JP4614916B2 - 窪みの形成方法、枠型の形成方法および枠型 - Google Patents

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Description

本発明は、傾斜した内壁を有する窪みの形成方法、その窪みを有する枠型の形成方法、およびネックハイトを有する磁性部品を形成するために用いられる枠型に関する。
近年、磁気記録ヘッドの分野では、垂直磁気記録ヘッドの開発が盛んに行われている。この垂直磁気記録ヘッドの開発・製造分野では、一定狭幅の磁極チップおよび広幅のヨークを有する記録磁極の断面がベベル角を有する逆台形型となるように設計されており、その記録磁極は、窪みを有する枠型を用いて形成されている。この枠型は、従来、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ；reactive ion etching）によってアルミナをエッチングし、それに記録磁極を形成するための窪みを設けることにより形成されている。
この枠型の形成工程では、窪みを形成する際、エッチング範囲が磁極チップの形成領域よりもヨークの形成領域において広いため、そのヨークの形成領域において内壁の傾斜角度がより大きくなる傾向にある。この場合には、枠型を用いて記録磁極を形成すると、ネックハイト（ＮＨ；neck height ）が上端よりも下端において長くなると共に、フレアポイントにおいて記録磁極が絞られることにより磁気ボリュームが減少するため、垂直磁気記録ヘッドの記録性能に悪影響を及ぼしてしまう。
図１２〜図１５は、上記した従来の枠型の形成工程における問題点を説明するためのものである。図１２は枠型１１０の模式的な平面構成、図１３は図１２に示した枠型１１０の部分的な拡大構成、図１４は図１３に示したＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面構成、図１５は図１３に示した内壁１１６の平面構成をそれぞれ表している。なお、図１２に示した線１１５，１５６は、それぞれ記録磁極を備えた垂直磁気記録ヘッドが完成した際のエアベアリング面（ＡＢＳ；air bearing surface ）の位置およびフレアポイントの位置を示している。
枠型１１０は、図１２〜図１４に示したように、アルミナ製の基板１１１上に、開口部１４０を有するタンタル層１４２が形成されたものである。この基板１１１には、タンタル層１４２をハードマスクとして用いてＲＩＥによって基板１１１がエッチングされることにより形成された窪み１６０が設けられている。この窪み１６０は、記録磁極が形成される領域であり、磁極チップが形成される一定狭幅の磁極チップ形成領域１６１と、その磁極チップ形成領域１６１に連結され、ヨークが形成される広幅のヨーク形成領域１６２とを含んでいる。
フレアポイントおよびネックハイトは、いずれも垂直磁気記録ヘッドの記録性能を決定する重要な因子である。このフレアポイントは、記録磁極の幅が一定狭幅（記録トラック幅を規定する幅）から広がり始める位置であり、ネックハイトは、ＡＢＳからフレアポイントまでの距離である。
この枠型１１０では、図１３〜図１５に示したように、磁極チップ形成領域１６１における内壁１１６およびヨーク形成領域１６２における内壁１２６が、いずれも基板１１１の垂線に対して傾斜している。この内壁１２６の傾斜角度１１７は、内壁１１６の傾斜角度１０７よりも大きくなっており、一般に７°〜１２°程度である。これにより、窪み１６０では、ネックハイトが上端（Ａ）よりも下端（Ｂ）において長くなっている。
従来の磁気記録ヘッドの製造工程について先行技術調査を行ったところ、いくつかの興味深い技術が見つかった。具体的には、Tagawa等は、記録磁極をエッチングするためにアルミナを用いることを提案している（例えば、特許文献１参照。）。
米国特許第６６１４６２０号明細書
また、Otsuka等は、記録ギャップを形成するためにアルミナまたはその他の低エッチングレート材料を用いることを提案している（例えば、特許文献２参照。）。
米国特許第６５１００２４号明細書
また、Sasakiは、記録ギャップ層にアルミナだけでなくタンタルを用いることを提案しており（例えば、特許文献３参照。）、Shukh 等は、記録磁極側面の傾斜角度を議論している（例えば、特許文献４参照。）。
米国特許第６８５４１７５号明細書 米国特許第６５０４６７５号明細書
また、Inomata 等は、アルミナ層を含む積層構造にタンタルの保護層を設けることを提案している（例えば、特許文献５参照。）。
米国特許公開公報２００４／０１７５５９６
また、Sasakiは、アルミナ層上にタンタル層を形成すると共に、記録磁極を形成するためにＲＩＥを用いることを提案している（例えば、特許文献６参照。）。
米国特許公開公報２００２／００４１４６５
また、ScheweおよびMallory は、磁気記録ヘッドの記録磁極デザインを議論している（例えば、特許文献７，８参照。）。
米国特許第４６７２４９３号明細書 米国特許第４６５６５４６号明細書
垂直磁気記録ヘッドの記録性能を確保するためには、窪み１６０の上端と下端との間におけるネックハイトのずれ量（図１２および図１５に示したＡとＢとの間の差（Ｂ−Ａ））がなるべく小さくなるように枠型１１０を形成しなければならない。このためには、磁極チップ形成領域１６１における内壁１１６の傾斜角度１０７を現状のまま維持しつつ、ヨーク形成領域１６２における内壁１２６の傾斜角度１１７を減少させる必要がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、互いに異なる傾斜角度の内壁を有する窪みを形成することが可能な窪みの形成方法を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、高性能な垂直磁気記録ヘッドを製造することが可能な枠型およびその形成方法を提供することにある。
本発明の窪みの形成方法は、互いに異なる傾斜角度の内壁を有する窪みを形成する方法であり、基板上に第１の材料層を成膜したのちにパターニングすることにより、第１の領域に第１の材料層を配置する工程と、基板上に第２の材料層を成膜したのちにパターニングすることにより、第１の領域と連結された第２の領域に第２の材料層を配置する工程と、第１および第２の領域上に、窪みを画定するためのエッチングマスクを形成する工程と、エッチングマスクを用いて反応性イオンエッチングによって第１および第２の材料層を一括してエッチングすることにより、それらの層の間において内壁の傾斜角度が互いに異なるように窪みを形成する工程とを含むものである。
この窪みの形成方法では、第１の領域に第１の材料層が配置されると共に、その第１の領域と連結された第２の領域に第２の材料層が配置されたのち、反応性イオンエッチングによって第１および第２の材料層が一括して選択的にエッチングされることにより、窪みが形成される。この場合には、第１および第２の材料層が互いに異なるエッチングレートを有するようにすれば、そのエッチングレートの差異を利用して、第１および第２の材料層の間において内壁の傾斜角度に差異が設けられる。
本発明の窪みの形成方法では、第１および第２の材料がそれぞれアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）およびタンタル（Ｔａ）であり、反応イオンエッチング工程において、エッチング条件としてエッチング時間を９０秒、ソースパワーを最大１２００Ｗ、チャックパワーを４０Ｗ、圧力を０．３Ｐａおよびチャンバ温度を１００℃とすると共に、エッチャントとして流速９０×１０-5ｍ3 ／ｈの塩素（Ｃｌ2 ）、流速４８０×１０-5ｍ3 ／ｈの三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）および流速７２×１０-5ｍ3 ／ｈの四フッ化炭素（ＣＦ4 ）を用いてもよい。この場合には、第１の材料層の内壁の傾斜角度が７°以上１２°以下の範囲内であり、第２の材料層の内壁の傾斜角度が最大４°であってもよい。
本発明の枠型の形成方法は、エアベアリング面およびネックハイトを有する磁極チップと、フレアポイントにおいて磁極チップに連結されたヨークとを含む磁性部品を形成するために用いられる枠型を形成する方法であり、基板およびその上に設けられたリフトオフマスクを覆うように第１のタンタル層を成膜したのち、そのリフトオフマスクをリフトオフすることにより、ヨークの形成領域を覆うと共に基板に対して傾斜した傾斜端部を有するように第１のタンタル層を残存させる工程と、基板および第１のタンタル層を覆うようにアルミナ層を成膜したのち、その第１のタンタル層が露出するまでアルミナ層を平坦化する工程と、第１のタンタル層およびアルミナ層を覆うように第２のタンタル層を成膜する工程と、第２のタンタル層上にフォトレジスト層を成膜したのちにパターニングすることにより、第１のタンタル層の傾斜端部の真上にフレアポイントが位置するように、磁極チップおよびヨークの形成領域を画定するためのマスクを形成する工程と、マスクを用いて反応性イオンエッチングによって第１および第２のタンタル層ならびにアルミナ層を一括してエッチングすることにより、第１および第２のタンタル層が最大４°の角度で傾斜した内壁を有すると共に、アルミナ層が７°以上１２°以下の範囲内の角度で傾斜した内壁を有するように、窪みを形成する工程とを含むものである。
本発明の枠型は、ネックハイトを有する磁性部品を形成するために用いられるものであり、第１の幅および７°以上１２°以下の範囲内の角度で傾斜した内壁を有し、磁極チップを形成するためにアルミナ層に設けられた第１の窪みと、第１の幅よりも大きな第２の幅および最大４°の角度で傾斜した内壁を有し、ヨークを形成するためにタンタル層に設けられた第２の窪みとを含み、第１および第２の窪みがフレアポイントにおいて互いに連結されているものである。
この枠型の形成方法では、ヨークの形成領域に第１および第２のタンタル層がこの順に積層形成されると共に、磁極チップの形成領域にアルミナ層および第２のタンタル層がこの順に積層形成されたのち、反応性イオンエッチングによって第１および第２のタンタル層ならびにアルミナ層が一括して選択的にエッチングされることにより、窪みを有する枠型が形成される。この場合には、第１および第２のタンタル層とアルミナ層との間におけるエッチングレートの差異を利用して、磁極チップの形成領域では内壁がより大きな角度で傾斜する（十分に傾斜する）と共に、ヨークの形成領域では内壁がより小さな角度で傾斜する（ほぼ垂直になる）。これにより、枠型を用いてネックハイトを有する磁性部品（例えば垂直磁気記録ヘッドの記録磁極）を形成すれば、ベベル角が所望の角度となるように設定されると共に、ネックハイトが上端と下端との間においてほぼ等しくなる。なお、上記した「（傾斜）角度」とは、内壁面が下地（例えば基板）表面の垂線に対してなす角度である。
本発明の枠型の形成方法では、第１のタンタル層がスパッタリング法、イオンビーム成膜法または化学蒸着法のうちのいずれかを用いて成膜されると共に、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜され、アルミナ層が３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜され、第２のタンタル層が５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜されてもよい。また、反応性イオンエッチング工程において、エッチング条件としてエッチング時間を９０秒、ソースパワーを最大１２００Ｗ、チャックパワーを４０Ｗ、圧力を０．３Ｐａおよびチャンバ温度を１００℃とすると共に、エッチャントとして流速９０×１０-5ｍ3 ／ｈの塩素、流速４８０×１０-5ｍ3 ／ｈの三塩化ホウ素および流速７２×１０-5ｍ3 ／ｈの四フッ化炭素を用いてもよい。
本発明の枠型では、アルミナ層の厚さが３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲内であり、タンタル層の厚さが２５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲内であってもよい。また、第１の幅が０．１５μｍ以上０．２５μｍ以下の範囲内であり、第２の幅が１０μｍ以上１５μｍ以下の範囲内であってもよい。
本発明の窪みの形成方法によれば、窪みを形成するために、第１および第２の領域にそれぞれ第１および第２の材料層を配置したのち、反応性イオンエッチングによって第１および第２の材料層を一括して選択的にエッチングするようにしたので、第１および第２の材料層の間のエッチングレートの差異を利用して、互いに異なる傾斜角度の内壁を有する窪みを形成することができる。
本発明の枠型の形成方法によれば、窪みを有する枠型を形成するために、ヨークの形成領域に第１および第２のタンタル層をこの順に積層形成すると共に、磁極チップの形成領域にアルミナ層および第２のタンタル層をこの順に積層形成したのち、反応性イオンエッチングによって第１および第２のタンタル層ならびにアルミナ層を一括して選択的にエッチングするようにしたので、第１および第２のタンタル層とアルミナ層との間におけるエッチングレートの差異を利用して、磁極チップの形成領域では内壁が十分に傾斜すると共に、ヨークの形成領域では内壁がほぼ垂直になる。これにより、本発明の枠型を用いてネックハイトを有する磁性部品を形成すれば、ベベル角が所望の角度となるように設定されると共に、ネックハイトが上端と下端との間において互いに等しくなる。したがって、高性能な垂直磁気記録ヘッドを製造することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施の形態に係る枠型の構成について説明する。図１は枠型１０の模式的な平面構成、図２は図１に示した枠型１０の部分的な拡大構成、図３は図２に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面構成、図４は図２に示した内壁１６の構成をそれぞれ表している。図２では、図１３に対応する構成を省略して示している。なお、図１に示した線１５，５６は、それぞれ記録磁極を備えた磁気記録ヘッドが完成した際のＡＢＳの位置およびフレアポイントの位置を示している。
枠型１０は、ネックハイトを有する磁性部品、例えば垂直磁気記録ヘッドの記録磁極などを形成するために用いられるものである。この枠型１０は、例えば、図１〜図３に示したように、アルミナ製の基板１１上に、約２００ｎｍ〜３００ｎｍの厚さを有する第１のタンタル層１２と、約３００ｎｍ〜４００ｎｍの厚さを有するアルミナ層２１と、約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さを有する第２のタンタル層４２とが形成されたものである。これらの第１および第２のタンタル層１２，４２ならびにアルミナ層２１には、それらがＲＩＥによって選択的にエッチングされることにより形成された窪み６０が設けられている。この窪み６０は、例えば、記録磁極の平面形状に対応する略羽子板型の窪み形状を有しており、磁極チップが形成される一定狭幅Ｗ１（例えばＷ１＝約０．１５μｍ〜０．２５μｍ）の磁極チップ形成領域６１と、その磁極チップ形成領域６１に連結され、ヨークが形成される広幅Ｗ２（例えばＷ２＝約１０μｍ〜１５μｍ）のヨーク形成領域６２とを含んでいる。
この枠型１０では、図２〜図４に示したように、第１のタンタル層１２およびアルミナ層２１が基板１１上の同一階層に配置されていると共に、それらを覆うように第２のタンタル層４２が配置されている。これにより、アルミナ層２１および第２のタンタル層４２がこの順に積層された積層構造に磁極チップ形成領域６１が設けられていると共に、第１および第２のタンタル層１２，４２がこの順に積層された積層構造にヨーク形成領域６２が設けられている。
特に、アルミナ層２１および第１のタンタル層１２は、それぞれ磁極チップ形成領域６１およびヨーク形成領域６２を構成する内壁１６，２６を有しており、磁極チップ形成領域６１とヨーク形成領域６２との間では、内壁１６，２６の傾斜角度７７，８７が互いに異なっている。具体的には、磁極チップ形成領域６１におけるアルミナ層２１の内壁１６の傾斜角度７７は傾斜角度８７よりも大きくなっており、例えば、約７°〜１２°である。一方、ヨーク形成領域６２における第１のタンタル層１２の内壁２６の傾斜角度８７は、傾斜角度７７よりも小さくなっており、例えば、最大約４°である。上記した傾斜角度７７，８７は、それぞれ内壁１６，２６が基板１１の垂線に対してなす角度である。
次に、図１〜図１１を参照して、枠型１０の形成方法について説明する。図５〜図９および図１１はいずれも図１に示したＶ−Ｖ線に沿った断面構成、図１０は図９に対応する平面構成をそれぞれ表している。この図９に示した断面は、図１０に示したＸ−Ｘ線に沿った断面に対応している。なお、本発明の窪みの形成方法は、一例として枠型１０の形成方法に適用可能であるため、その窪みの形成方法については、以下で併せて説明する。
枠型１０を形成する際には、まず、図５に示したように、例えばアルミナ製の基板１１を準備したのち、その基板１１上にリフトオフマスク１３を選択的に形成する。この場合には、基板１１上に溶解しやすい感光性の下層１３Ａを形成し、その下層１３Ａ上に溶解しにくい感光性の上層１３Ｂを形成したのち、フォトリソグラフィ法によって下層１３Ａおよび上層１３Ｂを一括してパターニング（露光および現像）することにより、全体としてアンダーカット型バイレイヤー構造を有するようにする。
続いて、例えばスパッタリング法、イオンビーム成膜法または化学蒸着法（ＣＶＤ；chemical vapor deposition ）などを用いて、リフトオフマスク１３およびその周辺の基板１１を覆うように第１のタンタル層１２を成膜する。この場合には、例えば、約２００ｎｍ〜３００ｎｍの厚さとなるようにする。この成膜工程では、リフトオフマスク１３のアンダーカット部において成膜量（厚さ）が次第に減少するため、そのアンダーカット部に延在する第１のタンタル層１２の端部が傾斜し、くさび型をなす。この第１のタンタル層１２のくさび型部分（傾斜端部５８）は、例えば、基板１１の表面に対して約４５°だけ傾斜する。
続いて、リフトオフマスク１３をリフトオフする。このリフトオフ処理により、図６に示したように、リフトオフマスク１３を覆っていた第１のタンタル層１２が除去されるため、そのリフトオフマスク１２の周囲に残りの第１のタンタル層１２が残存する。この場合には、ヨークの形成領域に第１のタンタル層１２が残存することとなるように、先の工程においてリフトオフマスク１３の形成位置を調整しておく。
続いて、第１のタンタル層１２およびその周辺の基板１１を覆うようにアルミナ層２１を成膜する。この場合には、例えば、約３００ｎｍ〜４００ｎｍの厚さとなるようにする。なお、アルミナ層２１の成膜方法は、例えば、第１のタンタル層１２の場合と同様である。
続いて、例えば研磨法などを用いて、第１のタンタル層１２が露出するまでアルミナ層２１を平坦化することにより、図７に示したように、第１のタンタル層１２の周囲にアルミナ層２１を埋設する。
続いて、図８に示したように、第１のタンタル層１２およびアルミナ層２１を覆うように第２のタンタル層４２を成膜する。この場合には、例えば、約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さとすることにより、第１および第２のタンタル層１２，４２の総厚が約２５０ｎｍ〜４００ｎｍとなるようにする。なお、第２のタンタル層４２の成膜方法は、例えば、第１のタンタル層１２の場合と同様である。
続いて、図９および図１０に示したように、第２のタンタル層４２上に、記録磁極（磁極チップおよびヨーク）の形成領域を画定するためのマスク５３を選択的に形成する。この場合には、第２のタンタル層４２上にフォトレジストを塗布することによりフォトレジスト層を形成したのち、フォトリソグラフィ法によってフォトレジスト層をパターニングすることにより、一定狭幅の領域５１および広幅の領域５２を含む開口部５５を有するようにする。また、第１のタンタル層１２の傾斜端部５８の真上にフレアポイントが位置するように、マスク５３（領域５１，５２の間の連結位置）を位置合わせする。
続いて、マスク５３を用いてＲＩＥによって第１および第２のタンタル層１２，４２ならびにアルミナ層２１を一括してエッチングすることにより、図１〜図４および図１１に示したように、磁極チップ形成領域６１（幅Ｗ１）およびヨーク形成領域６２（幅Ｗ２）を含む窪み６０を形成する。このエッチング工程では、第１および第２のタンタル層１２，４２がより速いエッチングレートを有しているのに対して、アルミナ層２１がより遅いエッチングレートを有しているため、それらの間のエッチングレートの差異を利用して、磁極チップ形成領域６１とヨーク形成領域６２との間において内壁１６，２６の傾斜角度７７，７８に差異が設けられる。すなわち、磁極チップ形成領域６１では内壁１６がより大きな傾斜角度７７で傾斜すると共に、ヨーク形成領域６２では内壁２６がより小さな傾斜角度８７で傾斜する。
ＲＩＥのエッチング条件と傾斜角度７７，７８との間の関係について一例を挙げると、以下の通りである。すなわち、エッチング条件としてエッチング時間＝９０秒、ソースパワー＝最大１２００Ｗ、チャックパワー＝４０Ｗ、圧力＝０．３Ｐａ、チャンバ温度＝１００℃とすると共に、エッチャントとして、流速＝約９０×１０-5ｍ3 ／ｈ（＝１５ｓｃｃｍ）の塩素（Ｃｌ2 ）、流速＝約４８０×１０-5ｍ3 ／ｈ（＝８０ｓｃｃｍ）の三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）および流速＝約７２×１０-5ｍ3 ／ｈ（＝１２ｓｃｃｍ）の四フッ化炭素（ＣＦ4 ）を用いた場合には、傾斜角度７７が約７°〜１２°および傾斜角度８７が最大約４°となる。
これにより、第１および第２のタンタル層１２，４２ならびにアルミナ層２１に窪み６０が設けられるため、枠型１０が完成する。
本実施の形態に係る枠型の形成方法では、窪み６０（磁極チップ形成領域６１およびヨーク形成領域６２）を有する枠型１０を形成するために、ヨークの形成領域に第１および第２のタンタル層１２，４２をこの順に積層形成すると共に、磁極チップの形成領域にアルミナ層２１および第２のタンタル層４２をこの順に積層形成したのち、ＲＩＥによって第１および第２のタンタル層１２，４２ならびにアルミナ層２１を一括して選択的にエッチングしている。この場合には、第１および第２のタンタル層１２，４２とアルミナ層２１との間におけるエッチングレートの差異を利用して、磁極チップ形成領域６１では内壁１６が十分に傾斜すると共に、ヨーク形成領域６２では内壁２６がほぼ垂直になる。これにより、枠型１０を用いてネックハイトを有する磁性部品（例えば垂直磁気記録ヘッドの記録磁極）を形成すれば、ベベル角が所望の角度となるように設定されると共に、ネックハイトが上端と下端との間においてほぼ等しくなる。したがって、磁極チップ形成領域６１とヨーク形成領域６２との間において異なる傾斜角度７７，８７の内壁１６，２６を有するように窪み６０を形成することができると共に、枠型１０を用いて高性能な垂直磁気記録ヘッドを製造することができる。
ここで、本発明の技術的意義について説明しておく。本発明では、図１に示したように、ヨーク形成領域６２において内壁２６がほぼ垂直になるが、その内壁２６が傾斜している（厳密に垂直になっていない）限り、図１２に示した従来の枠型１１０の場合と同様に、ネックハイトは上端（Ａ）よりも下端（Ｂ）において長くなる。しかしながら、本発明と従来との間において、窪み６０，１６０の上端と下端との間におけるネックハイトのずれ量（Ｂ−Ａ）を比較すると、本発明の傾斜角度８７（＝最大約４°）が従来の傾斜角度１１７（＝約７°〜１２°）よりも小さくなることから明らかなように、そのずれ量は従来よりも本発明において小さくなる。したがって、本発明では、磁極チップ形成領域６１において内壁１６の傾斜角度７７（＝約７°〜１２°）を現状のまま維持しつつ、ヨーク形成領域６２において内壁２６の傾斜角度８７を減少させることにより、従来よりも下端のネックハイト（Ｂ）を上端のネックハイト（Ａ）に近づけることが可能であるため、垂直磁気記録ヘッドの高性能化に寄与することができるのである。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、本発明の枠型およびその形成方法、ならびに窪みの形成方法を垂直磁気記録ヘッドの製造工程に適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、垂直磁気記録ヘッド以外の他のデバイスの製造工程に適用してもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
本発明に係る窪みの形成方法、枠型の形成方法および枠型は、例えば垂直磁気記録ヘッドなどの製造工程に適用することが可能である。
本発明の一実施の形態に係る枠型の模式的な構成を表す平面図である。 図１に示した枠型の一部分を拡大した構成を表す等角図である。 図２に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った枠型の構成を表す断面図である。 図２に示した磁極チップ形成領域の内壁の構成を表す図である。 図１に示した枠型の形成工程のうちの一工程を説明するための断面図である。 図５に続く工程を説明するための断面図である。 図６に続く工程を説明するための断面図である。 図７に続く工程を説明するための断面図である。 図８に続く工程を説明するための断面図である。 図９に対応する平面図である。 図９に続く工程を説明するための断面図である。 従来の枠型の模式的な構成を表す平面図である。 図１２に示した枠型の一部分を拡大した構成を表す等角図である。 図１３に示したＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った枠型の構成を表す断面図である。 図１３に示した磁極チップ形成領域の内壁の構成を表す平面図である。
符号の説明
１０…枠型、１１…基板、１２…第１のタンタル層、１３…リフトオフマスク、１３Ａ…下層、１３Ｂ…上層、１６，２６…内壁、２１…アルミナ層、４２…第２のタンタル層、５１，５２…領域、５３…マスク、５５…開口部、５８…傾斜端部、６０…窪み、６１…磁極チップ形成領域、６２…ヨーク形成領域、７７，８７…傾斜角度、Ａ，Ｂ…ネックハイト、Ｗ１，Ｗ２…幅。

Claims (14)

  1. 互いに異なる傾斜角度の内壁を有する窪みを形成する方法であって、
    基板上に第１の材料層を成膜したのちにパターニングすることにより、第１の領域に前記第１の材料層を配置する工程と、
    前記基板上に第２の材料層を成膜したのちにパターニングすることにより、前記第１の領域と連結された第２の領域に前記第２の材料層を配置する工程と、
    前記第１および第２の領域上に、前記窪みを画定するためのエッチングマスクを形成する工程と、
    前記エッチングマスクを用いて反応性イオンエッチングによって前記第１および第２の材料層を一括してエッチングすることにより、それらの層の間において内壁の傾斜角度が互いに異なるように窪みを形成する工程と
    を含むことを特徴とする窪みの形成方法。
  2. 前記第１および第２の材料は、それぞれアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）およびタンタル（Ｔａ）であり、
    反応イオンエッチング工程において、エッチング条件としてエッチング時間を９０秒、ソースパワーを最大１２００Ｗ、チャックパワーを４０Ｗ、圧力を０．３Ｐａおよびチャンバ温度を１００℃とすると共に、エッチャントとして流速９０×１０-5ｍ3 ／ｈの塩素（Ｃｌ2 ）、流速４８０×１０-5ｍ3 ／ｈの三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）および流速７２×１０-5ｍ3 ／ｈの四フッ化炭素（ＣＦ4 ）を用いる
    ことを特徴とする請求項１記載の窪みの形成方法。
  3. 前記第１の材料層の内壁の傾斜角度は、７°以上１２°以下の範囲内であり、
    前記第２の材料層の内壁の傾斜角度は、最大４°である
    ことを特徴とする請求項２記載の窪みの形成方法。
  4. エアベアリング面およびネックハイトを有する磁極チップと、フレアポイントにおいて前記磁極チップに連結されたヨークとを含む磁性部品を形成するために用いられる枠型を形成する方法であって、
    基板およびその上に設けられたリフトオフマスクを覆うように第１のタンタル層を成膜したのち、そのリフトオフマスクをリフトオフすることにより、前記ヨークの形成領域を覆うと共に前記基板に対して傾斜した傾斜端部を有するように前記第１のタンタル層を残存させる工程と、
    前記基板および前記第１のタンタル層を覆うようにアルミナ層を成膜したのち、その第１のタンタル層が露出するまで前記アルミナ層を平坦化する工程と、
    前記第１のタンタル層および前記アルミナ層を覆うように第２のタンタル層を成膜する工程と、
    前記第２のタンタル層上にフォトレジスト層を成膜したのちにパターニングすることにより、前記第１のタンタル層の傾斜端部の真上に前記フレアポイントが位置するように、前記磁極チップおよび前記ヨークの形成領域を画定するためのマスクを形成する工程と、
    前記マスクを用いて反応性イオンエッチングによって前記第１および第２のタンタル層ならびに前記アルミナ層を一括してエッチングすることにより、前記第１および第２のタンタル層が最大４°の角度で傾斜した内壁を有すると共に、前記アルミナ層が７°以上１２°以下の範囲内の角度で傾斜した内壁を有するように、窪みを形成する工程と
    を含むことを特徴とする枠型の形成方法。
  5. 前記第１のタンタル層は、スパッタリング法、イオンビーム成膜法または化学蒸着法のうちのいずれかを用いて成膜される
    ことを特徴とする請求項４記載の枠型の形成方法。
  6. 前記第１のタンタル層は、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜される
    ことを特徴とする請求項４記載の枠型の形成方法。
  7. 前記アルミナ層は、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜される
    ことを特徴とする請求項４記載の枠型の形成方法。
  8. 前記第２のタンタル層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜される
    ことを特徴とする請求項４記載の枠型の形成方法。
  9. 反応性イオンエッチング工程において、エッチング条件としてエッチング時間を９０秒、ソースパワーを最大１２００Ｗ、チャックパワーを４０Ｗ、圧力を０．３Ｐａおよびチャンバ温度を１００℃とすると共に、エッチャントとして流速９０×１０-5ｍ3 ／ｈの塩素、流速４８０×１０-5ｍ3 ／ｈの三塩化ホウ素および流速７２×１０-5ｍ3 ／ｈの四フッ化炭素を用いる
    ことを特徴とする請求項４記載の枠型の形成方法。
  10. ネックハイトを有する磁性部品を形成するために用いられる枠型であって、
    第１の幅および７°以上１２°以下の範囲内の角度で傾斜した内壁を有し、磁極チップを形成するためにアルミナ層に設けられた第１の窪みと、
    前記第１の幅よりも大きな第２の幅および最大４°の角度で傾斜した内壁を有し、ヨークを形成するためにタンタル層に設けられた第２の窪みと
    を含み、
    前記第１および第２の窪みがフレアポイントにおいて互いに連結されている
    ことを特徴とする枠型。
  11. 前記アルミナ層の厚さは、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲内である
    ことを特徴とする請求項１０記載の枠型。
  12. 前記タンタル層の厚さは、２５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲内である
    ことを特徴とする請求項１０記載の枠型。
  13. 前記第１の幅は、０．１５μｍ以上０．２５μｍ以下の範囲内である
    ことを特徴とする請求項１０記載の枠型。
  14. 前記第２の幅は、１０μｍ以上１５μｍ以下の範囲内である
    ことを特徴とする請求項１０記載の枠型。
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