JP2011048897A - 主磁極層およびその形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主磁極層40は、下方部分(傾斜した第1側壁面55を有する第1記録磁極部分40p1および第1ヨーク部分40y1)と、中間部分(垂直な第2側壁面56を有する第2記録磁極部分40p2および第2ヨーク部分40y2)と、上方部分(傾斜した第3側壁面57を有する第3記録磁極部分40p3および第3ヨーク部分40y3)とがこの順に積層された3層構造を有している。また、中間部分および上方部分にトレーリングエッジテーパ(テーパ側面40t)が設けられていると共に、下方部分および中間部分がそれぞれ第1磁極先端面40a1(台形または三角形)および第2磁極先端面40a2(矩形)を有している。
【選択図】図1
Description
<主磁極層の構成>
まず、本発明の第1実施形態の主磁極層について説明する。図1(A),(B)は、主磁極層40の構成(斜視構成)および形成方法(イオンミリング工程の前後)を説明するためのものである。また、図1(C)、(D)は、それぞれ磁極先端面の形状およびその磁極先端面と垂直な方向における主磁極層40の輪郭を表している。図1(E)は、図1(B)に示したエアベアリング面に平行な面47に沿った主磁極層40の輪郭を表している。
この主磁極層40によれば、下方部分(第1ベベル角αの第1側壁面55を有する第1記録磁極部分40p1および第1ヨーク部分40y1)と、中間部分(第2側壁面56を有する第2記録磁極部分40p2および第2ヨーク部分40y2)と、上方部分(第2ベベル角γの第3側壁面57を有する第3記録磁極部分40p3および第3ヨーク部分40y3)とがこの順に積層された3層構造を有している。また、中間部分および上方部分にトレーリングエッジテーパ(テーパ側面40t)が設けられていると共に、下方部分および中間部分がそれぞれ第1磁極先端面40a1(台形または三角形)および第2磁極先端面40a2(矩形)を有している。
次に、主磁極層40の形成方法について説明する。図5〜図8は、主磁極層40の形成工程を説明するために、エアベアリング面から見た断面構成を表している。ここで、図5〜図7は、エアベアリング面近傍よりも後方の領域(第1ヨーク部分40y1、第2ヨーク部分40y2および第3ヨーク部分40y3の形成領域)であると共に、図8は、エアベアリング面近傍の領域(第1記録磁極部分40p1、第2記録磁極部分40p2および第3記録磁極部分40p3の形成領域)である。図9は、図7および図8に対応する平面構成を表している。なお、図8では、図9に示した面90−90に沿った断面を示している。図9に示した面91−91は、最終的にエアベアリング面となる位置を表しており、上記した面90−90は、面91−91に平行である。このため、図9に示した距離dは、ネックハイトNHに一致する。
この主磁極層40の形成方法によれば、第1誘電層101、金属層102および第2誘電層103をこの順に形成したのち、第1、第2および第3RIE工程において第3誘電層103などを順次エッチングして、第1開口部107a(第3ベベル角γ)、第2開口部107bおよび第3開口部107c(第4ベベル角α)を形成している。そして、第1開口部107aなどに磁性材料を埋めると共に研磨(平坦化)して下方部分、中間部分および上方部分を形成し、イオンミリング工程において中間部分および上方部分を部分的にエッチングしてトレーリングエッジテーパ(テーパ側面40t)を形成したのち、下方部分および上方部分を研磨してエアベアリング面を形成している。これにより、下方部分、中間部分および上方部分がこの順に積層された3層構造を有し、中間部分および上方部分にテーパ側面40tが設けられると共に下方部分および中間部分がそれぞれエアベアリング面に第1磁極先端面40a1(台形または三角形)および第2磁極先端面40a2(矩形)を有する主磁極層40が形成される。よって、既存のプロセスを用いて、上記した主磁極層40を容易に形成できる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図10(A),(B)は、主磁極層80の構成(斜視構成)および形成方法(イオンミリング工程の前後)を説明するためのものである。また、図10(C),(D)は、それぞれ磁極先端面の形状およびその磁極先端面よりも後方における(図10(B)に示した面87に沿った)主磁極層80の輪郭を表している。
この主磁極層80の形成方法は、第1誘電層101(第3開口部107c)および金属層102(第2開口部107b)だけを用いて下方部分および上方部分を形成したのち(図10(A))、イオンミリング工程において上方部分にテーパ側面80tを形成する(図10(B))ことを除いて、第1実施形態において説明した主磁極層40の形成方法と同様である。このため、本実施形態では、第1および第2RIE工程だけが行われる。この場合において、開口部を有するフォトレジスト層は、金属層102の上に形成される。
この主磁極層80によれば、下方部分(ベベル角αの第1側壁面86を有する第1記録磁極部分80p1および第1ヨーク部分80y1)および上方部分(第2側壁面88を有する第2記録磁極部分80p2および第2ヨーク部分80y2)がこの順に積層された2層構造を有している。また、上方部分にトレーリングエッジテーパ(テーパ側面80t)が設けられていると共に、下方部分および上方部分がそれぞれエアベアリング面に第1磁極先端面80a1(台形または三角形)および第2磁極先端面80a2(矩形)を有している。よって、第1実施形態と同様の理由により、記録磁界の強度が増加すると共に磁極幅PWが変動しにくくなるため、トレーリングエッジテーパが記録性能にもたらす利点を確保しつつ、エッチング量および研磨量に起因する磁極幅の変動を抑制できる。また、既存のプロセスを用いて、上記した主磁極層80を容易に形成できる。なお、上記以外の作用および効果は、第1実施形態と同様である。
Claims (20)
- 垂直磁気記録ヘッドに用いられるトレーリングエッジテーパを有する主磁極層であって、
前記主磁極層は、基体の上に形成された下方部分と、その下方部分の上に形成された中間部分と、その中間部分の上に形成された上方部分とを含み、
(a)前記下方部分は、前記エアベアリング面に第1磁極先端面を有する第1記録磁極部分と、その第1記録磁極部分の後方に連結された第1ヨーク部分とを含み、
前記第1記録磁極部分は、前記エアベアリング面において第1厚さを有すると共に、前記エアベアリング面からネックハイトに相当する距離において前記第1ヨーク部分に連結され、
前記第1磁極先端面の形状は、台形または三角形であると共に、
前記下方部分は、(1)前記第1磁極先端面と、(2)前記基体に隣接すると共に前記第1磁極先端面の一端部である第1幅のリーディングエッジを含む第1下面と、(3)前記基体の表面の垂線に対して第1ベベル角をなす第1側壁面と、(4)前記中間部分に隣接すると共に前記第1側壁面を介して前記第1下面に連結された第1上面とを有し、
(b)前記中間部分は、前記エアベアリング面に第2磁極先端面を有すると共に前記第1記録磁極部分の上に形成された第2記録磁極部分と、その第2記録磁極部分の後方に連結されると共に前記第1ヨーク部分の上に形成された第2ヨーク部分とを含み、
前記第2記録磁極部分は、前記エアベアリング面において第2厚さを有し、前記第2磁極先端面の形状は、矩形であると共に、
前記中間部分は、(1)前記第2磁極先端面と、(2)前記下方部分に隣接する第2下面と、(3)前記基体の表面に対して垂直または傾斜すると共に前記第1側壁面に連結された第2側壁面と、(4)前記エアベアリング面において磁極幅を有するトレーリングエッジから前記第2記録磁極部分の後端部まで延在し、その後端部において前記第2厚さよりも大きな厚さを有する第1テーパ側面と、(5)前記基体の表面に平行であると共に前記上方部分に隣接する第2上面とを有し、
(c)前記上方部分は、前記エアベアリング面から後退すると共に前記第2記録磁極部分の上に形成された第3記録磁極部分と、その第2記録磁極部分の後方に連結されると共に前記第2ヨーク部分の上に形成された第3ヨーク部分とを含むと共に、
前記上方部分は、(1)前記第3記録磁極部分の前端部からその途中の上端部まで延在する第2テーパ側面と、(2)前記第3記録磁極部分の上端部からその後端部まで延在する第3上面と、(3)前記垂線に対して第2ベベル角をなすと共に前記第3上面を前記第2側壁面に連結させる第3側壁面と、(4)前記第2上面に隣接する第3下面とを有する、
主磁極層。 - 前記第1ベベル角は4°以上20°以下の範囲内である、請求項1記載の主磁極層。
- 前記第2ベベル角は0°よりも大きく45°以下の範囲内である、請求項1記載の主磁極層。
- 前記第2側壁面が前記基体の表面の垂線に対してなす角度は0°以上4°以下の範囲内である、請求項1記載の主磁極層。
- 前記第1厚さは50nm以上150nm以下の範囲内であると共に、前記第2厚さは25nm以上70nm以下の範囲内である、請求項1記載の主磁極層。
- 前記第1および第2テーパ側面が前記エアベアリング面の垂線に対してなすテーパ角度は5°以上45°以下の範囲内である、請求項1記載の主磁極層。
- 前記エアベアリング面における前記第1下面の幅は0nmよりも大きく30nm以下の範囲内である、請求項1記載の主磁極層。
- 垂直磁気記録ヘッドに用いられるトレーリングエッジテーパを有する主磁極層であって、
前記主磁極層は、基体の上に形成された下方部分と、その下方部分の上に形成された上方部分とを含み、
(a)前記下方部分は、前記エアベアリング面に第1磁極先端面を有する第1記録磁極部分と、その第1記録磁極部分の後方に連結された第1ヨーク部分とを含み、
前記第1記録磁極部分は、前記エアベアリング面において第1厚さを有すると共に、前記エアベアリング面からネックハイトに相当する距離において前記第1ヨーク部分に連結され、
前記第1磁極先端面の形状は、台形または三角形であると共に、
前記下方部分は、(1)前記第1磁極先端面と、(2)前記基体に隣接すると共に前記第1磁極先端面の一端部である第1幅のリーディングエッジを含む第1下面と、(3)前記基体の表面の垂線に対してベベル角をなす第1側壁面と、(4)前記中間部分に隣接すると共に前記第1側壁面を介して前記第1下面に連結された第1上面とを有し、
(b)前記上方部分は、前記エアベアリング面に第2磁極先端面を有すると共に前記第1記録磁極部分の上に形成された第2記録磁極部分と、その第2記録磁極部分の後方に連結されると共に前記第1ヨーク部分の上に形成された第2ヨーク部分とを含み、
前記第2記録磁極部分は、前記エアベアリング面において第2厚さを有し、前記第2磁極先端面の形状は、矩形であると共に、
前記上方部分は、(1)前記第2磁極先端面と、(2)前記下方部分に隣接する第2下面と、(3)前記基体の表面に対して垂直または傾斜すると共に前記第1側壁面に連結された第2側壁面と、(4)前記エアベアリング面において磁極幅を有するトレーリングエッジから前記第2ヨーク部分の途中の上端部まで延在し、その上端部において前記第2厚さよりも大きな厚さを有するテーパ側面と、(5)前記第1ヨーク部分の上端部からその後端部まで延在する第2上面とを有する、
主磁極層。 - 前記ベベル角は4°以上20°以下の範囲内である、請求項8記載の主磁極層。
- 前記第2側壁面が前記基体の表面の垂線に対してなす角度は0°以上4°以下の範囲内である、請求項8記載の主磁極層。
- 前記第1厚さは50nm以上150nm以下の範囲内であると共に、前記第2厚さは20nm以上300nm以下の範囲内である、請求項8記載の主磁極層。
- 前記テーパ側面が前記エアベアリング面の垂線に対してなす角度は5°以上45°以下の範囲内である、請求項8記載の主磁極層。
- 前記エアベアリング面における前記第1下面の幅は0nmよりも大きく30nm以下の範囲内である、請求項8記載の主磁極層。
- 垂直磁気記録ヘッドに用いられるトレーリングエッジテーパを有する主磁極層を形成する方法であって、
(a)基体の上に、第1誘電層、金属層および第2誘電層をこの順に形成し、
(b)前記第2誘電層の上にフォトレジスト層を形成し、そのフォトレジスト層に主磁極層の形状に対応する開口部を形成し、
(c)第1反応性イオンエッチング工程において、前記フォトレジスト層の開口部を通じて前記第2誘電層をエッチングすると共に前記金属層においてエッチングを停止させることにより、前記金属層の表面の垂線に対して第3ベベル角をなす第1側壁面により画定される第1開口部を形成し、
(d)第2反応性イオンエッチング工程において、前記第1開口部を通じて前記金属層をエッチングすると共に第1誘電層においてエッチングを停止させることにより、前記基体の表面に対して垂直または傾斜すると共に前記第1側壁面に連結された第2側壁面により画定される第2開口部を形成し、
(e)第3反応性イオンエッチング工程において、前記第2開口部を通じて前記第1誘電層をエッチングすると共に前記基体においてエッチングを停止させることにより、前記基体の表面の垂線に対して第4ベベル角をなすと共に前記第2側壁面に連結された第3側壁面により画定される第3開口部を形成し、
(f)前記第1、第2および第3開口部に磁性材料を埋めると共に、その磁性材料を研磨して平坦化することにより、いずれもが第1側面に沿った記録磁極部分およびその第1側面から所定距離において前記記録磁極部分に連結されたヨーク部分を含むように、前記第1、第2および第3開口部にそれぞれ下方部分、中間部分および上方部分を形成し、
(g)イオンミリング工程において、前記中間部分および前記上方部分を部分的にエッチングすることにより、前記第1側面から前記中間部分の記録磁極部分を経由して前記上方部分のヨーク部分の途中まで延在するテーパ側面を形成し、
(h)前記第1側面を研磨することにより、エアベアリング面として、前記下方部分および前記中間部分のそれぞれの側面を含む第2側面を形成する、
主磁極層の形成方法。 - 前記第1および第2誘電層は酸化アルミニウム(Al2 O3 )を含み、前記金属層はルテニウム(Ru)、タンタル(Ta)、ニッケルクロム(NiCr)またはニッケルパラジウム(NiPd)を含む、請求項14記載の主磁極層の形成方法。
- 前記第1および第3反応性イオンエッチング工程において、三塩化ホウ素(BCl3 )、塩素(Cl2 )、臭化水素(HBr)、アルゴン(Ar)、酸素(O2 )およびフッ化炭素のうちの1種類または2種類以上のガスを用いる、請求項14記載の主磁極層の形成方法。
- 前記第3ベベル角は0°よりも大きく45°以下の範囲内である、請求項14記載の主磁極層の形成方法。
- 前記第4ベベル角は4°以上20°以下の範囲内である、請求項14記載の主磁極層の形成方法。
- 前記下方部分の記録磁極部分は、記録時のリーディングエッジを含む下面を有すると共に、前記中間部分の記録磁極部分は、記録時のトレーリングエッジを含み、そのトレーリングエッジは、前記テーパ側面の一端部である、請求項14記載の主磁極層の形成方法。
- 前記テーパ側面が前記エアベアリング面の垂線に対してなすテーパ角度は5°以上45°以下の範囲内である、請求項19記載の主磁極層の形成方法。
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