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JP2009140546A - Method for manufacturing perpendicular recording magnetic head - Google Patents

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JP2009140546A
JP2009140546A JP2007314202A JP2007314202A JP2009140546A JP 2009140546 A JP2009140546 A JP 2009140546A JP 2007314202 A JP2007314202 A JP 2007314202A JP 2007314202 A JP2007314202 A JP 2007314202A JP 2009140546 A JP2009140546 A JP 2009140546A
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JP
Japan
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perpendicular recording
recess
magnetic head
magnetic pole
main magnetic
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Application number
JP2007314202A
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Japanese (ja)
Inventor
Junya Ikeda
淳也 池田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】 垂直記録磁気ヘッドの製造方法に関し、微細なネックハイトを設計通りに微細且つ精密な形状に形成する。
【解決手段】 先端部となる幅が50乃至500nmの細い矩形状のライトポール6を埋め込むための第1の凹部3と大面積の後端部7を埋め込むための第2の凹部4とを埋込絶縁膜2に形成する際に、互いに別のマスク工程で形成する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To form a fine neck height into a fine and precise shape as designed in a method for manufacturing a perpendicular recording magnetic head.
A first concave portion 3 for embedding a thin rectangular light pole 6 having a width of 50 to 500 nm as a front end portion and a second concave portion 4 for embedding a rear end portion 7 having a large area are embedded. When forming the buried insulating film 2, they are formed by different mask processes.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は垂直記録磁気ヘッドの製造方法に関するものであり、特に、垂直記録用書込ヘッドのネックハイトを精密に加工するための構成に特徴のある垂直記録磁気ヘッドの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a perpendicular recording magnetic head, and more particularly to a method of manufacturing a perpendicular recording magnetic head characterized by a configuration for precisely processing the neck height of a write head for perpendicular recording.

近年、各種の情報処理機器における記憶手段として、ハードディスクドライブ装置が用いられているが、このようなハードディスクドライブ装置における磁気ヘッドを構成するライトヘッドとして単磁極コアを用いた垂直磁気ヘッドが用いられている。   In recent years, hard disk drive devices have been used as storage means in various information processing devices, and perpendicular magnetic heads using a single magnetic pole core have been used as write heads that constitute magnetic heads in such hard disk drive devices. Yes.

このような垂直記録用書込ヘッドは一般に高い飽和磁束密度Bs の磁性材料を微細且つ精密な形状に加工する必要があるので、ここで、図12を参照して従来の垂直記録用書込ヘッドのコア主磁極部の構成を説明する。 Since such a perpendicular recording write head generally needs to process a magnetic material having a high saturation magnetic flux density B s into a fine and precise shape, the conventional perpendicular recording write will be described with reference to FIG. The configuration of the core main magnetic pole part of the head will be described.

図12参照
図12は、従来の垂直記録用書込ヘッドのコア主磁極部の概略的平面図、即ち、ウェーハ面から見た形状であり、近年の垂直記録用書込ヘッドのコア主磁極部50はABS(浮上面)近傍に矩形状のネックハイト51と呼ばれる幅細部を有している。
このネックハイト51の加工精度は、垂直記録用書込ヘッドの特性、即ち、磁束強度や書込幅、書込時の磁束の漏れ等の特性を決定する非常に重要な部分である。
See FIG.
FIG. 12 is a schematic plan view of a core main magnetic pole portion of a conventional perpendicular recording write head, that is, a shape seen from the wafer surface. A core main magnetic pole portion 50 of a recent perpendicular recording write head is made of ABS. A width detail called a rectangular neck height 51 is provided in the vicinity of the (floating surface).
The processing accuracy of the neck height 51 is a very important part that determines the characteristics of the perpendicular recording write head, that is, characteristics such as magnetic flux intensity, write width, and leakage of magnetic flux during writing.

従来、この部分はウェーハプロセスでの露光マスク工程を使って加工している。
特に、高密度記録化の要請に応えるためにネックハイト51を含めた微細なコア主磁極部50を精度良く形成する必要があるが、従来の方法ではネックハイト51を微細に形成する際に斜め方向からのイオンミリングをおこなって逆台形状の形状にしているが、微細化が進むとネックハイト51が倒れてしまう問題がある。
Conventionally, this portion is processed using an exposure mask process in a wafer process.
In particular, it is necessary to accurately form the fine core main magnetic pole portion 50 including the neck height 51 in order to meet the demand for high density recording. However, in the conventional method, when the neck height 51 is finely formed, it is oblique. Although ion milling from the direction is performed to form an inverted trapezoidal shape, there is a problem that the neck height 51 falls when miniaturization progresses.

そこで、ベース絶縁膜となるAl2 3 膜に主磁極を形成するための凹部をフォトエッチング行程で形成したのち、この凹部に強磁性体膜を埋め込んで主磁極を形成することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−139898号公報
Therefore, it has been proposed to form a main pole by embedding a ferromagnetic film in the recess after forming a recess for forming the main pole in the Al 2 O 3 film as the base insulating film by a photoetching process. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2006-139898 A

しかし、近年の磁気ディスク装置のさらなる高密度化に伴って、磁気ディスクヘッドの寸法が微細化しており、ネックハイトと呼ばれる部分の長さは近年のヘッドでは200nm位(幅は300nm位)で将来的にはもっと小さくなることが予想される。   However, with the recent increase in the density of magnetic disk devices, the size of the magnetic disk head has become smaller, and the length of the portion called the neck height is about 200 nm (the width is about 300 nm) in the recent head. Is expected to be even smaller.

この時、図10のように設計しても、従来のように、一枚のマスクでネックハイト部分と後方の大きい面積部分を形成する方法を取るため、結果として、ライトポールのABS面での幅の精度的に問題があった。   At this time, even if the design as shown in FIG. 10 is employed, since a method of forming a neck height portion and a large rear portion with a single mask as in the prior art is adopted, as a result, the light pole on the ABS surface is obtained. There was a problem with the accuracy of the width.

即ち、ネックハイトが短くなるにつれ、設計通りの形に加工することが困難となり、ネックハイト部分が直線ではなく曲線になってしまうため、結果としてABSでのコア幅の制御に著しい障害が発生するので、この事情を図13を参照して説明する。   In other words, as the neck height becomes shorter, it becomes difficult to process the shape as designed, and the neck height portion becomes a curve instead of a straight line, resulting in a significant obstacle to the control of the core width in the ABS. Therefore, this situation will be described with reference to FIG.

図13参照
図13は、微細化による問題点の説明図であり、図に示すようにネックハイトのパターンの角や曲がりの部分で、露光プロセスやエッチングプロセス、特に、露光プロセスにおいて、加工能力的に、後方の大面積部分にネックハイトを形成する直線部分が引きずられて湾曲部ができてしまい、そのエッジの直線を形成することが困難になる。
即ち、図において破線で示すように設計しても、ネックハイト51が短くなるにつれて、実際のウェーハ上では、傾斜したネックハイト52となる。
See FIG.
FIG. 13 is an explanatory diagram of problems caused by miniaturization. As shown in the figure, at the corners and bends of the neck height pattern, in the exposure process and the etching process, in particular, in the exposure process, in the processing capability, A straight part forming the neck height is dragged in the large area part to form a curved part, and it is difficult to form a straight line of the edge.
That is, even if the design is shown by a broken line in the figure, the neck height 52 becomes inclined on the actual wafer as the neck height 51 becomes shorter.

このように、設計通りに忠実なパターンが出来ないということは、リソグラフィーの根本的な問題でもあり、解像度そのものが向上するにつれ、忠実度は向上するものの、近い将来のライトヘッドの形成時には、ネックハイトが特に短く、200nm以下になってきてくるため、特にこの問題が大きく浮上してきている。   In this way, the fact that a pattern that is faithful as designed is not possible is also a fundamental problem of lithography. As the resolution itself improves, the fidelity will improve, but when forming a light head in the near future, Since the height is particularly short and has become 200 nm or less, this problem has particularly emerged.

したがって、本発明は、微細なネックハイトを設計通りに微細且つ精密な形状に形成することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to form a fine neck height into a fine and precise shape as designed.

図1は本発明の原理的構成図であり、ここで図1を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
上記の課題を解決するために、本発明は、垂直記録磁気ヘッドの製造方法において、先端部となる幅が50乃至500nmの細い矩形状のライトポール6を埋め込むための第1の凹部3と大面積の後端部7を埋め込むための第2の凹部4とを埋込絶縁膜2に形成する際に、互いに別のマスク工程で形成することを特徴とする。
FIG. 1 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
To solve the above-described problem, the present invention provides a first concave portion for embedding a thin rectangular light pole 6 having a width of 50 to 500 nm as a tip portion in a method of manufacturing a perpendicular recording magnetic head. 3 and the second concave portion 4 for embedding the rear end portion 7 of a large area are formed in the buried insulating film 2 by separate mask processes.

このように、2枚のマスクを用い、1枚目は直線部分のみ、即ち、矩形状のライトポール6を形成するためのマスクとし、2枚目は後方の大面積の後端部7を形成するマスクとすることにより、大面積の後端部7にライトポール6を形成する直線部分が引きずられて湾曲部が形成されることがなく、それによって、マスクプロセスによる形状の不安定性を回避することができる。   In this way, two masks are used, the first one is a mask for forming only the straight portion, that is, the rectangular light pole 6, and the second one is the rear end portion 7 of the large rear area. By using the mask, the straight portion that forms the light pole 6 is not dragged at the rear end 7 of the large area so that a curved portion is not formed, thereby avoiding instability of the shape due to the mask process. be able to.

この場合、第1の凹部3を形成したのちに、第2の凹部4を形成し、次いで、第1の凹部3及び第2の凹部4を軟磁性膜5で完全に埋め込んだのち、化学機械研磨によって平坦化することが望ましく、第2の凹部4を先に形成する場合に比べて、第1の凹部3を精度良く形成することができる。   In this case, after forming the first recess 3, the second recess 4 is formed, and then the first recess 3 and the second recess 4 are completely filled with the soft magnetic film 5. It is desirable to flatten by polishing, and the first recess 3 can be formed with higher accuracy than the case where the second recess 4 is formed first.

また、第2の凹部4により、埋込絶縁膜2の下に設けた主磁極補助層1の表面が露出しているように構成することが望ましく、それによって、大面積の後端部7と主磁極補助層1との磁気的結合を保つことができる。   Further, it is desirable that the second concave portion 4 exposes the surface of the main magnetic pole auxiliary layer 1 provided under the buried insulating film 2, and thereby the rear end portion 7 having a large area and Magnetic coupling with the main magnetic pole auxiliary layer 1 can be maintained.

この場合、第2の凹部4を形成する工程において、第1の凹部3との投影的な重なり部において、主磁極補助層1の一部が堀り込まれることになり、第1の凹部3との投影的な重なり部の肉厚部が主磁極補助層1に吸収されることになり、肉厚部の影響を軽減することができる。   In this case, in the step of forming the second recess 4, a part of the main magnetic pole auxiliary layer 1 is dug in the projection overlapped portion with the first recess 3, and the first recess 3 The thick part of the projected overlapping part is absorbed by the main magnetic pole auxiliary layer 1, and the influence of the thick part can be reduced.

或いは、大面積の後端部7が主磁極補助層1を兼ねるようにしても良く、それによって、、埋込絶縁膜2の下に主磁極補助層1を設ける必要はなくなるので、構成が簡素化される。   Alternatively, the rear end portion 7 having a large area may also serve as the main magnetic pole auxiliary layer 1, thereby eliminating the need to provide the main magnetic pole auxiliary layer 1 under the buried insulating film 2. It becomes.

また、第2の凹部4の深さが第1の凹部3の深さより深くすることが望ましく、それによって、ライトポール6からの磁束密度を大きくすることができる。   In addition, it is desirable that the depth of the second recess 4 be greater than the depth of the first recess 3, whereby the magnetic flux density from the light pole 6 can be increased.

また、第2の凹部4の平面形状を矩形とすることが望ましく、それによって、直線状の第1の凹部3との位置合わせマージンが非常に大きくなり、それによって、製造工程が簡素化されるとともに製造歩留りが向上することになる。   In addition, it is desirable that the planar shape of the second concave portion 4 is a rectangle, so that the alignment margin with the linear first concave portion 3 becomes very large, thereby simplifying the manufacturing process. At the same time, the production yield is improved.

本発明によれば、主磁極のライトポールの平面形状が従来のように丸まったり斜めになったりせず設計通りの綺麗な直線を得することができ、ABSのコア幅の精度が向上するので、高密度記録化が可能になる。   According to the present invention, the plane shape of the light pole of the main magnetic pole is not rounded or slanted as in the past, and a beautiful straight line as designed can be obtained, and the accuracy of the core width of the ABS is improved. High density recording is possible.

ここで、図2乃至図6を参照して、本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの形成工程を説明するが、ここでは、主磁極の形成工程のみを説明する。
図2参照
まず、例えば、NiFeからなる主磁極補助層11上の厚さが、例えば、0.5μmのAl2 3 埋込層12を設けたのち、ポジ型レジスト13を塗布し、次いで、矩形状のパターンを形成した第1のマスク14を用いて露光する。
この時のプロセス条件は、一般的なKRFエキシマ用レジストを用いてKRFステッパを用いてマスク露光する。
Here, the forming process of the perpendicular recording write head according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6. Here, only the forming process of the main magnetic pole will be described.
See Figure 2
First, for example, after providing an Al 2 O 3 buried layer 12 having a thickness of, for example, 0.5 μm on the main magnetic pole auxiliary layer 11 made of NiFe, a positive resist 13 is applied, and then a rectangular shape is formed. Exposure is performed using the first mask 14 on which a pattern is formed.
Process conditions at this time are mask exposure using a KRF stepper using a general KRF excimer resist.

図3参照
次いで、ポジ型レジスト13を例えば、TMAH2.38パーセント液を用いて現像することによって、幅が、例えば、500nmで、長さが5μmの矩形状の開口部15を形成し、この開口部15を介してArガスによるイオンミリングを施すことによって深さが、例えば、500nmの第1の凹部16を形成する。
See Figure 3
Next, the positive resist 13 is developed using, for example, a TMAH 2.38 percent solution to form a rectangular opening 15 having a width of, for example, 500 nm and a length of 5 μm. The first recess 16 having a depth of, for example, 500 nm is formed by performing ion milling with Ar gas.

図4参照
次いで、ポジ型レジスト13を除去したのち、新たなポジ型レジスト17を塗布し、次いで、大面積の矩形状のパターンを形成した第2のマスク18を用いて、第1の凹部16と一部が重なるように露光する。
この時のプロセス条件も、一般的なKRFエキシマ用レジストを用いてKRFステッパを用いてマスク露光する。
See Figure 4
Next, after removing the positive resist 13, a new positive resist 17 is applied, and then the first recess 16 and a part of the first recess 16 are formed using a second mask 18 in which a large area rectangular pattern is formed. Are exposed so that they overlap.
Also in this process condition, mask exposure is performed using a KRF stepper using a general KRF excimer resist.

図5参照
次いで、ポジ型レジスト17を例えば、TMAH2.38パーセント液を用いて現像することによって、幅が、例えば、10μmで、長さが10μmの矩形状の大面積開口部19を形成し、この大面積開口部19を介してArガスによるイオンミリングを施すことによって主磁極補助層11に達する第2の凹部20を形成する。
この時、第1の凹部16と第2の凹部20の投影的な重なり部分においては、主磁極補助層11が堀り込まれる。
See Figure 5
Next, the positive resist 17 is developed using, for example, TMAH 2.38 percent solution to form a rectangular large-area opening 19 having a width of, for example, 10 μm and a length of 10 μm. A second recess 20 reaching the main magnetic pole auxiliary layer 11 is formed by ion milling with Ar gas through the opening 19.
At this time, the main magnetic pole auxiliary layer 11 is dug in the projected overlapping portion of the first recess 16 and the second recess 20.

図6参照
次いで、ポジ型レジスト17を除去したのち、スパッタ法によってCoNiFe膜を、第1の凹部16及び第2の凹部20を完全に埋め込むように形成したのち、CMP法でAl2 3 埋込層12の表面が露出まで研磨して平坦化することによって、Al2 3 埋込層12に埋め込まれた主磁極21が形成される。
See FIG.
Next, after removing the positive resist 17, a CoNiFe film is formed by sputtering so as to completely fill the first recess 16 and the second recess 20, and then the Al 2 O 3 buried layer 12 is formed by CMP. The main magnetic pole 21 embedded in the Al 2 O 3 buried layer 12 is formed by polishing and flattening the surface of the Al 2 O 3 layer.

この場合の主磁極21はネックハイトの長さが、例えば、100nmのライトポール22と大面積後端部23と、両者の重なり部24とにより構成される。
この場合、重なり部24は主磁極補助層11に食い込むので、この重なり部24の存在が磁気的に悪影響を与えることはない。
In this case, the main magnetic pole 21 is composed of, for example, a light pole 22 having a neck height of 100 nm, a large-area rear end portion 23, and an overlapping portion 24 therebetween.
In this case, since the overlapping portion 24 bites into the main magnetic pole auxiliary layer 11, the presence of the overlapping portion 24 does not adversely affect magnetically.

上述のように、直線状のライトポール部と大面積後端部とを別のマスクで形成しているので、露光・現像工程において、後方の大面積後端部にネックハイトを形成する直線部分が引きずられて湾曲部が形成されることはなく、極めて直線で設計に対する忠実度の高いネックハイト部を持つライト磁極の形成が可能になる。   As described above, since the linear light pole part and the large area rear end part are formed by different masks, the straight line part that forms the neck height at the rear large area rear end part in the exposure / development process. The curved portion is not formed by being dragged, and it is possible to form a write magnetic pole having a neck height portion that is extremely straight and has high fidelity to the design.

次に、図7を参照して第1の変形例を説明するが、ここでは、最終的な主磁極の断面形状のみを説明する。
図7参照
図7は、第1の変形例の概略的断面図であり、この第1の変形例においては、第1の凹部と第2の凹部の深さを同じにすることによって、ライトポール22と大面積後端部23の厚さを同じにしたものである。
Next, a first modification will be described with reference to FIG. 7, but only the final cross-sectional shape of the main magnetic pole will be described here.
See FIG.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the first modified example. In the first modified example, the depth of the first concave portion and the second concave portion are made the same, so that The thickness of the area rear end 23 is the same.

次に、図8を参照して第2の変形例を説明するが、ここでも、最終的な主磁極の断面形状のみを説明する。
図8参照
図8は、第2の変形例の概略的断面図であり、この第2の変形例においては、大面積後端部25を厚く形成して主磁極補助層を兼ねるようにしたものであり、それにともなって、主磁極補助層11を不要にしたものである。
Next, a second modification will be described with reference to FIG. 8, but only the final cross-sectional shape of the main magnetic pole will be described here.
See FIG.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the second modified example. In the second modified example, the large-area rear end portion 25 is formed thick so that it also serves as the main magnetic pole auxiliary layer. Accordingly, the main magnetic pole auxiliary layer 11 is unnecessary.

次に、図9及び図10を参照して第3の変形例を説明するが、ここでは、マスク形状と最終的な主磁極の形状を説明する。
図9参照
図9は、第3の変形例のマスクの説明図であり、ここでは、上記と全く同じ第1のマスク14と、第2のマスク26として、頂部の角度が例えば、120度の5角形状の大面積パターンを有するマスクを用いる。
Next, a third modification will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Here, the mask shape and the final main magnetic pole shape will be described.
See FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a mask according to a third modified example. Here, as the first mask 14 and the second mask 26 which are exactly the same as those described above, a pentagonal shape with a top angle of, for example, 120 degrees is illustrated. A mask having a large area pattern is used.

図10参照
図10は、第3の変形例の構成説明図であり、上図は概略的平面図であり、下図は概略的断面図である。
この第3の変形例においても、断面形状は上述の実施の形態と同様であるが、平面形状は5角形状の大面積後端部27の鈍角頂部とライトポール22とが重なるように構成する。
See FIG.
FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of the third modification, in which the upper diagram is a schematic plan view and the lower diagram is a schematic cross-sectional view.
Also in the third modification, the cross-sectional shape is the same as that of the above-described embodiment, but the planar shape is configured such that the obtuse angle top portion of the pentagonal large-area rear end portion 27 and the light pole 22 overlap. .

この第3の変形例においては、大面積後端部27のライトポール22との接続部がテーパ状になるので、良好な磁気特性を得ることができるが、大面積後端部27の鈍角頂部とライトポール22とを精度良く位置合わせする必要があるので、位置合わせマージンが少なくなる。   In the third modified example, the connection portion of the large area rear end portion 27 with the light pole 22 is tapered, so that good magnetic characteristics can be obtained, but the obtuse angle top portion of the large area rear end portion 27 is obtained. And the light pole 22 need to be aligned with high accuracy, so that the alignment margin is reduced.

以上を前提として、次に、図11を参照して、本発明の実施例1の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを説明する。
図11参照
図11は、本発明の実施例1の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図であり、まず、スライダーの母体となる、Al2 3 −TiC基板上にAl2 3 膜(いずれも図示を省略)を介して下部磁気シールド層31、TMR膜32、磁区制御膜33、Al2 3 膜34、及び、上部磁気シールド層35を設ける。
Based on the above, a composite thin film magnetic head for perpendicular recording according to Embodiment 1 of the present invention will be described next with reference to FIG.
See FIG.
FIG. 11 is a diagram for explaining the configuration of a composite thin film magnetic head for perpendicular recording according to Embodiment 1 of the present invention. First, an Al 2 O 3 film (whichever is used) is formed on an Al 2 O 3 —TiC substrate which is a base of a slider. Also, a lower magnetic shield layer 31, a TMR film 32, a magnetic domain control film 33, an Al 2 O 3 film 34, and an upper magnetic shield layer 35 are provided.

次いで、上部磁気シールド層35上にAl2 3 膜36を全面に設けたのち、選択電解メッキ法を用いてAl2 3 膜36上に厚さが1〜3μm、例えば、1.0μmのNiFeからなる主磁極補助層11を設ける。
なお、電解メッキ工程におけるメッキベース層については説明を省略する。
Next, after an Al 2 O 3 film 36 is provided on the entire surface of the upper magnetic shield layer 35, a thickness of 1 to 3 μm, for example, 1.0 μm, is formed on the Al 2 O 3 film 36 using a selective electrolytic plating method. A main magnetic pole auxiliary layer 11 made of NiFe is provided.
In addition, description is abbreviate | omitted about the plating base layer in an electrolytic plating process.

次いで、スパッタリング法を用いて全面にAl2 3 膜を堆積させたのち、CMP(化学機械研磨)法を用いて平坦化することによって、主磁極補助層11の上に厚さが、例えば、2.0μmのAl2 3 埋込層12を設けるとともに、ヘッド媒体対向面側の凹部をAl2 3 埋込層12で埋め込む。 Next, after depositing an Al 2 O 3 film on the entire surface using a sputtering method, and planarizing using a CMP (chemical mechanical polishing) method, the thickness on the main magnetic pole auxiliary layer 11 is, for example, provided with a Al 2 O 3 burying layer 12 of 2.0 .mu.m, embedding recess of the head air bearing surface side Al 2 O 3 burying layer 12.

次いで、上述の実施の形態で説明した2種類のマスクを用いた2段階イオンミリング工程によって、第1の凹部と主磁極補助層11に達する第2の凹部を形成したのち、ポジ型レジストを除去し、次いで、電解メッキ法を用いて全面に第1の凹部及び第2の凹部を完全に埋め込むようにCoNiFe膜を形成する。
ここでも、電解メッキ工程におけるメッキベース層については説明を省略する。
Next, after forming the first recess and the second recess reaching the main magnetic pole auxiliary layer 11 by the two-step ion milling process using the two types of masks described in the above embodiment, the positive resist is removed. Then, a CoNiFe film is formed using an electroplating method so as to completely fill the first and second recesses on the entire surface.
Again, description of the plating base layer in the electrolytic plating step is omitted.

次いで、CMP法によりAl2 3 埋込層12の表面が露出するまで研磨して平坦化することによって、主磁極を構成するライトポール22と大面積後端部23とを形成する。 Next, by polishing and flattening until the surface of the Al 2 O 3 buried layer 12 is exposed by CMP, the light pole 22 and the large area rear end portion 23 constituting the main magnetic pole are formed.

次いで、スパッタリング法を用いて全面に厚さが30〜100nm、例えば、60nmで、非磁性体、例えば、Al2 3 からなるギャップ層37を設ける。
この場合のギャップ層37の膜厚は、最終的な磁気ヘッド構造において、ヘッド媒体対向面から垂直記録媒体の裏打ち層表面までの距離の1〜2倍程度となるように設定する。
Next, a gap layer 37 made of a nonmagnetic material, for example, Al 2 O 3 , having a thickness of 30 to 100 nm, for example, 60 nm, is provided on the entire surface by sputtering.
In this case, the thickness of the gap layer 37 is set to be about 1 to 2 times the distance from the head medium facing surface to the surface of the backing layer of the perpendicular recording medium in the final magnetic head structure.

次いで、選択電解メッキ法を用いてギャップ層37上にCuを選択的に成膜して平面スパイラル状のライトコイル38を形成したのち、ライトコイル38を覆うようにフォトレジストを設け、このフォトレジストを被覆絶縁膜39とする。   Next, Cu is selectively formed on the gap layer 37 using a selective electrolytic plating method to form a planar spiral write coil 38, and then a photoresist is provided so as to cover the write coil 38. Is a covering insulating film 39.

次いで、再び、選択電解メッキ法を用いてNiFe層を堆積させ、被覆絶縁膜39上に堆積したNiFe層をリターンヨーク40とし、被覆絶縁膜39のヘッド媒体対向面側の側面に堆積したNiFe層をシールド層41とする。
なお、ライトコイル38は主磁極の大面積後端部23とリターンヨーク40とを磁気的に接続するリターンヨーク40と一体に形成された接続部42を中心として巻回した構造となっている。
最後に、ヘッド媒体対向面側を切断し、素子高さを調整するようにABS面を研磨することによって、垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの基本構成が得られる。
Next, the NiFe layer is deposited again using the selective electrolytic plating method, and the NiFe layer deposited on the coating insulating film 39 is used as the return yoke 40, and the NiFe layer deposited on the side surface of the coating insulating film 39 on the head medium facing surface side. Is a shield layer 41.
The write coil 38 is wound around a connecting portion 42 formed integrally with the return yoke 40 that magnetically connects the large-area rear end portion 23 of the main magnetic pole and the return yoke 40.
Finally, the basic structure of the composite thin film magnetic head for perpendicular recording is obtained by cutting the head medium facing surface side and polishing the ABS surface so as to adjust the element height.

以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明してきたが、本発明は実施の形態及び実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能であり、例えば、上記の実施の形態の説明においては、第1の凹部及び第2の凹部をアルゴンイオンを用いたイオンミリングにより形成しているが、塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチングを用いても良いものである。   The embodiments and examples of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the embodiments and examples, and various modifications can be made. In the description of the above embodiment, the first recess and the second recess are formed by ion milling using argon ions, but reactive ion etching using a chlorine-based gas may be used. It is.

また、上記の実施の形態の説明においては、レジストとしてポジ型レジストを用いているが、ポジ型レジストに限られるものではなく、ネガ型レジストを用いても良いものである、その場合には、マスクに設ける遮光パターンを反転させれば良い。   In the description of the above embodiment, a positive resist is used as a resist. However, the resist is not limited to a positive resist, and a negative resist may be used. What is necessary is just to reverse the light-shielding pattern provided in a mask.

また、上記の実施の形態の説明においては、主磁極をCoNiFeで形成しているが、CoNiFeに限られるものではなく、NiFeやCoFe等の他の軟磁性体を用いても良いものである。   In the description of the above embodiment, the main magnetic pole is formed of CoNiFe. However, the present invention is not limited to CoNiFe, and other soft magnetic materials such as NiFe and CoFe may be used.

また、上記の実施の形態の説明においては、第1の凹部を形成したのちに第2の凹部を形成しているが、第2の凹部を先に形成することを除外するものではない。   In the description of the above embodiment, the second recess is formed after the first recess is formed. However, the formation of the second recess is not excluded.

ここで、再び図1を参照して、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図1参照
(付記1) 先端部となる幅が50乃至500nmの細い矩形状のライトポール6を埋め込むための第1の凹部3と大面積の後端部7を埋め込むための第2の凹部4とを埋込絶縁膜2に形成する際に、互いに別のマスク工程で形成することを特徴とする垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
(付記2) 前記第1の凹部3を形成したのちに、前記第2の凹部4を形成し、次いで、前記第1の凹部3及び前記第2の凹部4を軟磁性膜5で完全に埋め込んだのち、化学機械研磨によって平坦化する工程を有することを特徴とする付記1記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
(付記3) 前記第2の凹部4により、前記埋込絶縁膜2の下に設けた主磁極補助層1の表面が露出していることを特徴とする付記1または2に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
(付記4) 前記第2の凹部4を形成する工程において、前記第1の凹部3との投影的な重なり部において、前記主磁極補助層1の一部が堀り込まれることを特徴とする付記3記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
(付記5) 前記大面積の後端部7が、主磁極補助層を兼ね、前記埋込絶縁膜2の下に主磁極補助層1を設けないことを特徴とする付記1または2に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
(付記6) 前記第2の凹部4の深さが前記第1の凹部3の深さより深いことを特徴とする付記1乃至5のいずれか1に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
(付記7) 前記第2の凹部4の平面形状が矩形であることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
The detailed features of the present invention will now be described with reference to FIG. 1 again.
Again see Figure 1
(Supplementary Note 1) The first concave portion 3 for embedding a thin rectangular light pole 6 having a width of 50 to 500 nm as the tip portion and the second concave portion 4 for embedding the rear end portion 7 of a large area are buried. A method of manufacturing a perpendicular recording magnetic head, wherein the formation is made in a different mask process when forming in the buried insulating film 2.
(Appendix 2) After forming the first recess 3, the second recess 4 is formed, and then the first recess 3 and the second recess 4 are completely embedded with the soft magnetic film 5. The method for manufacturing a perpendicular recording magnetic head according to appendix 1, further comprising a step of flattening by chemical mechanical polishing.
(Supplementary Note 3) The perpendicular recording magnetism according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the surface of the main magnetic pole auxiliary layer 1 provided under the buried insulating film 2 is exposed by the second concave portion 4. Manufacturing method of the head.
(Supplementary Note 4) In the step of forming the second concave portion 4, a part of the main magnetic pole auxiliary layer 1 is dug in a projection overlapping portion with the first concave portion 3. A method of manufacturing a perpendicular recording magnetic head according to appendix 3.
(Supplementary Note 5) The supplementary note 1 or 2, wherein the rear end portion 7 of the large area also serves as a main magnetic pole auxiliary layer, and the main magnetic pole auxiliary layer 1 is not provided under the buried insulating film 2. Manufacturing method of perpendicular recording magnetic head.
(Additional remark 6) The depth of the said 2nd recessed part 4 is deeper than the depth of the said 1st recessed part 3, The manufacturing method of the perpendicular recording magnetic head of any one of Additional marks 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 7) The manufacturing method of the perpendicular recording magnetic head of any one of Additional remark 1 thru | or 6 characterized by the planar shape of said 2nd recessed part 4 being a rectangle.

本発明の活用例としては、垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを構成するライトヘッドが典型的なものであるが、書込専用の磁気ヘッドにも適用されるものである。   As a practical example of the present invention, a write head constituting a composite thin film magnetic head for perpendicular recording is typical, but it is also applied to a write-only magnetic head.

本発明の原理的構成の説明図である。It is explanatory drawing of the fundamental structure of this invention. 本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの途中までの形成工程の説明図である。It is explanatory drawing of the formation process to the middle of the write head for perpendicular recording of an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの図2以降の途中までの形成工程の説明図である。It is explanatory drawing of the formation process until the middle of FIG. 2 after the write head for perpendicular recording of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの図3以降の途中までの形成工程の説明図である。It is explanatory drawing of the formation process to the middle after FIG. 3 of the write-head for perpendicular recording of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの図4以降の途中までの形成工程の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a forming process up to the middle of FIG. 4 and subsequent drawings of the perpendicular recording write head according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態の垂直記録用書込ヘッドの図5以降の形成工程の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the formation process after FIG. 5 of the perpendicular recording write head according to the embodiment of the present invention; 第1の変形例の概略的断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 1st modification. 第2の変形例の概略的断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 2nd modification. 第3の変形例のマスクの説明図である。It is explanatory drawing of the mask of a 3rd modification. 第3の変形例の構成説明図である。It is composition explanatory drawing of the 3rd modification. 本発明の実施例1の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図である。1 is a configuration explanatory diagram of a composite thin film magnetic head for perpendicular recording according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 従来の垂直記録用書込ヘッドのコア主磁極部の概略的平面図である。It is a schematic plan view of a core main magnetic pole part of a conventional perpendicular recording write head. 微細化による問題点の説明図である。It is explanatory drawing of the problem by refinement | miniaturization.

符号の説明Explanation of symbols

1 主磁極補助層
2 埋込絶縁膜
3 第1の凹部
4 第2の凹部
5 軟磁性膜
6 ライトポール
7 後端部
11 主磁極補助層
12 Al2 3 埋込層
13 ポジ型レジスト
14 第1のマスク
15 開口部
16 第1の凹部
17 ポジ型レジスト
18 第2のマスク
19 大面積開口部
20 第2の凹部
21 主磁極
22 ライトポール
23 大面積後端部
24 重なり部
25 大面積後端部
26 第2のマスク
27 大面積後端部
31 下部磁気シールド層
32 TMR膜
33 磁区制御膜
34 Al2 3
35 上部磁気シールド層
36 Al2 3
37 ギャップ層
38 ライトコイル
39 被覆絶縁膜
40 リターンヨーク
41 シールド層
42 接続部
50 コア主磁極部
51 ネックハイト
52 ネックハイト
1 main pole auxiliary layer 2 buried insulating film 3 first recess 4 second recess 5 soft magnetic film 6 write pole 7 rear portion 11 main pole auxiliary layer 12 Al 2 O 3 burying layer 13 positive resist 14 second 1 mask 15 opening 16 first recess 17 positive resist 18 second mask 19 large area opening 20 second recess 21 main magnetic pole 22 light pole 23 large area rear end 24 overlap portion 25 large area rear end Part 26 second mask 27 large area rear end part 31 lower magnetic shield layer 32 TMR film 33 magnetic domain control film 34 Al 2 O 3 film 35 upper magnetic shield layer 36 Al 2 O 3 film 37 gap layer 38 write coil 39 covering insulation Film 40 Return yoke 41 Shield layer 42 Connection 50 Core main magnetic pole 51 Neck height 52 Neck height

Claims (5)

先端部となる幅が50乃至500nmの細い矩形状のライトポールを埋め込むための第1の凹部と大面積の後端部を埋め込むための第2の凹部とを埋込絶縁膜に形成する際に、互いに別のマスク工程で形成することを特徴とする垂直記録磁気ヘッドの製造方法。 When forming a first concave portion for embedding a thin rectangular light pole having a width of 50 to 500 nm as a front end portion and a second concave portion for embedding a rear end portion of a large area in the buried insulating film. And a method of manufacturing a perpendicular recording magnetic head, wherein the perpendicular recording magnetic head is formed by different mask processes. 前記第1の凹部を形成したのちに、前記第2の凹部を形成し、次いで、前記第1の凹部及び前記第2の凹部を軟磁性膜で完全に埋め込んだのち、化学機械研磨によって平坦化する工程を有することを特徴とする請求項1記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。 After forming the first recess, the second recess is formed, and then the first recess and the second recess are completely filled with a soft magnetic film, and then planarized by chemical mechanical polishing. 2. The method of manufacturing a perpendicular recording magnetic head according to claim 1, further comprising the step of: 前記第2の凹部により、前記埋込絶縁膜の下に設けた主磁極補助層の表面が露出していることを特徴とする請求項1または2に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。 3. The method of manufacturing a perpendicular recording magnetic head according to claim 1, wherein the surface of the main magnetic pole auxiliary layer provided under the buried insulating film is exposed by the second recess. 前記第2の凹部を形成する工程において、前記第1の凹部との投影的な重なり部において、前記主磁極補助層の一部が堀り込まれることを特徴とする請求項3記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。 4. The perpendicular recording according to claim 3, wherein in the step of forming the second concave portion, a part of the main magnetic pole auxiliary layer is dug in a projection overlapping portion with the first concave portion. Manufacturing method of magnetic head. 前記大面積の後端部が、主磁極補助層を兼ね、前記埋込絶縁膜の下に主磁極補助層を設けないことを特徴とする請求項1または2に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。 3. The perpendicular recording magnetic head according to claim 1, wherein a rear end portion of the large area also serves as a main magnetic pole auxiliary layer, and no main magnetic pole auxiliary layer is provided under the buried insulating film. Method.
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