JP2002367113A - ディスクドライブ書込みヘッド及びその製造方法、スライダ並びにコンピュータディスクドライブ - Google Patents

ディスクドライブ書込みヘッド及びその製造方法、スライダ並びにコンピュータディスクドライブ

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JP2002367113A JP2002164997A JP2002164997A JP2002367113A JP 2002367113 A JP2002367113 A JP 2002367113A JP 2002164997 A JP2002164997 A JP 2002164997A JP 2002164997 A JP2002164997 A JP 2002164997A JP 2002367113 A JP2002367113 A JP 2002367113A
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インジャン・チェン
James Wang
ジェームズ・ワン
Qing He
チイン・ヘ
Zi-Wen Dong
ジ−ウェン・ドン
David J Seagle
デイビッド・ジェイ・シーグル
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 下側磁極６０、下側磁極６０上に形成さ
れた第１絶縁層６４、第１絶縁層上に形成されたコイル
３８、コイル３８上に形成された第２絶縁層６６、第２
絶縁層６６上に形成された書込みギャップ層７６、及び
書込みギャップ層７６上に形成された上側磁極とを有す
るディスクドライブ書込みヘッド１０は、上側磁極１２
が概ね平坦に形成されている。第２実施例１００は、ダ
マシン法を用いて製造される。 【効果】 製造工程で厳密な寸法をより簡単に制御で
き、付着させた材料の磁気特性が改善され、ドライエッ
チング工程における陰影効果が減少し、大幅に狭いトラ
ック幅が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に磁気媒体記
憶装置に使用される誘導型（インダクティブ）書込みヘ
ッドに関し、より詳細に言えば、磁気抵抗ディスクドラ
イブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータディスクドライブは、回転
する磁気データ記憶ディスクの上に磁気読出し／書込み
ヘッドを配置することによって、データを記憶させかつ
取り出す。一般に積層体に構成されるヘッドは、同じく
一般に積層体に構成されるディスクの表面に画定される
同心のデータトラックからデータを読み出しまたはデー
タを書き込む。前記ヘッドは、製造時に読出し／書込み
センサが埋め込まれる「スライダ」と呼ばれる構造の中
に含まれている。最近の目標は、各ハードディスク上に
記憶させ得るデータの量を増大させることである。デー
タトラックをより狭くすることができた場合には、より
多くのトラックをディスク面上にはめ込み、かつより多
くのデータを所定のディスク上に記憶させることができ
る。トラックの幅は使用される読出し／書込みヘッドの
幅に依存し、近年では、読出し／書込みヘッドの寸法が
徐々により小さくなるにつれて、トラック幅が減少して
いる。このトラック幅の減少によって、ディスクの記録
密度及びデータ記憶の大幅な増加が可能となっている。
【０００３】磁気抵抗（ＭＲ）センサでは、ＭＲ読出し
ヘッドが、コンピュータハードディスク上におけるよう
に、磁気データの変化に出会うと、磁束の強度及び向き
の変化が電気抵抗の変化として感知される。このような
ＭＲセンサでは、読出しヘッドがセンサの中を流れるセ
ンス電流の向き及び磁化の間の角度のコサインの平方に
比例して読出し素子の抵抗が変化する異方性磁気抵抗
（ＡＭＲ）効果に基づいて動作する。この効果は比較的
大きさが小さく、従って最近は、その効果が比較的大き
いことから、「スピンバルブ（ＳＶ）効果」または「巨
大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果」と呼ばれるものにより多く
の注目が集まっている。
【０００４】このタイプのＭＲセンサでは、層化された
磁気センサの抵抗が、非磁性層（Ｎ）を介して磁性層
（Ｍ１、Ｍ２）間における伝導電子のスピン依存伝導
と、伝導電子の伝導を伴う前記層間の界面におけるスピ
ン依存散乱との双方により変化する。非磁性層（Ｎ）で
分離された一対の強磁性層（Ｍ１、Ｍ２）間における面
内抵抗は、２つの前記強磁性層における磁化の角度のコ
サインに比例して変化する。
【０００５】強磁性材料では、電子の散乱がキャリアの
スピンに依存する。比抵抗は、電子の散乱に比例する。
磁化の向きと平行なスピンを有する電子は、非常に僅か
しか散乱しないので、低抵抗通路を提供する。この３層
の一方の側（Ｍ２）の磁化が固定され、かつＭ１が徐々
に平行から反平行な向きに回転されると、前記構造の抵
抗が２つの層Ｍ１及びＭ２の磁化の角度のコサインに比
例して増加する。スピンバルブは、前記強磁性層の結合
が解除されるので、低磁場において敏感であり、従って
磁気媒体からの小さな磁場が一方の層の他方の層に関す
る磁化を回転させることができる。
【０００６】一定の電流が一方の電極端子（図示せず）
から別の電極端子へとセンス領域の中を流れる。スピン
バルブの全電気抵抗は、固定された磁性層（Ｍ２）の磁
化方向と自由な磁性層（Ｍ１）の磁化方向との角度のコ
サインに比例して変化する。全電気抵抗が変化した時、
前記電極端子間の電位差が変化して、読出し情報として
感知される。
【０００７】データを書き込むためのこのタイプのヘッ
ドは一般に、非磁性材料のギャップ層で２つの磁極が分
離された構造を有する。一般的な従来技術の読出し／書
込みヘッドが図９に示されている。各層は一般に上下に
重ねて付着され、かつ一般にシールド層５４、ＭＲセン
サ５８と呼ばれる磁気抵抗センサを囲むデュアルギャッ
プ層５６、下側磁極即ちＰ１と呼ぶ磁極片層６０、非磁
性ギャップ層６２、その上にコイル３８が位置する第１
絶縁層またはＩ１・６４、及び通常Ｉ２と呼ばれ、一般
にフォトレジスト材料６８で形成される第２絶縁層６６
を有する。上側磁極４２が次で、一般にＰ２と呼ばれ
る。下側及び上側磁極６０、４２はそれぞれ上側及び下
側磁極先端部７２、４４を有し、それらの間に磁極書込
みギャップ７６が設けられる。また、空気ベアリング面
（ＡＢＳ）４６及び被覆層４８が、バックギャップ７８
と共に図示されている。上側及び下側磁極４２、６０は
一般に、ＡＢＳ４６から概ね平行に、上側磁極４２がコ
イル３８及び絶縁層Ｉ１・６４及びＩ２・６６の厚さに
適応するべく上方へ向きを変えるまで延長する。磁極４
２、６０が分岐するまで平行に進む距離がスロートハイ
ト８０と呼ばれ、この分岐の起こる位置が一般にゼロス
ロートライン８２と呼ばれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図９に示されるような
書込みヘッドを製造する際に、幾つかの問題点がある。
上側磁極４２は、ＡＢＳ４６から後方に延長する際に、
明らかにゼロスロートライン８２からの起伏がある。起
伏面を取り扱う時、デポジション法の正確な制御はより
困難である。＊＊Ｂ困難性は特に、非常に短い波長の光
が関係する高等なフォトリソグラフィ技術を用いる場合
に生じる。ＤＵＶまたはＥＵＶ光は、非常に浅い深さの
範囲内でのみ十分に集束させることができる。更に、均
一な厚さのフォトレジスト材料は、起状の変化がある場
合に達成困難である。また、付着させた材料の磁気特性
は、起状面上に加工する場合により均一でなくなる。更
に、高い構造の近傍にドライエッチ加工をしようとする
場合、エッチングビームは地形的な特徴の底まで届くこ
とが妨げられるので、一般に陰影効果が生じる。これら
の領域を一掃するために、これらの陰が生じる領域を適
当にミリングしようとしながら、その周囲の他の領域を
オーバミリングする傾向がある。これは、許容しがたい
欠陥や低い製造歩留まりを招く虞がある。
【０００９】これらの問題は、トラック幅を小さくしか
つデータ記憶密度を増大させるために上側磁極がより狭
くなるにつれて悪化する。実際、上側磁極の製造は、よ
り狭いトラック幅の追求において限定要素となってい
る。２．５４cm平方あたり１００ギガビット以上のデー
タ記憶密度では、トラック幅が２ミクロン未満でなけれ
ばならず、これはまた上側磁極がこれと同程度の寸法で
なければならないことを意味している。これには、上面
に起伏がある上側磁極を用いる場合に、非常に狭くかつ
高い構造が必要であり、上述した全ての問題が関連して
くる。
【００１０】そこで、平坦な上側磁極を有しそれにより
製造がより簡単でより正確に制御して製造することがで
きる書込みヘッド、及び平坦な上側磁極を有するこのタ
イプの書込みヘッドを製造するための製造方法に対して
強い要求がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】特に狭いトラック幅を製
造することにより、ペデスタルで画定されるゼロスロー
トと平坦な上側磁極とを有する、１０．８５Ｇｂ／cm2
（７０Ｇｂ／in2）以上の磁気記録密度のための新規な
書き込みヘッドが開示されている。上側磁極は、厳密な
寸法制御のためにＤＵＶリソグラフィ技術のような高等
なフォトリソグラフィを使用し得るように、平坦化され
た面上に形成される。ペデスタルは、電気めっき又はス
パッタされた高モーメント材料で形成される。また、本
発明は、狭コイルピッチの単一コイル層を使用する。
【００１２】より詳細に言えば、前記ペデスタルは、電
気めっきされるＮｉＦｅ又はＣｏＮｉＦｅ合金で形成す
ることができ、フォトリソグラフィで画定されたパター
ン内にめっきされる。ペデスタルがスパッタされた高モ
ーメントＦｅＸＮ又はＣｏＦｅＮ材料で形成される場合
には、ゼロスロートを画定する前記ペデスタルをイオン
ミリング法を用いてパターニングする。この場合、ペデ
スタルの下部付近に傾斜縁部を残して、より良好に磁束
が通過できるようにすることが可能である。前記コイル
は、ペデスタルの加工前又は加工後に形成することがで
きる。
【００１３】スパッタリングによるペデスタルの場合、
前記コイルはペデスタルの加工後に形成することが好ま
しい。ペデスタルの地形が存在する状態でコイルを製造
するいくつかの異なる方法がある。従来のフォトリソグ
ラフィを用いた直接印刷は、狭コイルピッチには適して
いないであろう。その代わりに、３層イメージ転写法を
用いることができる。別の実施例では、ダマシン法での
コイル加工をも用いることができる。
【００１４】ペデスタルが電気めっきされる場合、コイ
ルはペデスタルよりも先に形成することができる。コイ
ル絶縁のために硬化させた薄いフォトレジスト層を用い
ることができ、これは次に一面のアルミニウム酸化物絶
縁層で被覆される。前記ペデスタルは、前記アルミニウ
ム酸化物絶縁層と共に化学機械的研磨により平坦化され
る。この後、書込みギャップが付着され、かつ必要なビ
アコンタクトがウエット又はドライエッチングにより開
けられる。
【００１５】上側磁極は、部分的に又は完全に電気めっ
きされる単層又は２層の高モーメント材料で形成するこ
とができる。この構造のある実施例では、電気めっき材
料の混成物を上側磁極の上部及びスパッタされた高モー
メント磁束エンハンスメント層に使用する。この実施例
では、最初に高モーメント磁性膜をスパッタリングで付
着させる。ここで使用する材料は、２４ｋＧの磁気モー
メントを有するＣｏＦｅＮ薄膜、又は２０〜２２ｋＧの
磁気モーメントを有するＦｅＸＮ（Ｘ＝Ｒｈ、Ａｌ、Ｔ
ａ、Ｚｒ、Ｔｉ等）薄膜とすることができる。このよう
な薄膜は、モノリシック又は薄い誘電体層又は他の磁性
ラミネーション層を用いた積層体とすることができる。
【００１６】高磁気モーメント層の上にめっき下地層を
付着させ、かつフォトリソグラフィ法を用いて上側磁極
のジオメトリを画定する。ここで、ウエハは平坦化され
ているので、深紫外フォトリソグラフィ技術を用いるこ
とができる。深紫外フォトリソグラフィ技術は、３層イ
メージ転写法と共に用いることができる。磁極先端部の
電気めっき部分は、様々な組成のＮｉＦｅ又はＣｏＮｉ
Ｆｅ合金で形成される。磁極先端部のジオメトリ及び寸
法は、磁極のトリミングにおいて完成する。この方法で
は、イオンミリング又は反応性イオンビームエッチング
を用いて、トラック幅を更に小さくし、かつペデスタル
の切込み構造を創成する。
【００１７】従って、本発明の目的は、平坦又はほぼ平
坦な上面を有する上側磁極を備えた書込みヘッドを製造
することにある。
【００１８】本発明の別の目的は、より簡単にかつ正確
に製造できる書込みヘットを製造することにある。
【００１９】また、本発明の別の目的は、厳密な寸法を
より簡単に制御できる書込みヘッドを製造することにあ
る。
【００２０】本発明の別の目的は、トラック幅の小さい
書込みヘッドを製造することにある。
【００２１】本発明の更に別の目的は、焦点深さが非常
に制限されたＤＵＶ又はＥＵＶ法のような高等フォトリ
ソグラフィ技術を用いることができるような構成の書込
みヘッドを製造することにある。
【００２２】簡単に言えば、本発明のある好適な実施例
は、下側磁極と、前記下側磁極上に形成された第１絶縁
層と、前記第１絶縁層上に形成されたコイルと、前記コ
イル上に形成された第２絶縁層と、前記第２絶縁層上に
形成された書込みギャップ層と、前記書込みギャップ層
上に形成された上側磁極とを有し、前記上側磁極が実質
的に平坦である。
【００２３】また、スライダ、コンピュータディスクド
ライブ及び書込みヘッドの製造方法が開示されている。
【００２４】本発明の利点は、平坦な上側磁極によって
製造工程において厳密な寸法をより簡単に制御できるこ
とである。
【００２５】本発明の別の利点は、平坦な上側磁極によ
って付着させた材料の磁気特性が改善されることであ
る。
【００２６】また、本発明の別の利点は、ドライエッチ
ング工程における陰影効果が減少することである。
【００２７】本発明の更に別の効果は、陰影効果を解消
しようとする際に起こり得るオーバミリングによる損傷
が一般に少ないことである。
【００２８】更に別の効果は、本発明を用いることによ
って製造される書込みヘッドによって大幅に小さいトラ
ック幅を実現可能なことである。
【００２９】本発明のこれらの及び他の目的及び利点
は、本発明を実施するための最良の形態に関する以下の
詳細な説明、並びに本明細書及び添付図面に記載される
好適な実施例の産業上利用可能性に照らして、同業者に
は明らかである。
【００３０】
【発明の実施の形態】本発明の目的及び利点は、添付図
面を参照しつつ以下に記載する詳細な説明から容易に理
解することができる。
【００３１】図１は、本実施例では一般に磁気記憶媒体
２４、特にハードディスク２６を有するハードディスク
ドライブ２２である磁気記憶装置２０の簡略化された上
面図を示している。データ読出し／書込み装置２８は、
スライダ３４を支持するアーム３０を有する。
【００３２】図２は、アーム３０及びその中に磁気抵抗
ヘッド３６が埋め込まれたスライダ３４の簡略化された
詳細斜視図を示している。
【００３３】図３は、コイル３８、リード４０、磁極先
端部４４を有する上側磁極片１２、４２を備えた磁気抵
抗ヘッド３６の構成要素の上面図である。ディスク２６
に対向する面（図１参照）は、スライダ３４の下側にデ
ィスク２６の回転により確立される空気の層により支持
され、空気ベアリング面またはＡＢＳ４６として知られ
ている。このＡＢＳは保護被膜４８で被覆されている。
【００３４】図６および図９は、水平に向きを変えた図
３の４−４線における断面図である。図９は比較のため
の従来技術を示しており、かつ図４乃至図６は本発明の
好適な実施例を示している。ある要素は従来技術及び本
発明の双方について共通であり、これらが類似している
場合には、全ての図面において同じ参照符号を用いるこ
ととする。このタイプの磁気抵抗ヘッドは、読出しヘッ
ド及び書込みヘッド双方が同じデバイス上に設けられて
いるが、本発明は、読出しヘッドが書込みヘッドから分
離されている装置について有用であることがわかる。
【００３５】まず、図９に示される従来技術について説
明する。上述したように、一般的な従来技術の読出し／
書込みヘッドが図９に示されている。各層は一般に上下
に重ねて付着され、かつ一般にシールド層５４、ＭＲセ
ンサ５８と呼ばれる磁気抵抗センサを囲むデュアルギャ
ップ層５６、下側磁極即ちＰ１と呼ぶ磁極片層６０、非
磁性ギャップ層６２、その上にコイル３８が位置する第
１絶縁層またはＩ１・６４、及び通常Ｉ２と呼ばれ、一
般にフォトレジスト材料で形成される第２絶縁層６６を
有する。一般にＰ２と呼ばれる上側磁極４２が次にあ
る。下側及び上側磁極６０、４２はそれぞれ上側及び下
側磁極先端部７２、４４を有し、それらの間に磁極書込
みギャップ７６が設けられる。また、ＡＢＳ４６及び被
覆層４８が、バックギャップ７８と共に図示されてい
る。上側及び下側磁極４２、６０は一般に、ＡＢＳ４６
から後方へ概ね平行に、上側磁極４２がコイル３８及び
絶縁層Ｉ１・６４及びＩ２・６６の厚さに適応するべく
上方へ向きを変えるまで延長する。磁極４２、６０が分
岐するまで平行に進む距離がスロートハイト８０と呼ば
れ、この分岐の起こる位置が一般にゼロスロートライン
８２と呼ばれている。
【００３６】対照的に、平坦な上側磁極１０を有する本
発明の書込みヘッドが図４乃至図６に示されており、こ
れら３図の全て、特に図６を用いて以下に説明する。図
４は書込みヘッド１０の上面図であり、図５は図４の６
−６線における断面図であり、かつ図６は図５の７−７
線における断面図である。下側磁極（Ｐ１）６０は、図
示するように、シールド層５４の上に位置するギャップ
層５６上に形成されている。バックギャップ７８、およ
び第１絶縁層（Ｉ１）６４は、実際には下側磁極６０の
延長部であるペデスタル８４と共に、下側磁極６０上に
形成されている。図５の正面図に示されるように、ペデ
スタル８４は書込みギャップ７６に向けて狭くなる切頭
三角形である。書込みギャップ７６は同様に非磁性材料
で形成され、下側磁極６０を上側磁極１２から分離して
いる。書込みギャップ７６と上側磁極１２との間には、
高モーメント磁気材料の磁束エンハンスメント層８８が
設けられている。
【００３７】上側磁極１２は平坦または実質的に平坦
に、従来技術において２．５〜３．０ミクロンの高さで
あったのに対して、好ましくは０．５ミクロン未満の範
囲内に形成されている。これにより上側磁極１２は、上
述したように従来技術において製造上の困難性を生じさ
せる地形的な特徴なしで形成することができる。デポジ
ション工程の正確な制御は、地形を処理する場合により
困難である。困難性は特に、非常に短い波長の光が関係
する高等なフォトリソグラフィ技術を用いる場合に生じ
る。ＤＵＶまたはＥＵＶ光は、非常に浅い深さの範囲内
でのみ十分に集束させることができる。均一な厚さのフ
ォトレジスト材料は、起伏の変化がある場合に達成困難
である。また、付着させた材料の磁気特性は、起伏面上
に加工する場合により均一でなくなる。更に、高い構造
の近傍にドライエッチ加工をしようとする場合、エッチ
ングビームは地形的な特徴の底まで届くことが妨げられ
るので、一般に陰影効果が生じる。これらの領域を一掃
するために、これらの陰が生じる領域を適当にミリング
しようとしながら、その周囲の他の領域をオーバミリン
グする傾向がある。これは、他の敏感なデバイス領域の
破壊を招くことがある。これらの困難性は、本発明１０
の平坦な上側磁極１２によって最小化されまたは解消さ
れる。
【００３８】図５に示すように、上側磁極（Ｐ２）１２
は、ノーズ８６と呼ばれることがある部分へと狭くなっ
ている。書込みギャップ７６において狭い上側及び下側
磁極１２、６０の寸法がトラック幅を決定し、かつ磁束
を伝えて書込みギャップ７６における磁束密度を増加さ
せる働きをする。従来技術における制御の問題は、上側
磁極が狭くなればなるほど悪化し、かつ各寸法の誤差が
比例してより大きな度合いで性能に影響する。このよう
に本発明１０は、地形を解消することによりこれらの多
くの製造上の困難性を克服し、それにより加工及び材料
のより良好な制御を可能にしている。
【００３９】従来技術では、コイル３８及び周囲の絶縁
層６４、６６の厚さが主に上側磁極１２の地形を決定す
る。上側磁極先端部７４は、磁束が透過できないほどに
減衰しないようにするため、ＡＢＳ４６の近傍において
下側磁極先端部７２に近接する必要がある。更に、コイ
ル３８及び絶縁層６４、６６は２つの磁極層６０、６４
の間に位置し、その結果従来技術（図９参照）では、上
側磁極４２がこの厚さに適応するために湾曲している。
本発明１０では、上側磁極１２を平坦または概ね平坦な
面に形成するため、ペデスタル８４が下側磁極６０の延
長部として作用し、従って上側磁極１２が平坦になり得
るようにしつつ、より狭い書込みギャップ７６による分
離を形成している。この構造では、ペデスタル８４がゼ
ロスロートライン８２を画定し、かつ従ってペデスタル
画定ゼロスロートまたはＰＤＺＴ構造と呼ばれる。しか
しながら、ＰＤＺＴ構造は必ずしも平坦な上側磁極を意
味するものでないことが理解される。従来のＰＤＺＴ構
造では、本発明１０におけるような平坦な上側磁極１２
を新規な特徴としないものが存在した。
【００４０】図７は、（以下に説明する）ダマシン法を
用いて実質的に平坦な上側磁極１２を有する書込みヘッ
ド１００を製造する本発明の第２実施例を示している。
この実施例では、コイル３８がペデスタル８４と等しい
高さを有し、先の実施例１０の第２絶縁層６６が設けら
れていない。その代わりに、中間層７９がコイル３８の
上面を被覆し、書込みギャップ層６２と共に、それらを
上側磁極１２及びエンハンスト層８８から絶縁してい
る。このコイル３８の上に位置する中間層７９は非常に
薄く、１／４ミクロン未満であるが、その上の各層に幾
分わずかな膨らみを生じさせる。これが、添付図面では
説明のために誇張して示されており、ギャップ層７６、
エンハンスト層８８及び上側磁極１２が位置Ａに示す差
だけ上向きに膨らんでいるように示されている。しかし
ながら、この差は従来技術における２．５〜３．０ミク
ロンに対して、０．２５ミクロンに過ぎないものであ
り、このわずかな差は本明細書中において説明される範
囲において、「実質的に平坦」と呼べるものである。
【００４１】図８は、平坦な上側磁極書込みヘッド１０
の３つの製造方法を示すフローチャートであり、本実施
例においてケース１〜３と呼ばれる３つの平行な経路に
分類されている。図示するように、これらの３つのケー
スは第２ステップ１０４の後で別れている。従って、全
てのケースが、最終処理の第４ステップ１３４に加え
て、以下に説明する第１ステップ１０２及び第２ステッ
プ１０４を共通に有する。これらのステップは次の通り
である。 １）Ｐ１をパターニング及びめっき１０２。 ２）Ａｌ2Ｏ3の第１中間層と共にＰ１を平坦化１０４。 ３）ケース１ Ａ）コイルのための第１絶縁層を付着１０６。 Ｂ）コイルの加工１０８。 Ｃ）コイルをフォトレジスト第２絶縁層で被覆かつ硬化
１１０。 Ｄ）ペデスタルのフォトリソグラフィ加工及びめっき１
１２。 Ｅ）第２中間層を付着１１４。 ケース２ Ａ）フォトレジストマスク内にペデスタルをスパッタデ
ポジション及びイオンミリングを用いてパターニングま
たはめっきすることによりペデスタルを形成１２４。 Ｂ）コイルのための第１絶縁層を付着１１８。 Ｃ）三層感光処理を用いてコイル構造を画定したのちに
めっき１２０。 Ｄ）第２中間層Ａｌ2Ｏ3を付着しかつ化学機械的研磨
（ＣＭＰ）１２２。
【００４２】この方法において、前記コイルは磁極先端
部の地形の下側の絶縁層（Ｉ１）の上に挿入される。コ
イルの感光処理における前記地形を克服するために、３
層イメージ転写技術が要求される。このような方法には
次の工程が必要である。 ａ）平坦化用フォトレジストをスピンコートし、ハード
マスクＳiＯ2を付着させ、イメージ用フォトレジスト層
をスピンコートしかつパターニングする。 ｂ）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて前記ハ
ードマスクをパターニングする（例えば、ＣＨＦ3また
はＣＨＦ4を含むエッチング法を使用）。 ｃ）ＲＩＥを用いて下側フォトレジスト層をパターニン
グする（例えば、Ｏ2プラズマを使用）。 ｄ）Ｃｕコイルを電気めっき。 ｅ）ハードマスク及びフォトレジストを除去。 ｆ）ＣｕまたはＴｉ／Ｃｕ下地をエッチング（例えば、
イオンミリングまたはウェットエッチングを使用）。 ケース３ Ａ）フォトレジストマスク内にペデスタルをスパッタデ
ポジション及びイオンミリングを用いたパターニングま
たはめっきすることによりペデスタルを形成。 Ｂ）誘電体層を付着させ、フォトリソグラフィ及び反応
性イオンエッチングを用いてコイルパターンのための溝
を形成１２６。 Ｃ）化学蒸着法（ＣＶＤ）によりＣｕを付着させかつＣ
ｕをめっき１２８。 Ｄ）ＣＭＰでフィールドＣｕを除去しかつ平坦化１３
０。 Ｅ）コイルのための上側絶縁層を付着１３２。 以下は、ダマシンコイル製法（ステップＢ〜Ｄ）に関す
る詳細な説明である。 ａ）誘電体、好ましくはＳｉＯ2の厚い層を付着。化学
蒸着法またはスパッタデポジションを使用できる。比較
的薄いＡｌ2Ｏ3層を先ず、反応性用エッチング工程にお
いてエッチングストッパとしてＳｉＯ2を使用する前に
付着させることができる。ＣＭＰを用いてＳｉＯ2及び
磁性または非磁性材料で形成された前記ペデスタルを平
坦化する。 ｂ）前記フォトレジストをパターニングして、コイル構
造を画定する。 ｃ）ＲＩＥを用いて、フォトレジストをハードマスクと
して用いてＳｉＯ2を異方性エッチングする。 ｄ）ＣＶＤ技術を用いてＣｕ下地を付着させ、下地層の
良好なステップカバレッジを確保する。ＣＭＰ阻止層及
び拡散バリヤのためにＣｕ下地より先にＴaまたはＴａ
Ｎ層を付着させることができる。 ｅ）Ｃｕを電気めっきして、ＳｉＯ2の前記溝を充填す
る。 ｆ）前記Ｃｕを化学機械的研磨して前記コイルを画定す
る。 ｇ）TaまたはＴａＮバリヤ層を除去する。 ４）上側磁極Ｐ２を形成する１３４。
【００４３】以下は、スパッタされた高磁気モメント磁
束エンハンスメント層を有する上側磁極Ｐ２の製造の詳
細な説明である。 ａ）モノリシックまたは積層構造である上側磁極のため
に高磁気モメント材料をスパッタデポジションする。薄
膜積層体には、薄い絶縁体層または他の磁性若しくは非
磁性ラミネーション層を含むことができる。 ｂ）ＮｉＦｅまたはＣｏＮｉＦｅのめっき下地をスパッ
タデポジションする。 ｃ）Ｐ２Ｐのフォトリソグラフィを実行。３層イメージ
転写技術を含むまたは含まない深紫外を用いることがで
きる。 ｄ）Ｐ２磁極先端部の上側部分を電気めっきした後、フ
ォトレジストを除去しかつ下地をイオンミリングする。 ｅ）スパッタリングされた高モ−メント層及びＮｉＦｅ
下地をミリングするのに広範囲イオンミリングが要求さ
れる。一般に別のフォトエッチングまたはウェットエッ
チングを用いて、めっき用フィールドを除去する。 ｆ）磁極先端部をトリミングするべくフォトレジストマ
スクを画定する。イオンミリングを用いて、磁極を要求
されるジオメトリ及び形状にトリミングすることができ
る。ペデスタルに切欠き構造を形成するため、反応性イ
オンビームエッチング（ＲＩＢＥ）または反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）またはイオンミリングを用いるこ
とにより、最初に書込みギャップを除去することが一般
に必要である。別のイオンミリング工程を用いて、前記
切欠きを形成する。
【００４４】特にケース３において、上側磁極Ｐ２は完
全に平坦ではないが、どのような地形があるにせよ、従
来技術について一般的であったよりも大幅に少なくなっ
ている。したがって、上側磁極Ｐ２は実質的に平坦と考
えることができ、この用語はその地形が０．５ミクロン
の範囲内でのみまたはＡＢＳの周囲で約５ミクロンの長
さを越えない範囲でのみ変化する面を表すものとして使
用される。
【００４５】以上様々な実施例について説明したが、こ
れらは単なる例示であってこれらに限定されるものでな
いことは容易に理解される。したがって好適な実施例の
範囲は上述した例示的実施対応に限定されるものでな
く、特許請求の範囲の記載及びそれと等価な技術によっ
て確定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスクドライブの簡単化された上面図であ
る。
【図２】ディスクドライブのスライダの詳細斜視図であ
る。
【図３】磁気抵抗読出し／書込みヘッドの上面図であ
る。
【図４】本発明の平坦な上側磁極を有する書込みヘッド
の上面図である。
【図５】図４の６−６線における本発明の平坦な上側磁
極を有する書込みヘッドの断面図である。
【図６】図５の７−７線における本発明の平坦な上側磁
極を有する書込みヘッドの断面図である。
【図７】ダマシン法を用いて製造される本発明の第２実
施例を示す図６と同様の断面図である。
【図８】ケース１〜３と表示される３つの製造方法の変
化を示すフローチャートである。
【図９】従来技術において使用される標準的な特徴を示
す磁気抵抗読出し／書込みヘッドの、水平方向に向けた
図３の４−４線における部分断面図である。
【符号の説明】
１０ ディスクドライブヘッド １２ 上側磁極Ｐ２ ３４ スライダ ３８ コイル ４６ ＡＢＳ ５４ シールド層 ５６ ギャップ層 ５８ ＭＲセンサ ６０ 下側磁極片Ｐ１ ６２ 非磁性ギャップ層 ６４ 第１絶縁層Ｉ１ ６６ 第２絶縁層Ｉ２ ７２ 下側磁極先端部 ７６ 書込みギャップ ７８ バックギャップ ７９ 中間層 ８２ ゼロスロートライン ８４ ペデスタル ８８ 磁極エンハンスメント層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ・ワン アメリカ合衆国カリフォルニア州95036, ミルピタス，ターホー・ドライブ・1687 (72)発明者 チイン・ヘ アメリカ合衆国カリフォルニア州94536, フリーモント，スティルウォーター・コモ ン・38786 (72)発明者 ジ−ウェン・ドン アメリカ合衆国カリフォルニア州94587, ユニオン・シティ，チェサピーク・ドライ ブ・113 (72)発明者 デイビッド・ジェイ・シーグル アメリカ合衆国カリフォルニア州95037, モーガン・ヒル，ストーンブリッジ・ドラ イブ・14652 Ｆターム(参考） 5D033 BA01 BA08 DA07 DA31

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下側磁極と、前記下側磁極上に形成さ
    れた第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に形成されたコイ
    ルと、前記コイル上に形成された第２絶縁層と、前記第
    ２絶縁層上に形成された書込みギャップ層と、前記書込
    みギャップ層上に形成された上側磁極とを有し、前記上
    側磁極が実質的に平坦であることを特徴とするディスク
    ドライブ書込みヘッド。
  2. 【請求項２】 前記書込みギャップ層と前記上側磁極
    層との間に高磁気モーメント材料の磁束エンハンスメン
    ト層を更に有することを特徴とする請求項１に記載のデ
    ィスクドライブ書込みヘッド。
  3. 【請求項３】 前記下側磁極がペデスタル部を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ書
    込みヘッド。
  4. 【請求項４】 読出しヘッドを更に有することを特徴
    とする請求項１に記載のディスクドライブ書込みヘッ
    ド。
  5. 【請求項５】 ディスク面からデータを読み出すため
    の、磁気抵抗ヘッドを有するスライダであって、前記ヘ
    ッドが、下側磁極と、前記下側磁極上に形成された第１
    絶縁層と、前記第１絶縁層上に形成されたコイルと、前
    記コイル上に形成された第２絶縁層と、前記第２絶縁層
    上に形成された書込みギャップ層と、前記書込みギャッ
    プ層上に形成された上側磁極とを有し、前記上側磁極が
    実質的に平坦であることを特徴とするスライダ。
  6. 【請求項６】 前記書込みギャップ層と前記上側磁極
    層との間に高磁気モーメント材料の磁束エンハンスメン
    ト層を更に有することを特徴とする請求項５に記載のス
    ライダ。
  7. 【請求項７】 前記下側磁極がペデスタル部を有する
    ことを特徴とする請求項５に記載のスライダ。
  8. 【請求項８】 前記ディスクドライブ書込みヘッドが
    読出しヘッドを有することを特徴とする請求項５に記載
    のスライダ。
  9. 【請求項９】 ディスク面からデータを読み出すため
    の、磁気抵抗ヘッドを有するスライダを有するコンピュ
    ータディスクドライブであって、前記ヘッドが、下側磁
    極と、前記下側磁極上に形成された第１絶縁層と、前記
    第１絶縁層上に形成されたコイルと、前記コイル上に形
    成された第２絶縁層と、前記第２絶縁層上に形成された
    書込みギャップ層と、前記書込みギャップ層上に形成さ
    れた上側磁極とを有し、前記上側磁極が実質的に平坦で
    あることを特徴とするコンピュータディスクドライブ。
  10. 【請求項１０】 前記書込みギャップ層と前記上側磁極
    層との間に高磁気モーメント材料の磁束エンハンスメン
    ト層を更に有することを特徴とする請求項９に記載のコ
    ンピュータディスクドライブ。
  11. 【請求項１１】 前記下側磁極がペデスタル部を有する
    ことを特徴とする請求項９に記載のコンピュータディス
    クドライブ。
  12. 【請求項１２】 前記ディスクドライブ書込みヘッドが
    読出しヘッドを有することを特徴とする請求項９に記載
    のコンピュータディスクドライブ。
  13. 【請求項１３】 ディスクドライブ書込みヘッドを製造
    するための方法であって、 Ａ）下側磁極を形成する過程と、 Ｂ）前記下側磁極上に第１中間層を形成し、かつ化学機
    械的研磨を行なう過程と、 Ｃ）ペデスタル、コイル及び絶縁層を形成する過程と、 Ｄ）書込みギャップを形成する過程と、 Ｅ）前記書込みギャップの上に実質的に平坦な上側磁極
    を形成する過程とからなるディスクドライブ書込みヘッ
    ドの製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記過程Ｃが更に、 ａ）第１絶縁層を付着させる過程と、 ｂ）コイルを付着させる過程と、 ｃ）第２絶縁層を付着させかつ前記第２絶縁層を硬化さ
    せる過程と、 ｄ）前記ペデスタルを形成する過程と、 ｅ）第２中間層を付着させる過程とからなることを特徴
    とする請求項１３に記載のディスクドライブ書込みヘッ
    ドの製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記過程Ｃが更に、ａ）前記ペデスタ
    ルを形成しかつイオンミリングを用いてパターニングす
    る過程と、 ｂ）第１絶縁層を付着させる過程と、 ｃ）三層感光法を用いてコイル構造を形成した後にめっ
    きを行なう過程と、 ｄ）第２中間層を付着させる過程とからなることを特徴
    とする請求項１３に記載のディスクドライブ書込みヘッ
    ドの製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記過程Ｃが更に、 ａ）前記ペデスタルを形成する過程と、 ｂ）誘電体層を形成し、フォトリソグラフィ及び反応性
    イオンエッチングを用いてコイルパターンのための溝を
    創成する過程と、 ｃ）化学蒸着法及びめっき法を用いてＣｕ下地を付着さ
    せる過程と、 ｄ）化学機械的研磨を用いてフィールドＣｕを除去しか
    つ平坦化させる過程と、 ｅ）上部絶縁層を付着させる過程とからなることを特徴
    とする請求項１３に記載のディスクドライブ書込みヘッ
    ドの製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記ペデスタルを形成する前記過程
    ａ）が、めっき法またはスパッタリングからなる群から
    選択される方法により行なわれることを特徴とする請求
    項１５に記載のディスクドライブ書込みヘッドの製造方
    法。
  18. 【請求項１８】 前記ペデスタルを形成する前記過程
    ａ）が、めっき法またはスパッタリングからなる群から
    選択される方法により行なわれることを特徴とする請求
    項１６に記載のディスクドライブ書込みヘッドの製造方
    法。
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