JP2009181615A - 磁気ヘッドの製造方法、磁気ヘッド及び磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主磁極の微細パターンをエッチングで製造するときの終点を確実に検出する。
【解決手段】非磁性絶縁層３をエッチングしてトレンチ３３を設け、ここに磁性層３５を形成することで主磁極２１を形成するにあたり、下地層となる磁気分離層４と発光特性が異なるような終点検出層３１を、主磁極２１の微細なパターンに対応する位置に設ける。エッチングレートは、面積が大きい部分よりも面積が小さい部分のほうが遅いので、終点検出層３１に起因する発光スペクトルが観測されるまでエッチングを実施し、トレンチ３３を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気ヘッドの製造方法、磁気ヘッド及び磁気記録装置に関し、特に、磁極を有する磁気ヘッドの製造方法と、磁極を有する磁気ヘッドと磁気記録装置に関する。

コンピュータ、オーディオ等において使用される種々の記録装置のうち磁気記録装置は歴史的に古く、一般に広く普及している。磁気記録装置の１つとして、円盤状の磁気記録媒体とその上を浮上する磁気ヘッドとを有する磁気ディスク装置がある。

現在まで市場に供給されている磁気ディスク装置の記録方式の大部分は、記録層に記録される磁化の方向が面方向に向いた面内磁気記録方式と呼ばれるものである。この面内磁気記録方式において高記録密度を得るためには、磁気記録媒体の記録層を薄くするととともに、記録層を構成する磁性結晶粒を微細化することが必要となる。

しかしながら、磁気記録媒体の記録層を薄くすると磁気ディスクに熱が加わったときに情報が消失する現象、即ち熱揺らぎ現象が起きてしまい、高記録密度化を阻む一つの要因となっている。
これに対して、記録層における磁化の方向を記録層の面に垂直方向に向ける垂直磁気記録方式があり、近年実用化されてきている。

垂直磁気記録方式は、面内磁気記録方式と比較して、記録層の表面における一つ一つの磁区の面積を小さくできるので、より大きな記録密度を達成することが可能となる。さらに、記録層の膜面に対して垂直方向に記録磁化が向いているので、記録層を薄膜化した場合に発生する熱揺らぎ現象の発生が防止され、記録層を厚くすることによる不都合がなくなる。
それらいずれの記録方式においても、磁気ディスク装置についてはさらなる大容量化、高記録密度化が要求されている。

高記録密度化の要求に応えるためには、磁気記録媒体の保磁力を高くする一方で、磁気記録ヘッドから磁気記録媒体に強い磁界を出力する必要がある。磁気記録ヘッドは、記録磁界を発生する励磁コイルと、記録磁界を磁気記録媒体に導く磁極とを有している。そして、強い記録磁界を出力するために、例えば、高い飽和磁束密度等の磁気特性を有する磁性材から磁極を構成している。

情報を磁気記録媒体に書き込む場合には、磁気記録ヘッドから強い磁界を磁気記録媒体の微小エリアに加えて磁気記録を行うが、磁気記録媒体の保持力以上の磁界が隣の微小エリアに加わると、その隣の微小エリアの磁気情報が消去されるサイドイレーズ効果が発生する。

従って、そのような書き込みエラーを無くすには、磁気記録媒体の高密度化が進めば進むほど、磁極の書き込み部分の微小化が重要になってくる。
垂直磁気記録方式に用いられる磁気ヘッドは、高密度記録化及びサイドイレーズ効果抑制のために、主磁極の先端部の断面が略逆台形になるように形成されている。

そのような主磁極は、フォトリソグラフィ法によるパターニングにより形成される他に、特開２００７−１８６９０号公報（特許文献１）、特開平７−１４１６２１号公報（特許文献２）等に記載されているようにダマシンにより形成されることが知られている。
ダマシン構造の主磁極の形成は、まず、絶縁膜に磁極形状の凹部を形成した後に、その凹部内と絶縁膜の上に磁性層を形成し、さらに磁性層を研磨して凹部内に残した磁性層を磁極とする。

特許文献１、２では、レジストを使用するエッチングにより絶縁層に断面逆台形のトレンチを形成し、そのトレンチ内と絶縁層上にメッキ又はスパッタにより磁性材を形成した後に、絶縁層上の磁性材を研磨によって除去するとともにトレンチ内に選択的に残し、トレンチ内の磁性材を磁極に適用することが記載されている。

ここで、ドライエッチングによって絶縁層に形成されるトレンチの深さは、磁気ヘッドの特性に大きく影響を与えることが知られている。このため、絶縁層をエッチングするときの終点を管理することは非常に重要であり、エッチング時間が不足し或いは過剰にならないようにする必要がある。

ドライエッチングの終点管理の方法として、エッチング時の発光スペクトルの変化を検出してエッチングの終点を検出することは広く行われている方法である。
また、特開２００２−３６７１２１号公報（特許文献３）には、エッチング対象となるタンタル膜の下にアルミナの終点検出ランドを形成することにより、エッチング時の金属膜からの光反射量とエッチング後に露出する終点検出ランドからの光反射量の違いを光学式又はレーザー式の検出器を用いて検出する方法が記載されている。
特開２００１−２８４４２号公報 特開２００２−３６７１２１号公報 特開２００２−３６７１２１号公報

ところで、一般的にエッチングレートはレジストマスクのパターンの開口面積によって異なり、開口面積の大きいところほど早くエッチングされる傾向にある。
主磁極では、記録磁界を出力する先端部の幅を非常に狭くするので、先端部に対応するトレンチ形成部分のエッチングレートが他の部分に比べて遅くなる。

このため、特許文献２に記載されている方法や発光スペクトルの変化による終点検出方法をダマシン構造のトレンチ形成に用いると、終点を検出したタイミングでは、微細パターンである先端部に対応する部分が十分にエッチングされていない場合があった。
このため、従来では、開口面積が大きいパターンでのエッチングが終了した時点から、概算した時間だけオーバーエッチングをしていたが、このような方法では正確、かつ安定したエッチングを行うことが困難であった。

本発明の目的は、主磁極の微細パターンをエッチングで製造するときの終点を確実に検出することができる磁気ヘッドの製造方法、磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することにある。

本発明の１つの観点によれば、下地層のパターン配置領域の一部から露出し、前記下地層とはエッチング発光特性の異なる物質を有する終点検出層を局所的に形成する工程と、前記下地層及び前記終点検出層の上に非磁性層を形成する工程と、前記非磁性層上にマスク層を形成する工程と、前記マスク層をパターニングすることによって、前記終点検出層から外れた第１領域と、前記終点検出層の上方に位置する第２領域とを有するマスク開口部を形成する工程と、前記マスク開口部を通して前記非磁性層のエッチングを開始する工程と、前記終点検出層に起因する前記エッチング発光特性の検出に基づいて前記エッチングを停止することにより前記非磁性層にトレンチを形成する工程と、前記トレンチ内に磁性層を埋め込む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が提供される。
また、他の観点によれば、下地層上の非磁性層に形成されたトレンチに埋め込まれた磁極と、前記磁極の下に局所的に形成され、前記下地層とはエッチング発光特性の異なる物質を有する終点検出層と、前記磁極の上方、下方の少なくとも一方に第１絶縁層を介して形成された励磁部と、前記励磁部に第２絶縁層を介して形成され且つ前記磁極に磁気的に結合される磁性層とを有することを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
さらに別の観点によれば、上記の磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記磁極の端部に対向して配置される磁気記録媒体とを有することを特徴とする磁気記録装置が提供される。

本発明によれば、エッチングレートが低くなる部分に対応した領域に終点検出層を設け、終点検出層の発光と他の領域層の発光スペクトルの違いによってエッチングの終点を検出するようにしたので、従来に比べてエッチングの終点を確実に、かつ安定して検出することができる。
エッチングのしすぎや、不足が防止されるので、性能の安定した磁気ヘッド及び磁気記録装置が得られる。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。

図１に示す磁気ヘッドは、例えば、垂直磁気記録方式に適用される構造を有し、アルチック（Al₂O₃−TiC）のような非磁性材からなる基板１と、アルミナ（Al₂O₃）などの絶縁層２を介して基板１上に形成された磁気再生ヘッド１０と、絶縁分離層３及び非磁性の磁気分離層４を介して磁気再生ヘッド１０上に形成された磁気記録ヘッド２０とを有している。

非磁性の基板１は、磁気ヘッドの形成後に切断、研磨等によってスライダ形状に加工され、スライダ加工後には、磁気再生ヘッド１０と磁気記録ヘッド２０から構成される磁気ヘッドは磁気記録媒体５の記録面に対向して配置される。

基板１上において、磁気再生ヘッド１０は磁気記録媒体５に対してリーディング側となるように配置され、磁気記録ヘッド２０はトレーリング側に配置される。
磁気再生ヘッド１０は、絶縁層２の上に順に形成された下部磁気シールド層１１、絶縁ギャップ層１２及び上部磁気シールド層１４から構成され、絶縁ギャップ層１２の中には再生用素子１３が形成されている。

下部磁気シールド層１１と上部磁気シールド層１４は磁性材、例えばFeNi（例えば、Fe：９０質量％、Ni：１０質量％）合金層から構成され、また、絶縁ギャップ層１２はアルミナのような絶縁材から構成されている。再生用素子１３は、絶縁ギャップ層１２内に形成される一対の電極（不図示）に接続されるが、その素子構造によっては下部及び上部磁気シールド層１１、１４が一対の電極として兼用されることもある。

再生用素子１３として、例えば磁気抵抗（Magneto Resistance:ＭＲ）効果素子、巨大磁気抵抗(Giant Magneto Resistance: ＧＭＲ)効果素子又はトンネル磁気抵抗(Tunneling Magneto Resistance:ＴＭＲ)効果素子が形成される。
再生用素子１３は、磁気記録媒体５に対する磁気ヘッドの浮上面（ＡＢＳ面：Air Bearing Surface）、即ち媒体対向面となる領域に形成される。

磁気記録ヘッド２０は、磁気分離層４上に形成された主磁極２１と、主磁極２１周囲に形成され且つ主磁極２１から磁気的に分離される非磁性絶縁層２２と、主磁極２１及び非磁性絶縁層２２上に形成された非磁性ギャップ層２３と、非磁性ギャップ層２３上に形成された下側絶縁層２４ａと、下側絶縁層２４ａ上に形成された励磁コイル（励磁部）２５と、励磁コイル２５を覆う被覆絶縁層２４ｂと、被覆絶縁層２４ｂのトレーリング側の上に形成された磁性層からなるリターンヨーク２６とを有し、さらに、リターンヨーク２６の媒体対向面側の先端部に接続され且つ非磁性ギャップ層２３上に形成されて主磁極２１に近接するトレーディング側磁気シールド層２７と、主磁極２１のクロストラック側に近接して形成されるサイド磁気シールド（不図示）等を有している。

非磁性絶縁層２２には、例えばアルミナが用いられる。非磁性ギャップ層２３は、アルミナのような絶縁材、又はルテニウム（Ru）のような導電材のいずれかから構成される。
なお、磁気記録ヘッド２０においては、主磁極２１のトレーリング側だけでなく、リーディング側にも励磁コイルとリターンヨークが配置される構造もある。

主磁極２１は、図２の斜視図に示すように、四角形のヨーク部２１ａと、ヨーク部２１ａからＡＢＳ面側に突出するテーパー状の絞り部２１ｂと、絞り部２１ｂのうちＡＢＳ面側の先端から突出するストライプ状の先端部２１ｃとから構成されている。

主磁極２１のヨーク部２１ａは、励磁コイル２５のほぼ中央の隙間を通して形成されるコンタクトホール２８を通してリターンヨーク２６に磁気的に接続されている。先端部２１ｃの上面は、例えば、幅１００ｎｍ〜１３０ｎｍ、長さ２００ｎｍ〜２５０ｎｍの平面形状を有している。先端部２１ｃの幅及び開口面積は、他の部分２１ａ，２１ｂに比べて非常に小さくなっている。

図３に、主磁極２１を形成した直後の先端部２１ｃの断面形状を示す。第１のエッチングストッパとして機能する磁気分離層４の一部には、第２のエッチングストッパとしても機能する終点検出層３１が設けられている。
終点検出層３１は、主磁極２１の先端部２１ｃとなる最も微細なパターンを形成しようとする位置及びその周辺のみに局部的に設けられている。その長さは、先端部２１ｃの長さに略等しく、また、その幅は、先端部２１ｃをなす微細パターンの底部側の幅又はそれ以上である。終点検出層３１は、主磁極２１以外には設けられていない。

終点検出層３１を構成する非磁性物質は、エッチャントに曝されると、磁気分離層４とは異なる発光スペクトルを有する。例えば、磁気分離層４がRuや、クロム（Cr）、酸化物の非磁性材料から製造されている場合には、終点検出層３１には、チタン（Ti）やタンタル（Ta）が用いられる。

終点検出層３１は、エッチング時に磁気分離層４とは異なる発光スペクトルを有すればよく、その材料は、TiやTaに限定されず、磁気分離層４をRuから構成する場合には例えばCrを使用してもよい。さらに、発光スペクトルが磁気分離層４と異なる物質を含んでいれば良く、その他の物質との混合物、合金等でも良い。

終点検出層３１は、磁気分離層４表面に形成された凹部４Ａに埋め込まれている。その凹部４Ａは、磁気分離層４を貫通しても良く、この場合には終点検出層３１はエッチングストッパとして機能を有する物質から構成する必要があるが、貫通させない場合にはその下に存在する磁気分離層４がエッチングストッパとなるので、エッチングストッパの機能を有しなくても良い。

磁気分離層４上には、非磁性絶縁層２２が設けられている。非磁性絶縁層２２には、断面が略逆台形のトレンチ３３が形成されており、ここに磁性層３５が埋め込まれている。トレンチ３３のうち主磁極２１の先端部２１ｃに対応する領域は、終点検出層３１上に配置されている。

次に、主磁極２１の形成工程を図４、図５に基づいて説明する。なお、図４、図５は、図２のＩ−Ｉ線から見た工程断面図を示している。
まず、基板１の上に、図１に示したような絶縁層２、磁気再生ヘッド１０及び絶縁分離層３、磁気分離層４を順に形成する。絶縁分離層３としてアルミナ層を形成し、また、磁気分離層４として、上記のようにRu、Cr等の非磁性層を形成する。

次に、図４（ａ）に示すように、磁気分離層４を下地層とし、そのうち主磁極形成領域の一部に終点検出層３１を埋め込む。
終点検出層３１の形成工程は、まず、磁気分離層４上にフォトレジスト（不図示）をスピンコートによって塗布し、露光、現像することで開口部（マスク開口部）を形成する。開口部は、図２に示す先端部２１ｃに対応する部分に位置している。

そのようなフォトレジストの開口部を通してドライエッチングして磁気分離層４に凹部４Ａを形成する。さらに、フォトレジスト上と凹部４Ａ内に、スパッタリング法により例えばTiを堆積させて終点検出層３１を形成した後に、フォトレジストを除去すれば、凹部４ＡのみにTiの薄膜が残る。なお、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）法により終点検出層３１及び磁気分離層３を平坦化してもよい。

続いて、図４（ｂ）に示すように、磁気分離層４及び終点検出層３１上に、非磁性絶縁層２２と、ハードマスク層３２を順番に形成する。非磁性絶縁層２２として、例えば、スパッタ法でアルミナを磁気分離層４及び終点検出層３１上に所定の厚さに堆積する。ハードマスク層３２として、例えば、NiFeや、FeCoが用いられ、スパッタ法で非磁性絶縁層２２上に均一に形成する。

さらに、図４（ｃ）に示すように、公知のリソグラフィ技術を用いてハードマスク層３２に開口部３２Ａ（パターン）を形成する。開口部３２Ａの形状は、図７（ａ）に示すように、主磁極２１（図２参照）と同じ平面形状を有し、主磁極２１の先端部２１ｃに対応する部分を終点検出層３１の直上に位置させる。また、開口部３２Ａは、先端部２１ｃに対応する位置に繋がる略五角形の支持パターン領域３２Ｂを有している。

そして、リソグラフィ技術に用いたフォトレジストを除去した後に、図４（ｄ）、図７（ａ）に示すように、開口部３２Ａを通して非磁性絶縁層２２をドライエッチングする。ドライエッチングは、終点検出層３１が露出し、かつ非磁性絶縁層２２に形成されるトレンチ３３の底部側の幅が所定長になるまで実施される。

図６にドライエッチングに使用される装置の概略構成を示す。
エッチング装置４１は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置４２と、ＲＩＥ装置４２のチャンバ４３に設けられた観察窓４３Ａを通してチャンバ４３内の発光スペクトルを観測する検出装置４４とを備え、これらがコンピュータなどの制御装置４５に接続された構成になっている。

ＲＩＥ装置４２は、チャンバ４３内に基板１を載置するカソード電極５１と、基板１を挟んでカソード電極５１に対向配置されるアノード電極５２とを有し、２つの電極５１，５２間に高周波電圧を印加できるようになっている。検出装置４４は、分光器５３と、チャンバ４３内の発光を分光器５３に取り込むための光ファイバ５４を備える。光ファイバ５４は、チャンバ４３内の発光、特に終点検出層３１の発光を取り込めるように観察窓４３Ａの近傍、又は観察窓４３Ａに密着して配置される。

アルミナからなる非磁性絶縁層２２をエッチングするときは、チャンバ４３内に塩素ガスを供給しながら、２つの電極５１，５２間に高周波電圧を印加する。電極５１，５２間で発生したプラズマによってイオン化された塩素ガスで非磁性絶縁層２２がエッチングされてトレンチ３３が形成される。

エッチング時にはトレンチ３３の両側面が基板面に対して垂直にならず、例えば、エッチング最中に両側壁にエッチング生成物が付着しやすくなって逆台形となるような条件とする。ここで逆台形というのは、互いに平行な上下の底辺のうち基板寄りの下側辺（底部側）がその反対の上側辺よりも短い台形形状である。

この間、検出装置４４の分光器５３には、光ファイバ５４を通してチャンバ４３内の光が取り込まれる。この光は、分光器５３内で分光される。そして、波長ごとの光の強度を示す信号が分光器５３の光電変換器から制御装置４５に送信される。

エッチングが進むと、非磁性絶縁層２２の下地となる磁気分離層４が露出し始める。磁気分離層４は、終点検出層３１から外れた位置で開口面積が大きいヨーク部２１ａに対応する領域（第１領域）で最初に露出する。エッチングによって磁気分離層４が露出すると、磁気分離層４の構成元素に起因する発光が現れる。例えば、磁気分離層４の構成元素がRuである場合には、４５５ｎｍ付近にピークが現われる。

この段階では、終点検出層３１の上方の開口部（第２領域）、即ち非磁性絶縁層２２のうち主磁極２１の先端部２１ｃに対応する微細パターン領域ではそのエッチングレートが他の部分に比べて遅く、そのエッチングは十分に進んでおらず、そこからは終点検出層３１に起因する発光スペクトルは観測されない。このため、制御装置４５は、ＲＩＥ装置４２によるエッチングを継続させる。

非磁性絶縁層２２のうち先端部２１ｃに対応する領域のエッチングが進んで、図４（ｄ）及び図７（ｂ）に示すように終点検出層３１が露出すると、終点検出層３１に起因する発光が現われる。つまり、検出装置４４によって観測される発光スペクトルに、例えば、終点検出層３１がTiから構成される場合には、Tiに起因する３６５ｎｍ付近のピークが新たに発生する。この時、主磁極２１のヨーク部２１ａに対応する領域が過剰にエッチングされるが、特に不都合はない。

制御装置４５は、終点検出層３１の構成元素に起因するピークの強度が予め設定されている閾値を越えたら、ＲＩＥ装置４２に高周波電圧の印加を停止させる指令を送り、エッチングを停止させる。エッチング終了時に終点検出層３１が露出する幅、つまり主磁極先端部領域のトレンチ３３の底側の幅を例えば８０〜１００ｎｍとする。エッチングが終了したら、ＲＩＥ装置４２から基板１を取り出す。

続いて、図５（ａ）に示すように、非磁性絶縁層２２のトレンチ３３に磁性材料をメッキや、スパッタによって埋め込んで磁性層３５を形成する。メッキを採用するときは、スパッタ法や無電解メッキを用いてシード層をトレンチ３３内面及び磁気分離層４（終点検出層３１を含む）に形成してから実施する。

磁性層３５としてFeNi層を形成する場合には、例えばFeを９０質量％、Niを１０質量％の組成とする。また、磁性層３５としてFeCo層を形成する場合には、例えばFeを７０質量％、Coを３０質量％の組成とする。

次に、図５（ｂ）に示すように、ＣＭＰによってハードマスク層３２と余分な磁性層３５を非磁性絶縁層２２の上面から除去する一方、トレンチ３３内に磁性層３５を残す。その結果、トレンチ３３内の磁性層３５と非磁性絶縁層２２のそれぞれの上面が面一になるように平坦化される。
これにより、トレンチ３３内に残された磁性層３５は、図１、図２に示す主磁極２１となる。なお、図７（ａ）に示した支持パターン領域３２Ｂに埋め込まれた磁性層３５は、主磁極２１の先端部２１ｃを支持する支持部となる。

この後に、図５（ｃ）に示すように、主磁極２１と非磁性絶縁層２２の上に、非磁性ギャップ層２３を４０ｎｍ〜６０ｎｍの厚さに形成する。非磁性ギャップ層２３は、例えばアルミナのような絶縁材、又はルテニウムのような導電材のいずれかから構成されてもよい。

さらに、図５（ｄ）に示すように、非磁性ギャップ層２３上に下側絶縁層２４ａとしてアルミナ層を形成する。
続いて、下側絶縁層２４ａ上に、図１に示したような励磁コイル２５、被覆絶縁層２４ｂ、リターンヨーク２６等を公知の記録磁気ヘッドプロセスで形成し、磁気ヘッド用ウェハを完成させる。

その後に、基板１を所定形状に切断、加工し、最終的に磁気ヘッドスライダを形成するが、そのプロセスにおいて主磁極２１の支持パターン２１ｄ及び先端部２１ｃの一部（ＡＢＳ面側）を研磨してその長さを調整する。

以上のような主磁極２１及び非磁性絶縁層２２の形成工程では、パターン幅が不均一な領域のうちエッチングレートが最も遅く、且つ高精度のエッチングが必要な部分に局所的に終点検出層３１を設け、終点検出層３１に起因する発光スペクトルの発生により微細パターンのエッチングの終点検知を光学的に行うようにしたので、開口面積の小さいパターンのエッチングの終点を過不足なく確実に検出できるようになる。これにより、磁気ヘッドとして十分な特性が得られると共に、特性のばらつきを防止できる。

（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る磁気ヘッド、特に主磁極の先端部の断面形状を示す。なお、第１の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、第１の実施の形態と重複する説明は省略する。

図８において、磁気分離層４の上面の一部の領域、即ち主磁極２１の先端部２１ｃを形成しようとする領域及びその周辺には、終点検出層６１が形成されている。終点検出層６１は、第１実施形態とは異なり、磁気分離層４には埋め込まれていない。

終点検出層６１の長さは、先端部２１ｃの微細パターンの長さに略等しく、その幅は微細パターンの底部側の幅以上である。終点検出層６１は、主磁極２１のうち先端部２１ｃ及びその周辺以外の構成部分に相当する位置には設けられていない。

終点検出層６１は、磁気分離層４と発光特性の異なる物質、例えば、Ti、Ta、Cr等が用いられる。終点検出層６１は、第１のエッチングストッパである磁気分離層４上に設けられているので、第２のエッチングストッパとしての機能は必ずしも必要とされない。
次に、主磁極２１の形成工程を説明する。

最初に、図９（ａ）に示すように、磁気分離層４上に、終点検出層６１をスパッタ法により形成した後に、フォトレジストを使用するフォトリソグラフィ技術により終点検出層６１をパターニングして、主磁極２１の先端部２１ｃを形成する領域及びその周辺に局所的に残す。

続いて、終点検出層６１及び磁気分離層４１上に非磁性絶縁層２２、ハードマスク層３２をスパッタ法により順に形成する。
さらに、第１実施形態と同様な方法によって、主磁極２１と同じ平面形状を有する開口部３２Ａをハードマスク層３２に形成する。開口部３２Ａのうち主磁極２１の先端部２１ｃに対応する領域（主磁極先端部領域）を終点検出層６１の上に位置させる。

次に、図６に示したエッチング装置を用い、光学的に観察しながら非磁性絶縁層２２をドライエッチングする。エッチングでは、図７（ｂ）に示したと同様に、開口部３２Ａのうち、終点検出層６１から外れた位置に設けられ、開口面積が広いヨーク部２１ａに対応するヨーク部領域（第１領域）のエッチングレートが大きく、先にヨーク部領域で磁気分離層４が露出する。その後、終点検出層６１の上方に設けられ、開口面積が小さくてエッチングレートが低い主磁極先端部領域（第２領域）で終点検出層６１が露出する。
検出装置４４によって終点検出層６１による発光スペクトルが観測されると、制御装置４５がＲＩＥ装置４２にエッチングの終了を指令する。

そして、エッチングによって非磁性絶縁層２２に形成されたトレンチ３３内に第１実施形態に示したと同様な方法により磁性層３５を埋め込み、ついで、ハードマスク層３２とその上の磁性層３５をＣＭＰにより除去する。これにより、トレンチ３３内には、第１実施形態と同様な平面形状の主磁極２１が形成される。
その後に、第１の実施形態と同様な工程を経て磁気ヘッドを製造する。

以上のような主磁極２１及び非磁性絶縁層２２の製造工程では、局所的に終点検出層６１を設けて微細パターンのエッチングの終点管理を光学的に行うようにしたので、開口面積の小さいパターンのエッチングの終点を確実に検出できるようになる。磁気ヘッドとして十分な特性が得られると共に、特性のばらつきを防止できる。また、終点検出層６１は、ストッパとしての機能が要求されないので、材料の選択や製造が容易になる。

（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る磁気ヘッドを構成する主磁極の平面図を示す。なお、前記の各実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、前記の各実施の形態と重複する説明は省略する。

図１０に示すように、非磁性絶縁層２２には、第１、第２実施形態と同様に、主磁極２１が埋め込まれるトレンチ３３を有し、主磁極２１の先端部２１ｃの下には終点検出器３１Ａ（６１Ａ）が形成されている。さらに、非磁性絶縁層２２のうち主磁極２１の周囲には、互いに離れて４つのダミーパターン７１が設けられている。各ダミーパターン７１は、非磁性絶縁層２２内に形成された略直線形状のトレンチ３３Ａから構成され、その長手方向に直交する方向の幅は、主磁極２１の先端部２１ｃの幅に略等しい。ダミーパターン７１は、４つに限るものではなく、１つでもよいし複数でもよい。

図１１（ａ）に示す終点検出層３１Ａは、磁気分離層４に形成された凹部４Ｂに埋め込まれ、また、図１１（ｂ）に示す終点検出層６１Ａは磁気分離層４の上面に突出して形成されている。
終点検出層３１Ａ，６１Ａの長さは、ダミーパターン７１の長さに略等しいかそれ以上であり、その幅は、各ダミーパターン７１の幅と同等又はそれ以上である。

ダミーパターン７１を構成する非磁性絶縁層２２内のトレンチ３３Ａは、主磁極形成用のトレンチ３３と同時にエッチングされて形成される。
従って、非磁性絶縁層２２のエッチングの終了は、主磁極形成用のトレンチ３３とダミーパターン用のトレンチ３３Ａ（６１Ａ）のそれぞれから露出する終点検出層３１、３１Ａ（６１、６１Ａ）の発光を観測することより判断される。

主磁極形成用のトレンチ３３の最も狭い領域とダミーパターン７１のトレンチ３３Ａは、それぞれの幅が略等しいので、ほぼ同じレートでエッチングが進むことになる。従って、先端部２１ｃと各ダミーパターン７１の形成位置において同時に終点検出層３１が露出する。終点検出層３１による発光スペクトルが確認されたら、エッチングを終了させる。

以上のような主磁極２１及び非磁性絶縁層２２の製造工程では第１の実施の形態と同様の効果が得られる。特に、主磁極端部領域のトレンチ３３とエッチングレートが等しくなるようなダミーパターン用のトレンチ３３Ａを設けることにより、終点検出層３１の総面積を増やし、その発光スペクトルの総発光量が多くなるので、主磁極２１の先端部２１ｃのように非常に狭い領域におけるエッチングの終点を検出し易くなる。

ダミーパターン７１は、主磁極形成領域の周囲に設けたので、磁気ヘッドの性能を低下させることはない。
なお、ダミーパターン７１を構成するトレンチ３３内には、主磁極２１を構成する磁性層を埋め込んでもよいし、他の材料を埋め込んでもよい。
本発明は、前記の各実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、ダミーパターン７１は、先端部２１ｃの微細パターンと同じエッチングレートを実現するものであれば良く、三角波形や、円弧、その他の曲線でも良い。

ダミーパターン７１を周辺に形成する代わりに、図１０に示す主磁極２１の支持パターン２１ｄの側方に設けても良い。支持パターン２１ｄは、磁気ヘッドの製造工程で除去される部分なので、この領域にダミーパターン７１を設けても磁気ヘッドの特性に影響を与えることはない。しかも、ダミーパターン７１を先端部２１ｃの近傍に設けることで、場所によってエッチングレートに微妙な差が生じ易いエッチング条件であっても精度良く終点を観測できる。

光学式に終点を検出するにあたり、光ファイバ５４と分光器５３を用いる代わりに、終点検出層３１又は終点検出層６１が発光したときの光の波長に感度を有する光電センサを使用しても良い。
十分な発光強度を得るためには、主磁極２１の先端部２１ｃの下に成膜される終点検出層３１、３１Ａ、６１、６１Ａをエッチングされ易い物質にしても良い。

終点検出層３１、３１Ａ、６１、６１Ａは、非磁性絶縁層２２のエッチングの終点を検出する代わりに、ハードマスク層３２に開口部３２Ａを形成するときのエッチングの終点を検出するために用いても良い。この場合、終点検出層６１は、主磁極２１の先端部２１ｃが形成される位置であって、非磁性絶縁層２２とハードマスク層３２の間に形成される。ハードマスク層３２に開口部３２Ａを形成した後は、次工程に移る前にエッチングにより除去される。

図１は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドにおける磁気記録ヘッドに適用される主磁極を示す斜視図である。 図３は、図２のＩ−Ｉ線に沿った断面図であり、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドにおける終点検出層の配置を示す図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気記録ヘッドの主磁極の形成工程を示す断面図（その１）である。 図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気記録ヘッドの主磁極の形成工程を示す断面図（その２）である。 図６は、本発明の実施形態に適用されるエッチング装置の概略構成を示す図である。 図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気記録ヘッドの主磁極を形成するためのマスクパターンと、終点検出層の配置を示す平面図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る磁気記録ヘッドの主磁極の断面図である。 図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る磁気記録ヘッドの主磁極の形成工程を示す断面図である。 図１０は、本発明の第３の実施形態に係る磁気ヘッドの主磁極とその周囲に設けられたダミーパターンを示す平面図である。 図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る磁気記録ヘッドの主磁極の周囲に設けられたダミーパターンを示す断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 絶縁層
３ 絶縁分離層（下地層）
４Ａ 凹部
５ 磁気記録媒体
１０ 磁気再生ヘッド
２０ 磁気記録ヘッド
２１ 主磁極
２１ａ 先端部
２２ 平坦化導電層
２３ 非磁性ギャップ層
２４ａ 下側絶縁層
２４ｂ 被覆絶縁層
２５ 励磁コイル
２６ リターンヨーク
２７ 磁気シールド層
３１，６１ 終点検出層
３２ ハードマスク層
３２Ａ 開口部（パターン）
３３、３３Ａ トレンチ
３５ 磁性層
７１ ダミーパターン

Claims (7)

1. 下地層のパターン配置領域の一部から露出し、前記下地層とはエッチング発光特性の異なる物質を有する終点検出層を局所的に形成する工程と、
   前記下地層及び前記終点検出層の上に非磁性層を形成する工程と、
   前記非磁性層上にマスク層を形成する工程と、
   前記マスク層をパターニングすることによって、前記終点検出層から外れた第１領域と、前記終点検出層の上方に位置する第２領域とを有するマスク開口部を形成する工程と、
   前記マスク開口部を通して前記非磁性層のエッチングを開始する工程と、
   前記終点検出層に起因する前記エッチング発光特性の検出に基づいて前記エッチングを停止することにより前記非磁性層にトレンチを形成する工程と、
   前記トレンチ内に磁性層を埋め込む工程と
   を有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
2. 前記終点検出層は、前記下地層に形成された凹部に埋め込まれることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
3. 前記終点検出層は、前記エッチングのストッパとしての機能を有する物質を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記下地層のうち前記パターン配置領域から離れた領域から露出し、前記終点検出層を構成する前記物質と同じ構成材料からなるダミー用終点検出層を形成する工程と、
   前記マスク開口部から離れ且つ前記ダミー用終点検出層の上方に位置するダミー開口部を前記マスク層に形成する工程と、
   前記エッチングにより前記非磁性層に前記トレンチを形成すると同時に、前記ダミー開口部を通して前記非磁性層をエッチングしてダミー用トレンチを形成する工程と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁気ヘッドの製造方法。
5. 前記トレンチ内に埋め込まれた前記磁性層は記録ヘッドの磁極であり、前記主磁極のうち前記終点検出層と重なる部分は先端部であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の磁気ヘッドの製造方法。
6. 下地層上の非磁性層に形成されたトレンチに埋め込まれた磁極と、
   前記磁極の下に局所的に形成され、前記下地層とはエッチング発光特性の異なる物質を有する終点検出層と、
   前記磁極の上方、下方の少なくとも一方に第１絶縁層を介して形成された励磁部と、
   前記励磁部に第２絶縁層を介して形成され且つ前記磁極に磁気的に結合される磁性層と
   を有することを特徴とする磁気ヘッド。
7. 下地層上に形成された非磁性層に形成されたトレンチに埋め込まれた磁極と、前記磁極の下に局所的に形成され且つ前記下地層とはエッチング発光特性の異なる物質を有する終点検出層と、前記磁極の上方、下方の少なくとも一方に第１絶縁層を介して形成された励磁部と、前記励磁部に第２絶縁層を介して形成され且つ前記磁極に磁気的に結合される磁性層と、
   前記磁気ヘッドの前記磁極の端部に対向して配置される磁気記録媒体と
   を有することを特徴とする磁気記録装置。

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