面となるべき位置で切断して、磁気ヘッドごとに分離する。さらに、浮上面を研磨してその位置を微調整する。

主磁極４５、主磁極補助層３０、磁路接続部材２３、及びリターンヨーク１０が、記録用磁場のための磁路を画定する。この磁路と鎖交するコイル２０に電流を流すことにより、この磁路に記録用磁場を発生させることができる。

図２に、第１の実施例による磁気ヘッドを用いたハードディスクドライブの概略図を示す。ロータリアクチュエータ７４で支持されたサスペンションアーム７３の先端に、ジンバルと呼ばれる支持具でスライダ７２が取り付けられている。スライダ７２の端部に磁気ヘッド７１が取り付けられている。磁気ヘッド７１には、上記第１の実施例による磁気ヘッドが用いられる。

磁気ヘッド７１は、磁気ディスク７０の表面から微小な高さだけ浮上している。磁気ディスク７０の表面に、同心円状の多数のトラック７５が画定されている。ロータリアクチュエータ７４を駆動してサスペンションアーム７３を旋回させることにより、磁気ヘッド７１を、磁気ディスク７０上の半径方向に関して異なる位置に移動させることができる。

第１の実施例による方法で作製した磁気ヘッドの主磁極４５は、図１Ｖｚに示すように、浮上面において、リーディングエッジからトレーリングエッジに向かって広がった逆三角形の形状を有する。このため、図２に示した磁気ヘッド７１が半径方向に移動してスキュー角が発生したとしても、隣接トラックへの影響を抑制することができる。

また、第１の実施例では、製造途中段階において、主磁極４５自体が自立しなければならない状態が発生しない。例えば、図１Ｔｚに示した状態では、主磁極４５の先端部分４５ｎは、支持部材４３により支持される。このため、主磁極４５の倒壊や剥離を抑制することができる。

浮上面における主磁極４５のトラック幅方向（ｙ軸方向）の寸法を大きくすることなく断面積を大きくするために、主磁極４５の断面形状を逆台形にするよりも、逆三角形にすることが好ましい。従来の方法では、製造途中段階において主磁極を、他の支持部材等を用いることなく自立させる必要があったため、その断面形状を逆三角形にすることはできなかった。第１の実施例では、主磁極４５の断面形状を逆三角形にすることができるため、そのトラック幅方向の寸法を大きくすることなく、断面積を大きくすることが可能になる。断面積増大の十分な効果を得るために、主磁極先端部４５ｎのポール長（ｘ軸方向の高さ）を、トラック幅方向の寸法の２倍以上とすることが好ましい。

なお、浮上面における主磁極先端部部４５ｎの断面形状は、必ずしも逆三角形である必要はなく、逆台形であってもよい。この場合にも、従来の方法に比べて、逆台形の短い方の底辺をより短くして、逆三角形に近づけることが可能である。このため、主磁極４５の断面積を大きくすることができるという効果は失われない。

主磁極先端部分４５ｎの側方に、磁気シールド膜（サイドシールド部材）５０が配置されているため、隣接トラックへの記録用磁束のはみ出しを抑制することができる。主磁極先端部分４５ｎの断面積を大きくすることができるため、サイドシールド部材を配置しても、十分な大きさの記録磁界強度を確保することができる。

また、第１の実施例では、図１Ｐｙ及び図１Ｐｚに示した工程で第１の膜３８に形成する溝３８ａの形状、及び図１Ｑｙ及び図１Ｑｚに示した工程で堆積させる第２の膜４３の膜厚によって、主磁極４５の形状が決定される。第１の膜３８に、高精度の加工が容易な酸化シリコン等を用いているため、主磁極４５の形状を高精度に制御することが可能になる。

例えば、第１の膜３８を磁性材料で形成しておけば、第１の膜３８をサイドシールド部材として利用することが可能である。ところが、磁性材料を高精度に加工することは困難であるため、この場合には、主磁極の形状を高精度に制御することが困難になる。

次に、第１の実施例による方法を、イオンミリングで主磁極を整形する比較例と比較した結果について説明する。まず、図３Ａ〜図３Ｅを参照して、比較例による磁気ヘッドの製造方法について説明する。図３Ａ〜図３Ｅは、浮上面の位置における断面に対応する。

図３Ａに示すように、主磁極補助層等が形成された基板１００の上に、めっき用の下地膜１０１を形成する。下地膜１０１は、Ｆｅ_７０Ｃｏ_３０で形成され、その厚さは４０ｎｍである。下地膜１０１の上にレジスト膜１０２を形成し、レジスト膜１０２に、主磁極を収容するための溝１０２ａを形成する。溝１０２ａは、深くなるに従って幅が狭くなる断面形状を有する。下地膜１０１を電極としてＦｅ_７０Ｃｏ_３０を電解めっきすることにより主磁極１０５を形成する。主磁極１０５の高さは２００ｎｍである。

図３Ｂに示すように、レジスト膜１０２を除去する。図３Ｃに示すように、主磁極１０５にイオンビームを斜め方向から照射することにより、主磁極１０５の幅を狭める。この状態で、主磁極１０５のトラック幅方向の寸法、及び斜面の傾斜角は、第１の実施例の場合と同一とする。イオンビームの入射角（基板法線と、イオンビームの進行方向とのなす角）は６０°とする。これにより、露出していた下地膜１０１、及び基板１００の表層部が除去される。この時点で、主磁極１０５が自立する必要があるため、主磁極１０５の先端部分の底面に、ある程度の幅を確保しておかなければならない。

図３Ｄに示すように、主磁極１０５の上面と側面、及び基板１００の表面をアルミナからなる厚さ８０ｎｍの非磁性膜１０８で覆う。図３Ｅに示すように、非磁性膜１０８の上に、Ｎｉ_５０Ｆｅ_５０からなる磁性膜１１０を、電解めっき法で形成する。めっき用下地膜の厚さを４０ｎｍとし、めっき膜の厚さを５００ｎｍとする。その後の工程は、第１の実施例による製造方法の図１Ｗｙに示した段階以降と同一である。

第１の実施例による方法で作製した磁気ヘッドと、比較例による方法で作製した磁気ヘッドとの浮上面を、走査型電子顕微鏡で観察した。サンプル数は、それぞれ５００個とした。第１の実施例による方法で作製した磁気ヘッドにおいては、主磁極の倒壊または剥離が生じていたものはなかった。これに対し、比較例による方法で作製した磁気ヘッドにおいては、２５個のサンプルで主磁極の倒壊または剥離が発生していた。この評価により、第１の実施例による方法が、主磁極の倒壊や剥離の抑制に有効であることが確認された。

第１の実施例では、図１Ｑｙに示した工程で、第２の膜４３に開口４３ａを形成した。この開口４３ａは、主磁極４５と主磁極補助層３０とを直接接触させる。これにより、磁路の磁気抵抗を低減させることができる。なお、第２の膜４３に開口４３ａを形成せず、主磁極４５と主磁極補助層３０とを、第２の膜４３を介して対向させる構成としてもよい。この場合、磁路の磁気抵抗が若干高くなることが懸念されるが、図１Ｓｘに示したように、主磁極４５と主磁極補助層３０とが重なる領域の面積が大きいため、磁気抵抗の増加はわずかである。

次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、第２の実施例による磁気ヘッドの製造方法について説明する。図１Ｔｙ及び図１Ｔｚに示した構造に至るまでの工程は、第１の実施例と第２の実施例とで共通である。

図４Ａに示すように、第２の実施例では、凸部４６を非磁性材料からなる第３の膜で覆うことなく、凸部４６の上面と側面、及び絶縁膜３５の上に、磁性材料からなる磁気シールド膜５０を直接堆積させる。磁気シールド膜５０を覆うように、全面にアルミナ膜５２を堆積させる。アルミナ膜５２は、図１Ｖｙに示した磁気シールド膜５０が配置されていない領域の第３の膜４８の上にも堆積する。

図４Ｂに示すように、主磁極４５が露出するまでアルミナ膜５２及び磁気シールド膜５０にＣＭＰを施し、その表面を平坦化する。

第１の実施例では、図１Ｖｚに示したように、主磁極４５の側方にサイドシールド部材が配置され、さらに主磁極４５の上方（トレーリングエッジ側）にも磁気シールド部材（トレーリングシールド部材）５０が配置されていた。このため、主磁極４５の上面と、磁気シールド膜５０との間に、非磁性材料からなる第３の膜４８を挿入した。第２の実施例では、トレーリングシールド部材が配置されず、サイドシールド部材のみが配置される。このため、主磁極４５とトレーリングシールド部材とを分離するための第３の膜を配置する必要はない。第２の実施例では、主磁極４５とサイドシールド部材５０との間隔が適性値になるように、第２の膜４３の厚さを設定しておくことが好ましい。

次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、第３の実施例による磁気ヘッドの製造方法について説明する。図１Ｖｙ及び図１Ｖｚに示した構造に至るまでの工程は、第１の実施例と第３の実施例とで共通である。

図５Ａに示すように、磁気シールド膜５０を形成した後に、全面をアルミナ膜５２で被覆する。アルミナ膜５２は、図１Ｖｙに示した磁気シールド膜５０が配置されていない領域の第３の膜４８の上にも堆積する。図５Ｂに示すように、第３の膜４８が露出するまで、アルミナ膜５２と磁気シールド膜５０とにＣＭＰを施して、主磁極４５のトレーリングエッジ側の磁気シールド膜５０を除去する。

この際に、磁気シールド膜５０の研磨速度が第３の膜４８の研磨速度よりも速い条件で、磁気シールド膜５０を研磨する。第３の膜４８はＣＭＰのストッパ膜として機能する。磁気シールド膜５０に、ＦｅＮｉ系の磁性材料を用いた場合、第３の膜４８をＴａまたはＲｕで形成すると、磁気シールド膜５０の研磨速度が第３の膜４８の研磨速度よりも速い条件を見出すことができる。

上記第２及び第３の実施例による方法でも、第１の実施例の場合と同様に、主磁極４５の倒壊や剥離を抑制することができる。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

上述の実施例から、以下の付記に示した発明が導出される。

（付記１）
（ａ）基板上に、該基板の表層部とはエッチング耐性の異なる材料からなる第１の膜を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の膜に、前記基板の表面まで達し、底面がある幅を持つ第１の溝を形成する工程と、
（ｃ）前記第１の溝の内面及び前記第１の膜の上面を覆い、非磁性材料からなる第２の膜を、該第２の膜の表面に、該第１の溝の形状を反映して、深くなるに従って幅が狭くなる第２の溝が形成される条件で堆積させる工程と、
（ｄ）前記第２の膜の上に、磁性材料からなる主磁極層を堆積させて、前記第２の溝内を該主磁極層で充填する工程と、
（ｅ）前記主磁極層及び前記第２の膜を、前記第１の膜が露出するまで研磨する工程と、
（ｆ）研磨後、前記第１の膜を除去し、前記第１の溝内に充填されていた前記第２の膜からなる支持部材、及び前記第２の溝内に充填されていた主磁極層からなる主磁極を残す工程と
を有する磁気ヘッドの製造方法。

（付記２）
前記工程（ｆ）の後に、さらに、
（ｇ）前記支持部材と主磁極とからなる凸部の上面、側面、及び前記基板の表面を覆うように、非磁性材料からなる第３の膜を形成する工程と、
（ｈ）前記第３の膜の上に、磁性材料からなる磁気シールド膜を堆積させる工程と
を有する付記１に記載の磁気ヘッドの製造方法。

（付記３）
前記工程（ｆ）の後に、さらに、
（ｇ）前記支持部材と主磁極とからなる凸部の上面、側面、及び前記基板の表面を覆うように、磁性材料からなる磁気シールド膜を堆積させる工程と、
（ｈ）前記凸部の上に堆積している前記磁気シールド膜を除去し、該凸部の側方に該磁気シールド膜を残す工程と
を有する付記１に記載の磁気ヘッドの製造方法。

（付記４）
前記工程（ｆ）の後、工程（ｇ）の前に、さらに、
（ｆ１）前記凸部の上面、側面、及び前記基板の表面上に、非磁性材料からなる第３の膜を堆積させる工程を有し、
前記工程（ｇ）において、前記第３の膜の上に前記磁気シールド膜を堆積させる付記３に記載の磁気ヘッドの製造方法。

（付記５）
前記工程（ｈ）において、前記磁気シールド膜の研磨速度が、前記第３の膜の研磨速度よりも速い条件で、前記磁気シールド膜を研磨することにより、前記凸部の上に堆積している前記磁気シールド膜を除去する付記４に記載の磁気ヘッドの製造方法。

（付記６）
前記第３の膜が、ＴａまたはＲｕで形成されている付記５に記載の磁気ヘッドの製造方法。

（付記７）
磁気記録媒体に対向する浮上面に対して垂直な非磁性表面上に配置され、該浮上面に平行な断面内において、該非磁性表面上で相互に連結され、該非磁性表面から上方に向かって間隔が広がる一対の側壁を含む支持部材と、
前記一対の支持部材の間に充填された磁性材料からなる主磁極と、
前記主磁極を励磁する励磁機構と
を有する磁気ヘッド。

（付記８）
前記主磁極の、前記浮上面における断面形状は、前記非磁性表面から上方に向かって広がり、その高さが、最大幅の２倍以上である付記７に記載の磁気ヘッド。

（付記９）
前記主磁極の、前記浮上面における断面形状は逆三角形である付記７に記載の磁気ヘッド。

（付記１０）
さらに、前記支持部材の外側に、磁性材料からなるサイドシールド部材が配置されている付記７乃至９のいずれか１項に記載の磁気ヘッド。

第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その１）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その２）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その３）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その４）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図及び平面図（その５）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その６）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その７）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その８）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その９）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その１０）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その１１）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その１２）である。 第１の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その１３）である。 第１の実施例による方法で作製した磁気ヘッドを用いたハードディスクドライブの概略図である。 比較例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その１）である。 比較例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図（その２）である。 第２の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図である。 第３の実施例による磁気ヘッドの製造途中段階における素子の断面図である。

符号の説明

１ 支持基板
２ 再生素子用下部シールド膜
３ 再生素子
４ 再生素子用上部シールド膜
５ 非磁性部材
６ 非磁性膜
１０ リターンヨーク
１３ レジスト膜
１５ 非磁性膜
１７ レジストパターン
１８ 絶縁膜
１８ａ 開口
２０ コイル
２３ 磁路接続部材
２４ コイル引き出し部材
２５ 絶縁膜
３０ 主磁極補助層
３１ コイル引き出し部材
３５ 絶縁膜
３８ 第１の膜
３８ａ 第１の溝
４０ レジスト膜
４０ａ 開口
４３ 第２の膜
４３ａ 開口
４３ｂ 第２の溝
４５ 主磁極
４５ａ 主磁極層
４６ 凸部
４８ 第３の膜
５０ 磁気シールド膜
５２ アルミナ膜
５３ コイル引き出し配線
５５ 保護膜
７０ 磁気ディスク
７１ 磁気ヘッド
７２ スライダ
７３ サスペンションアーム
７４ ロータリアクチュエータ
７５ トラック
１００ 基板
１０１ 下地膜
１０２ レジスト膜
１０２ａ 溝
１０５ 主磁極
１０８ 非磁性膜
１１０ 磁気シールド膜

Claims (5)

1. （ａ）基板上に、該基板の表層部とはエッチング耐性の異なる材料からなる第１の膜を形成する工程と、
   （ｂ）前記第１の膜に、前記基板の表面まで達し、底面がある幅を持つ第１の溝を形成する工程と、
   （ｃ）前記第１の溝の内面及び前記第１の膜の上面を覆い、非磁性材料からなる第２の膜を、該第２の膜の表面に、該第１の溝の形状を反映して、深くなるに従って幅が狭くなる第２の溝が形成される条件で堆積させる工程と、
   （ｄ）前記第２の膜の上に、磁性材料からなる主磁極層を堆積させて、前記第２の溝内を該主磁極層で充填する工程と、
   （ｅ）前記主磁極層及び前記第２の膜を、前記第１の膜が露出するまで研磨する工程と、
   （ｆ）研磨後、前記第１の膜を除去し、前記第１の溝内に充填されていた前記第２の膜からなる支持部材、及び前記第２の溝内に充填されていた主磁極層からなる主磁極を残す工程と
   を有する磁気ヘッドの製造方法。
2. 前記工程（ｆ）の後に、さらに、
   （ｇ）前記支持部材と主磁極とからなる凸部の上面、側面、及び前記基板の表面を覆うように、非磁性材料からなる第３の膜を形成する工程と、
   （ｈ）前記第３の膜の上に、磁性材料からなる磁気シールド膜を堆積させる工程と
   を有する請求項１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
3. 前記工程（ｆ）の後に、さらに、
   （ｇ）前記支持部材と主磁極とからなる凸部の上面、側面、及び前記基板の表面を覆うように、磁性材料からなる磁気シールド膜を堆積させる工程と、
   （ｈ）前記凸部の上に堆積している前記磁気シールド膜を除去し、該凸部の側方に該磁気シールド膜を残す工程と
   を有する請求項１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記工程（ｆ）の後、工程（ｇ）の前に、さらに、
   （ｆ１）前記凸部の上面、側面、及び前記基板の表面上に、非磁性材料からなる第３の膜を堆積させる工程を有し、
   前記工程（ｇ）において、前記第３の膜の上に前記磁気シールド膜を堆積させる請求項３に記載の磁気ヘッドの製造方法。
5. 磁気記録媒体に対向する浮上面に対して垂直な非磁性表面上に配置され、該浮上面に平行な断面内において、該非磁性表面上で相互に連結され、該非磁性表面から上方に向かって間隔が広がる一対の側壁を含む支持部材と、
   前記一対の支持部材の間に充填された磁性材料からなる主磁極と、
   前記主磁極を励磁する励磁機構と
   を有する磁気ヘッド。

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