JP2011100516A

JP2011100516A - Method and device for manufacturing magnetic head

Info

Publication number: JP2011100516A
Application number: JP2009255021A
Authority: JP
Inventors: Naoshi Yamamoto; 直志山本
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2011-05-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for manufacturing a magnetic head, which forms a main magnetic pole of a recording head. <P>SOLUTION: A substrate, in which a magnetic film 34a made of a magnetic material is provided on an insulating layer 31, is put into an etching device. Etching gas containing a reactant gas including Cl in its chemical structure is changed into plasma and is caused to contact the magnetic film 34a so that the magnetic film 34a is partially etched. A chloride 34b is generated on a side surface of the magnetic film 34a during the etching. Next, the substrate is put into a cleaning chamber and is caused to contact a cleaning solution. The chloride 34b on the side surface is dissolved and removed in the cleaning solution. Thus, the main magnetic pole 34 having a shape suitable for a magnetic head can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気ヘッド製造方法及び磁気ヘッド製造装置に関する。 The present invention relates to a magnetic head manufacturing method and a magnetic head manufacturing apparatus.

コンピュータ等の外部記録再生装置として使用されるハードディスク装置は、近年大容量化、小型化が要求され続けている。それに伴いハードディスク装置では、主に記録密度の向上で対応している。従来の長手磁気記録方式では、記録媒体上の記録磁化の磁化転移領域で反磁界が最大となるため記録層厚を薄くする必要があり、その結果、熱的な錯乱によって記録されたデータが消える虞があった。一方、記録媒体の膜厚方向に記録磁化の方向をとる垂直磁気記録方式では、磁化転移領域で反磁界が最小となるため記録媒体の膜厚を薄くする必要が比較的少なく、高記録密度化を達成しやすい。そのため、現在は垂直磁気記録方式の実用化が加速している。 In recent years, a hard disk device used as an external recording / reproducing device such as a computer is required to have a large capacity and a small size. Along with this, the hard disk device mainly responds by improving the recording density. In the conventional longitudinal magnetic recording method, since the demagnetizing field is maximized in the magnetization transition region of the recording magnetization on the recording medium, it is necessary to reduce the thickness of the recording layer, and as a result, the recorded data disappears due to thermal confusion. There was a fear. On the other hand, in the perpendicular magnetic recording method in which the direction of recording magnetization is in the direction of the film thickness of the recording medium, the demagnetizing field is minimized in the magnetization transition region, so there is relatively little need to reduce the film thickness of the recording medium, and the higher recording density Easy to achieve. Therefore, practical application of the perpendicular magnetic recording system is accelerating at present.

垂直磁気記録方式の磁気記録ヘッドでは、記録媒体の面記録密度の向上に伴って狭くなる記録トラック幅に対応するために、リーディング側の幅をトレーリング側の幅に対して狭い形状にした、いわゆる逆台形形状の主磁極形状が提案されている。この逆台形形状の主磁極の形成方法として、特にイオンミリングを適用した形成方法が開示されている。 In the magnetic recording head of the perpendicular magnetic recording system, the width on the leading side is made narrower than the width on the trailing side in order to cope with the recording track width that becomes narrower as the surface recording density of the recording medium increases. A so-called inverted trapezoidal main pole shape has been proposed. As a method of forming the inverted trapezoidal main pole, a method of applying ion milling is disclosed.

例えば、特許文献１には、レジスト及び非磁性絶縁膜、非磁性金属膜をマスクにイオンミリングを用いて加工する方法が開示されている。また、特許文献２には、バッファ層をマスクに逆台形加工するためのイオンミリング角度について開示されている。
ところが、イオンミリング法は物理的エッチングの手法であることから、以下のようないくつかの問題を抱えている。 For example, Patent Document 1 discloses a method of processing using ion milling using a resist, a nonmagnetic insulating film, and a nonmagnetic metal film as a mask. Patent Document 2 discloses an ion milling angle for reverse trapezoidal processing using a buffer layer as a mask.
However, since the ion milling method is a physical etching method, it has several problems as follows.

第一に物理的であるがゆえにマスク材としてどのような材料を選んでも選択比がとりにくいことがあげられる。このため、マスク材の厚さを厚くする必要があったり、元のマスクの幅に比べ主磁極加工後の磁気記録ヘッドの幅が細くなるいわゆる幅シフトが起こったりする。 First, because it is physical, it is difficult to obtain a selection ratio regardless of what material is selected as the mask material. For this reason, it is necessary to increase the thickness of the mask material, or a so-called width shift occurs in which the width of the magnetic recording head after the processing of the main pole becomes narrower than the width of the original mask.

第二に同様の理由で、磁気記録ヘッドの下に薄いシード層を介して存在する絶縁層（一般的にはＡｌ₂Ｏ₃）との選択比もとれず、前述の逆テーパー形状を得るためには絶縁層を大きく掘り込む必要がある。これはＡｌ₂Ｏ₃の下にある素子部との距離を小さくできず、ハードディスク装置の記録密度向上の妨げになる。 Secondly, for the same reason, in order to obtain the above-mentioned inverse taper shape without the selection ratio with the insulating layer (generally Al ₂ O ₃ ) existing under the magnetic recording head through a thin seed layer. It is necessary to dig a large insulating layer. This makes it impossible to reduce the distance from the element portion under the Al ₂ O ₃ , which hinders improvement in the recording density of the hard disk device.

第三に物理的エッチングであるために、マスク材としてのレジスト、絶縁層、金属層などの側壁に磁気記録ヘッド材料やマスク材、下地の絶縁材などが再付着しマスク層の除去後に角のように残ってしまうという問題がある。 Third, because of physical etching, the magnetic recording head material, mask material, base insulating material, etc. are reattached to the side walls of the resist, insulating layer, metal layer, etc. as the mask material. There is a problem that it will remain.

これらの問題を解決する方法として、反応性イオンエッチング（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ、ＲＩＥ）が提案されている。
磁気記録ヘッドの材料としては、現在Ｆｅの組成比が６０％以上を占めるＦｅＣｏ合金膜が主であり、近年はＦｅＣｏ合金膜とＰｄ膜とを複数周期積層した多層膜など飽和磁束密度がより高い材料も提案されているが、これらの材料は難エッチング材料として知られている。 As a method for solving these problems, reactive ion etching (RIE) has been proposed.
The material of the magnetic recording head is mainly an FeCo alloy film that currently has an Fe composition ratio of 60% or more. Recently, the saturation magnetic flux density is higher, such as a multilayer film in which a plurality of periods of FeCo alloy film and Pd film are laminated. Materials have also been proposed, but these materials are known as difficult to etch materials.

これらの材料のエッチングガスとして、ハロゲン系ではＣｌを含むガスが有効であることがわかっているが、エッチング後に側壁に酸化物が付着する。特許文献３では、垂直形状を得るために反応性イオンエッチングを用い、逆テーパー形状の実現には側壁付着物の除去も含めてイオンミリングを用いた後工程を必要としていて、エッチング工程が複雑化するという不都合があった。 As an etching gas for these materials, it has been found that a gas containing Cl is effective in a halogen system, but oxides adhere to the side wall after etching. In Patent Document 3, reactive ion etching is used to obtain a vertical shape, and the realization of a reverse taper shape requires a post-process using ion milling including the removal of deposits on the side walls, which complicates the etching process. There was an inconvenience of doing.

特開２００５−１８８３６号公報JP-A-2005-18836 特開２００３−２０３３１１号公報JP 2003-203111 A 特開２００６−２２８３１５号公報JP 2006-228315 A 特開２００７−１８４０２０号公報JP 2007-184020 A

本発明者は、側壁に付着する酸化物はエッチングの際に生成された塩化物がアッシングの際に酸化されて形成されると考え、酸化物は後工程で除去できないが、塩化物は水洗することで溶解させて除去できることから、本発明を完成させた。
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、イオンミリングに変わる手法として反応性イオンエッチングを用いる上で、課題となる側壁付着物をイオンミリングを用いずに除去して、磁気記録ヘッドを作製する方法と作製装置を提供する。 The present inventor considers that the oxide attached to the side wall is formed by oxidizing the chloride generated during the etching during the ashing, and the oxide cannot be removed in the subsequent process, but the chloride is washed with water. Therefore, the present invention was completed.
The present invention was created in order to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art. The purpose of the present invention is to use reactive ion etching as a method to replace ion milling, and to use ion milling for side wall deposits that are a problem. A method and a manufacturing apparatus for manufacturing a magnetic recording head by removing the first magnetic recording head are provided.

上記課題を解決するために本発明は、非導電性と非磁性とを有する材料からなり、基板上に配置された絶縁層と、前記絶縁層上に配置された磁性材料からなる主磁極と、前記主磁極内に磁力線を形成させるコイルとを有し、前記主磁極の側面が露出されて書込面にされ、前記書込面を記録媒体に対向させて、前記コイルで形成させた磁力線を前記書込面から前記記録媒体内に貫通させ、前記記録媒体の一部を磁化して情報を記録する磁気記録ヘッドの、前記主磁極を形成する磁気ヘッド製造装置であって、前記絶縁層上に配置された磁性材料の薄膜からなる磁性膜が部分的に露出された処理対象物が搬入される真空槽と、前記真空槽内に化学構造中にＣｌを含む反応ガスを含有するエッチングガスを供給するガス供給部と、前記エッチングガスをプラズマ化するプラズマ生成部とを有し、部分的に露出された前記磁性膜をエッチングし、前記主磁極を形成するエッチング室と、前記エッチング室でエッチングされた前記磁性膜に洗浄液を接触させ、エッチング時に前記主磁極の側面に生成した塩化物を洗浄液に溶解させ除去する洗浄室と、前記処理対象物を前記エッチング室から前記洗浄室に搬送する搬送手段とを有する磁気ヘッド製造装置である。
本発明は磁気ヘッド製造装置であって、前記磁性膜はＦｅＣｏ合金膜、又はＦｅＣｏ合金膜とＰｄ膜とを複数周期積層した多層膜のいずれか一方からなる磁気ヘッド製造装置である。
本発明は磁気ヘッド製造装置であって、前記反応ガスはＣｌ₂とＢＣｌ₃とＳｉＣｌ₄のうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである磁気ヘッド製造装置である。
本発明は磁気ヘッド製造装置であって、前記エッチングガスは前記反応ガスに加えて、希ガスと化学構造中にハロゲン元素を含むハロゲン系ガスと酸素ガスと窒素ガスのうち一種類以上を補助ガスとして含有する磁気ヘッド製造装置である。
本発明は磁気ヘッド製造装置であって、前記希ガスはＨｅとＡｒとＸｅとＮｅのうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである磁気ヘッド製造装置である。
本発明は磁気ヘッド製造装置であって、前記ハロゲン系ガスはＨＢｒとＨＩのうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである磁気ヘッド製造装置である。
本発明は磁気ヘッド製造装置であって、前記洗浄液は、純水、イオン交換水、マイクロ・ナノバブル水、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、エチルエーテルのうち一種類からなる液体、又は二種類以上の混合物からなる液体である磁気ヘッド製造装置である。
本発明は、非導電性と非磁性とを有する材料からなり、基板上に配置された絶縁層と、前記絶縁層上に配置された磁性材料からなる主磁極と、前記主磁極内に磁力線を形成させるコイルとを有し、前記主磁極の側面が露出されて書込面にされ、前記書込面を記録媒体に対向させて、前記コイルで形成させた磁力線を前記書込面から前記記録媒体内に貫通させ、前記記録媒体の一部を磁化して情報を記録する磁気記録ヘッドを製造する磁気ヘッド製造方法であって、前記絶縁層上に配置された磁性材料の薄膜からなる磁性膜上に、前記磁性膜を部分的に露出させる開口を有するマスクを配置するマスク配置工程と、化学構造中にＣｌを含む反応ガスを含有するエッチングガスをプラズマ化し、前記磁性膜に接触させて前記磁性膜を部分的にエッチングするエッチング工程と、前記エッチング工程で形成された前記磁性膜の側面に洗浄液を接触させ、前記エッチング工程で前記側面に生成した塩化物を前記洗浄液に溶解させて除去する洗浄工程とを有する磁気ヘッド製造方法である。
本発明は磁気ヘッド製造方法であって、前記洗浄工程では、前記エッチング工程で形成された前記磁性膜の側面に洗浄液を接触させ、前記エッチング工程で前記側面に生成した塩化物を前記洗浄液に溶解させて除去する磁気ヘッド製造方法である。
本発明は磁気ヘッド製造方法であって、前記磁性膜はＦｅＣｏ合金膜、又はＦｅＣｏ合金膜とＰｄ膜とを複数周期積層した多層膜のいずれか一方からなる磁気ヘッド製造方法である。
本発明は磁気ヘッド製造方法であって、前記反応ガスはＣｌ₂とＢＣｌ₃とＳｉＣｌ₄のうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである磁気ヘッド製造方法である。
本発明は磁気ヘッド製造方法であって、前記エッチングガスは前記反応ガスに加えて、希ガスと化学構造中にハロゲン元素を含むハロゲン系ガスと酸素ガスと窒素ガスのうちいずれか一種類以上を補助ガスとして含有する磁気ヘッド製造方法である。
本発明は磁気ヘッド製造方法であって、前記希ガスはＨｅとＡｒとＸｅとＮｅのうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである磁気ヘッド製造方法である。
本発明は磁気ヘッド製造方法であって、前記ハロゲン系ガスはＨＢｒとＨＩのうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである磁気ヘッド製造方法である。
本発明は磁気ヘッド製造方法であって、前記洗浄液は、純水、イオン交換水、マイクロ・ナノバブル水、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、エチルエーテルのうち一種類からなる液体、又は二種類以上の混合物からなる液体である磁気ヘッド製造方法である。 In order to solve the above problems, the present invention is made of a material having non-conductivity and non-magnetism, an insulating layer disposed on the substrate, a main pole made of a magnetic material disposed on the insulating layer, A coil for forming magnetic lines of force in the main magnetic pole, wherein the side surface of the main magnetic pole is exposed to be a writing surface, and the magnetic force lines formed by the coil are formed so that the writing surface faces the recording medium. A magnetic head manufacturing apparatus for forming the main magnetic pole of a magnetic recording head that records information by magnetizing a part of the recording medium from the writing surface into the recording medium. An etching gas containing a reaction gas containing Cl in the chemical structure in the vacuum chamber, and a vacuum chamber in which a processing object in which a magnetic film made of a thin film of a magnetic material is partially exposed is disposed. A gas supply unit for supplying the etching gas; A plasma generation unit for converting the plasma into a plasma, etching the partially exposed magnetic film, and bringing an etching chamber into contact with the etching film for forming the main magnetic pole and the magnetic film etched in the etching chamber A magnetic head manufacturing apparatus comprising: a cleaning chamber that dissolves and removes the chloride generated on the side surface of the main pole during etching in a cleaning solution; and a transport unit that transports the object to be processed from the etching chamber to the cleaning chamber. .
The present invention is a magnetic head manufacturing apparatus, wherein the magnetic film is an FeCo alloy film or a multilayer film in which a plurality of periods of FeCo alloy films and Pd films are stacked.
The present invention provides a magnetic head manufacturing apparatus, the reaction gas is a magnetic head manufacturing apparatus is a gas consisting of consisting gases, or two or more kinds of mixture of one type of Cl ₂ and BCl ₃ and SiCl _4.
The present invention is an apparatus for manufacturing a magnetic head, wherein the etching gas is an auxiliary gas including a rare gas, a halogen-based gas containing a halogen element in a chemical structure, an oxygen gas, and a nitrogen gas in addition to the reaction gas. As a magnetic head manufacturing apparatus.
The present invention is a magnetic head manufacturing apparatus, wherein the rare gas is a gas composed of one kind of He, Ar, Xe and Ne, or a gas composed of a mixture of two or more kinds.
The present invention is a magnetic head manufacturing apparatus, wherein the halogen-based gas is a gas composed of one kind of HBr and HI, or a gas composed of a mixture of two or more kinds.
The present invention is a magnetic head manufacturing apparatus, wherein the cleaning liquid is a pure water, ion-exchanged water, micro / nano bubble water, ethanol, methanol, acetone, isopropyl alcohol, ethyl ether, or two or more kinds of liquids. The magnetic head manufacturing apparatus is a liquid made of a mixture of the above.
The present invention comprises a material having non-conductivity and non-magnetism, an insulating layer disposed on a substrate, a main magnetic pole composed of a magnetic material disposed on the insulating layer, and a magnetic field line in the main magnetic pole. A side surface of the main magnetic pole is exposed to be a writing surface, the writing surface is opposed to a recording medium, and the magnetic lines of force formed by the coil are recorded from the writing surface to the recording surface. A magnetic head manufacturing method for manufacturing a magnetic recording head that penetrates into a medium and records information by magnetizing a part of the recording medium, the magnetic film comprising a thin film of a magnetic material disposed on the insulating layer A mask placement step of placing a mask having an opening that partially exposes the magnetic film, and an etching gas containing a reaction gas containing Cl in the chemical structure is plasmatized and brought into contact with the magnetic film Partially remove the magnetic film And a cleaning step of bringing a cleaning solution into contact with the side surface of the magnetic film formed in the etching step, and dissolving and removing chloride generated on the side surface in the etching step in the cleaning solution. It is a head manufacturing method.
The present invention is a method of manufacturing a magnetic head, wherein in the cleaning step, a cleaning solution is brought into contact with a side surface of the magnetic film formed in the etching step, and chloride generated on the side surface in the etching step is dissolved in the cleaning solution. This is a method of manufacturing a magnetic head that is removed by the process.
The present invention is a method of manufacturing a magnetic head, wherein the magnetic film is an FeCo alloy film or a multilayer film in which a plurality of periods of FeCo alloy film and Pd film are laminated.
The present invention provides a magnetic head manufacturing method, the reaction gas is a magnetic head manufacturing method is a gas comprising one kind consisting gases, or two or more mixtures of Cl ₂ and BCl ₃ and SiCl _4.
The present invention is a method of manufacturing a magnetic head, wherein the etching gas includes at least one of a rare gas, a halogen-based gas containing a halogen element in a chemical structure, an oxygen gas, and a nitrogen gas in addition to the reaction gas. This is a method of manufacturing a magnetic head containing as an auxiliary gas.
The present invention is a method of manufacturing a magnetic head, wherein the rare gas is a gas composed of one kind of He, Ar, Xe and Ne, or a gas composed of a mixture of two or more kinds.
The present invention is a magnetic head manufacturing method, wherein the halogen-based gas is a gas composed of one kind of HBr and HI, or a gas composed of a mixture of two or more kinds.
The present invention is a method of manufacturing a magnetic head, wherein the cleaning liquid is pure water, ion-exchanged water, micro / nano bubble water, ethanol, methanol, acetone, isopropyl alcohol, ethyl ether, or two or more kinds of liquids. A method of manufacturing a magnetic head, which is a liquid made of a mixture of the above.

主磁極を構成する磁性膜の塩化物は溶解度が高いため、エッチング後の側壁生成物を化学反応を用いて完全に除去することができる。
また、主磁極の逆テーパー形状を反応性イオンエッチング後にイオンミリングを用いなくても実現することができる。 Since the chloride of the magnetic film constituting the main magnetic pole has high solubility, the side wall product after etching can be completely removed using a chemical reaction.
Moreover, the reverse taper shape of the main pole can be realized without using ion milling after reactive ion etching.

（ａ）〜（ｅ）：本発明の磁気ヘッド製造方法を説明する図(A)-(e): The figure explaining the magnetic head manufacturing method of this invention エッチング処理時間と低密度層の厚さの関係を示す図Diagram showing the relationship between etching time and low-density layer thickness 磁気ヘッド製造装置の部分的な内部側面図Partial internal side view of magnetic head manufacturing equipment （ａ）：本発明で製造される磁気ヘッドの積層構造を説明するＢ−Ｂ線切断断面図（ｂ）：同Ａ−Ａ線切断断面図(A): BB line cut sectional view for explaining the laminated structure of the magnetic head manufactured by the present invention (b): AA line cut sectional view （ａ）：温度とエッチング速度の関係を示す図（ｂ）：温度とＦｅＣｏ／Ｃｒのエッチング選択比の関係を示す図(A): Diagram showing the relationship between temperature and etching rate (b): Diagram showing the relationship between temperature and etching selectivity of FeCo / Cr 主磁極の形状と記録トラックの形状の関係を示す図Diagram showing the relationship between the shape of the main pole and the shape of the recording track 本発明で製造される磁気ヘッドの立体図Three-dimensional view of magnetic head manufactured by the present invention ホットプレート構造のステージの内部断面図Internal sectional view of stage with hot plate structure 磁気ヘッド製造装置の概略構成を説明するための平面図Plan view for explaining a schematic configuration of a magnetic head manufacturing apparatus

＜磁気記録ヘッドの構造＞
図７は本発明によって製造される磁気ヘッド１００の構造を説明するための立体図であり、主として磁性層部分を図示し、非磁性層部分は図示していない。
この磁気ヘッド１００は、記録・再生の双方の機能を実行可能な複合型ヘッドであり、垂直記録方式の記録ヘッド１００ａと、磁気抵抗効果を利用した再生ヘッド１００ｂとを有している。図７の符号１１０は記録媒体を示している。 <Structure of magnetic recording head>
FIG. 7 is a three-dimensional view for explaining the structure of the magnetic head 100 manufactured according to the present invention, mainly showing a magnetic layer portion and not showing a nonmagnetic layer portion.
The magnetic head 100 is a composite head capable of performing both recording and reproduction functions, and includes a perpendicular recording type recording head 100a and a reproducing head 100b using a magnetoresistive effect. Reference numeral 110 in FIG. 7 denotes a recording medium.

図４(ａ)、（ｂ）は、磁気ヘッド１００の内部積層構造を説明するための断面図であり、同図(ａ)は、同図（ｂ）のＢ−Ｂ線切断断面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線切断断面図である。
同図（ａ）、（ｂ）、図７では、符号３４は書き込みに用いる主磁極を示しており、図７では、主磁極３４の下層の薄膜は記載が省略されており、記録媒体１１０側から見たときの形状が同図（ａ）のように、下底が上底よりも短い逆台形になっている。 4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views for explaining the internal laminated structure of the magnetic head 100, and FIG. 4 (a) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 4 (b). FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
In FIGS. 7A, 7B, and 7, reference numeral 34 denotes a main magnetic pole used for writing. In FIG. 7, the thin film under the main magnetic pole 34 is not shown, and the recording medium 110 side is shown. The shape when viewed from above is an inverted trapezoid whose lower base is shorter than the upper base, as shown in FIG.

逆台形形状の上底と、上底でも下底でもない二辺の各辺とがなす角度は７５〜８０°であるのが好ましい。また上底と下底の長さはどちらも６０〜１００ｎｍであり、かつ逆台形形状の高さ（上底と下底との間の距離）は２００ｎｍであるのが好ましい。もっとも、これらの値は今後の微細化によっては変化する。 The angle formed by the upper base of the inverted trapezoidal shape and each of the two sides which are neither the upper base nor the lower base is preferably 75 to 80 °. The lengths of the upper and lower bases are preferably 60 to 100 nm, and the height of the inverted trapezoidal shape (the distance between the upper and lower bases) is preferably 200 nm. However, these values will change depending on future miniaturization.

磁気ヘッド１００の構造を説明する。
図４(ａ)、（ｂ）を参照し、磁気ヘッド１００はセラミック板１１ａを有しており、セラミック板１１ａ上にはアルミナ層１１ｂが形成されて基板１１が構成されている。
基板１１上には再生ヘッド１００ｂが配置されている。
再生ヘッド１００ｂ内には第一のシールド層１２ａとシールドギャップ層１２ｂと第二のシールド層１２ｃとが、基板１１上にこの順序で成膜されており、シールドギャップ層１２ｂ内部には、読込素子１７が配置されている。 The structure of the magnetic head 100 will be described.
4A and 4B, the magnetic head 100 has a ceramic plate 11a, and an alumina layer 11b is formed on the ceramic plate 11a to constitute a substrate 11.
A reproducing head 100 b is disposed on the substrate 11.
In the reproducing head 100b, a first shield layer 12a, a shield gap layer 12b, and a second shield layer 12c are formed in this order on the substrate 11, and the reading gap is formed inside the shield gap layer 12b. 17 is arranged.

記録ヘッド１００ａは、再生ヘッド１００ｂ上に配置されている。
記録ヘッド１００ａ内部では、再生ヘッド１００ｂ内の第二のシールド層１２ｃ上に、絶縁膜１３と、膜状の副磁極２１と、絶縁層３１と、保護膜３３がこの順序で形成されており、保護膜３３の内部には、上記のように側面が逆台形形状に成型された主磁極３４が配置されている。
エッチング等により、主磁極３４の側面は露出するようにされており、その逆台形形状の側面が書込面として記録媒体１１０に面するように配置されている。 The recording head 100a is disposed on the reproducing head 100b.
Inside the recording head 100a, an insulating film 13, a film-like sub-magnetic pole 21, an insulating layer 31, and a protective film 33 are formed in this order on the second shield layer 12c in the reproducing head 100b. Inside the protective film 33, the main magnetic pole 34 whose side surface is formed in an inverted trapezoidal shape as described above is disposed.
The side surface of the main pole 34 is exposed by etching or the like, and the inverted trapezoidal side surface is disposed so as to face the recording medium 110 as a writing surface.

絶縁層３１の内部には、コイル２４が配置されている。主磁極３４は、ヨーク部３２と磁芯部２３によって副磁極２１と磁気結合するように構成されており、コイル２４は磁芯部２３に巻き回されている。
ここでは、磁性材料から成る主磁極３４は、飽和磁束密度が１．４Ｔ以上のものが好ましく、ここではＦｅＣｏ合金膜を用いている。 A coil 24 is disposed inside the insulating layer 31. The main magnetic pole 34 is configured to be magnetically coupled to the sub magnetic pole 21 by the yoke portion 32 and the magnetic core portion 23, and the coil 24 is wound around the magnetic core portion 23.
Here, the main magnetic pole 34 made of a magnetic material preferably has a saturation magnetic flux density of 1.4 T or more, and here, an FeCo alloy film is used.

本発明は主磁極３４として飽和磁束密度が高い磁性材料であればＦｅＣｏ合金膜に限定されず、例えばＦｅＣｏ合金膜とＰｄ膜とを複数周期積層した多層膜を用いてもよい。Ｐｄ膜と隣接するＦｅＣｏ合金の磁気モーメントが増大し、より高い飽和磁束密度が得られる。 The present invention is not limited to the FeCo alloy film as long as the main magnetic pole 34 is a magnetic material having a high saturation magnetic flux density. For example, a multilayer film in which a plurality of periods of FeCo alloy films and Pd films are laminated may be used. The magnetic moment of the FeCo alloy adjacent to the Pd film is increased, and a higher saturation magnetic flux density can be obtained.

絶縁層３１と保護層３３はどちらも非導電性と非磁性材料とを有する材料からなり、ここではどちらもアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を用いている。
軟磁性材料から成る副磁極２１と磁芯部２３とヨーク部３２はここではパーマロイ（商標）を用いている。 Both the insulating layer 31 and the protective layer 33 are made of a material having non-conductivity and a non-magnetic material, and both here use alumina (Al ₂ O ₃ ).
Permalloy (trademark) is used here for the sub magnetic pole 21, the magnetic core 23, and the yoke 32 made of a soft magnetic material.

導電性材料から成るコイル２４にはここではＣｕを用いている。
図７に示すように、コイル２４は電源１３０ａに接続されており、電源１３０ａからコイル２４に電流１１５が流されると、磁芯部２３に磁力線が形成され、ヨーク部３２と主磁極３４を通って、磁力線が主磁極３４の書込面から記録ヘッド１００ａの外部に漏出するようになっている。 Here, Cu is used for the coil 24 made of a conductive material.
As shown in FIG. 7, the coil 24 is connected to the power source 130 a, and when a current 115 flows from the power source 130 a to the coil 24, a magnetic force line is formed in the magnetic core portion 23 and passes through the yoke portion 32 and the main magnetic pole 34. Thus, the magnetic field lines leak from the writing surface of the main magnetic pole 34 to the outside of the recording head 100a.

漏出した磁力線は記録媒体１１０の垂直記録層１１２を貫通し、垂直記録層１１２の下層の軟磁性下地層１１３を通り、副磁極２１内を通って、主磁極３４に戻っており、この磁力線によって記録媒体１１０の垂直記録層１１２が部分的に磁化されて、記録媒体１１０に情報の書込が行われる。 The leaked magnetic field lines penetrate the perpendicular recording layer 112 of the recording medium 110, pass through the soft magnetic underlayer 113 below the perpendicular recording layer 112, pass through the sub magnetic pole 21, and return to the main magnetic pole 34. The perpendicular recording layer 112 of the recording medium 110 is partially magnetized, and information is written to the recording medium 110.

図７の符号１１８は記録媒体１１０上のトラックのトラック幅を示している。
本発明の磁気ヘッドの主磁極３４と記録媒体１１０のトラックとの位置関係を図６を用いて説明する。
磁気ディスク装置においては、トラックが同心円状に配置された記録媒体が同心円の中心を軸にして回転しつつ、磁気ヘッドが内周１０２ｂから外周１０２ａにわたって移動することにより、記録媒体の記録面に広範囲に記録・再生を行う。 Reference numeral 118 in FIG. 7 indicates the track width of the track on the recording medium 110.
The positional relationship between the main magnetic pole 34 of the magnetic head of the present invention and the track of the recording medium 110 will be described with reference to FIG.
In a magnetic disk device, a recording medium in which tracks are arranged concentrically rotates around the center of the concentric circle, and the magnetic head moves from the inner circumference 102b to the outer circumference 102a. Record and play back.

このとき、記録媒体１１０の内周１０２ｂ及び外周１０２ａにおいて、記録媒体１１０の回転方向１０１の接線に対して磁気ヘッドは約０〜１５°程度のスキュー角がついた状態で記録・再生が行われる。
従って、主磁極３４の書込面の形状が矩形形状１０３ａ、１０３ｂであると、隣接トラックを消去するもしくは書き込む等の問題が発生するために、記録トラック幅を縮小できないという問題がある。
一方、上述した主磁極３４のように、主磁極３４のリーディング側のトラック幅１０４ａ、１０４ｂを主磁極３４のトレーリング側の幅１０５ａ、１０５ｂに対して狭い逆台形形状にすると、狭いトラック幅に対応することができる。 At this time, on the inner circumference 102b and the outer circumference 102a of the recording medium 110, recording / reproduction is performed with the magnetic head having a skew angle of about 0 to 15 ° with respect to the tangent in the rotation direction 101 of the recording medium 110. .
Therefore, if the shape of the writing surface of the main magnetic pole 34 is the rectangular shape 103a, 103b, there arises a problem that the recording track width cannot be reduced because problems such as erasing or writing of adjacent tracks occur.
On the other hand, when the track widths 104a and 104b on the leading side of the main pole 34 are formed in an inverted trapezoidal shape narrower than the widths 105a and 105b on the trailing side of the main pole 34 as in the main pole 34 described above, the track width becomes narrow. Can respond.

再生ヘッド１００ｂの読込素子１７には、たとえばＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子、電流を膜厚に垂直に流すＣＰＰ型磁気抵抗効果素子等を用いることができる。
外部の制御装置１３０ｂから磁気抵抗効果素子である読込素子１７にセンス電流１１６を流すと、読込素子１７の抵抗値は記録媒体からの再生用の信号磁界に応じて変化するので、その抵抗値を高抵抗と低抵抗とに判別することにより、磁気記録媒体に記録されている情報を読み出すことができる。 As the read element 17 of the reproducing head 100b, for example, an AMR (anisotropic magnetoresistive effect) element, a GMR (giant magnetoresistive effect) element, a TMR (tunnel magnetoresistive effect) element, or a CPP type in which a current flows perpendicularly to the film thickness A magnetoresistive element or the like can be used.
When a sense current 116 is passed from the external control device 130b to the reading element 17 which is a magnetoresistive effect element, the resistance value of the reading element 17 changes according to the signal magnetic field for reproduction from the recording medium. By distinguishing between high resistance and low resistance, information recorded on the magnetic recording medium can be read.

＜磁気ヘッド製造装置＞
図９に磁気ヘッド製造装置１５０の概略構成を説明するための平面図を示す。図９に示すように、この磁気ヘッド製造装置１５０は、マルチチャンバー方式の枚葉式の装置であり、搬送ロボット１６５ａが組み込まれているコア室１８５の周囲に、処理対象物に所定のパターンを形成するエッチング室１３０と、処理対象物からマスクを剥離するためのアッシング室１８４と、処理対象物の出し入れを行うためのＬ／Ｌ室１８７ａ、１８７ｂと、中間室１８６とが配置され、これらはすべて不図示のゲートバルブを介して連結されている。コア室１８５、エッチング室１３０、アッシング室１８４、Ｌ／Ｌ室１８７ａ、１８７ｂ、中間室１８６は、不図示の真空ポンプ等の真空排気系に連結されている。ここで、コア室１８５内に配置される搬送ロボット１６５ａによって、Ｌ／Ｌ室１８７ａ、１８７ｂからエッチング室１３０、アッシング室１８４、中間室１８６の各室へ処理対象物を自由に搬送できるように構成されている。 <Magnetic head manufacturing equipment>
FIG. 9 is a plan view for explaining a schematic configuration of the magnetic head manufacturing apparatus 150. As shown in FIG. 9, the magnetic head manufacturing apparatus 150 is a multi-chamber single-wafer apparatus, and a predetermined pattern is formed on a processing object around a core chamber 185 in which a transfer robot 165a is incorporated. An etching chamber 130 to be formed, an ashing chamber 184 for peeling the mask from the processing object, L / L chambers 187a and 187b for taking in and out the processing object, and an intermediate chamber 186 are arranged. All are connected via a gate valve (not shown). The core chamber 185, the etching chamber 130, the ashing chamber 184, the L / L chambers 187a and 187b, and the intermediate chamber 186 are connected to a vacuum exhaust system such as a vacuum pump (not shown). Here, the transfer robot 165a disposed in the core chamber 185 can be configured to freely transfer the processing object from the L / L chambers 187a and 187b to the etching chamber 130, the ashing chamber 184, and the intermediate chamber 186. Has been.

磁気ヘッド製造装置１５０の外側には、内部に処理対象物が配置されるカセット１８１と、カセット１８１から処理対象物を出し入れする大気ロボット１８２と、大気ロボット１８２に保持された処理対象物の位置調整を行う位置調整装置１８３が配置されている。
大気ロボット１８２はカセット１８１、位置調整装置１８３、Ｌ／Ｌ室１８７ａ、１８７ｂの間で処理対象物を搬送できるようにされている。 Outside the magnetic head manufacturing apparatus 150, a cassette 181 in which a processing object is arranged, an atmospheric robot 182 for taking the processing object in and out of the cassette 181, and a position adjustment of the processing object held by the atmospheric robot 182 A position adjusting device 183 for performing the above is disposed.
The atmospheric robot 182 is configured to be able to transport the processing object between the cassette 181, the position adjusting device 183, and the L / L chambers 187a and 187b.

大気ロボット１８２によりカセットから取り出された処理対象物は位置調整装置１８３で位置調整後、Ｌ／Ｌ室１８７ａ、１８７ｂへ搬送され、次いでコア室１８５からエッチング室１３０などへ搬送されて処理され、その後、コア室１８５からＬ／Ｌ室１８７ａ、１８７ｂに戻され、Ｌ／Ｌ室１８７ａ、１８７ｂから大気ロボット１８２でカセット１８１に戻される。 The object to be processed taken out from the cassette by the atmospheric robot 182 is adjusted by the position adjusting device 183 and then transferred to the L / L chambers 187a and 187b, and then transferred from the core chamber 185 to the etching chamber 130 for processing. The core chamber 185 is returned to the L / L chambers 187a and 187b, and the L / L chambers 187a and 187b are returned to the cassette 181 by the atmospheric robot 182.

中間室１８６には不図示のゲートバルブを介して搬送室１８８が連結され、搬送室１８８にはエッチングで生じる塩化物を除去する洗浄室１５２が接続されている。搬送室１８８内には搬送ロボット１６５ｂが配置され、中間室１８６から洗浄室１５２へ処理対象物を搬送できるように構成されている。
エッチング室１３０で処理された処理対象物はコア室１８５から中間室１８６と搬送室１８８を介して洗浄室１５２へ搬入されて洗浄され、次いで洗浄室１５２から直接大気ロボット１８２でカセット１８１に戻すこともできる。 A transfer chamber 188 is connected to the intermediate chamber 186 via a gate valve (not shown), and a cleaning chamber 152 for removing chloride generated by etching is connected to the transfer chamber 188. A transfer robot 165 b is disposed in the transfer chamber 188, and is configured to transfer the processing object from the intermediate chamber 186 to the cleaning chamber 152.
The object to be processed processed in the etching chamber 130 is transferred from the core chamber 185 to the cleaning chamber 152 via the intermediate chamber 186 and the transfer chamber 188 and cleaned, and then directly returned from the cleaning chamber 152 to the cassette 181 by the atmospheric robot 182. You can also.

図３は磁気ヘッド製造装置１５０のうち上記のエッチング室１３０から洗浄室１５２まで処理対象物を搬送する経路の内部側面図を示している。この経路ではコア室１８５と中間室１８６と搬送室１８８が処理対象物の搬送手段１９０を構成している。
エッチング室１３０は真空槽１３９とプラズマ生成部１４２とガス供給部１３１と真空排気部１３２と温度制御部１３８を有している。 FIG. 3 shows an internal side view of the path for conveying the object to be processed from the etching chamber 130 to the cleaning chamber 152 in the magnetic head manufacturing apparatus 150. In this path, the core chamber 185, the intermediate chamber 186, and the transfer chamber 188 constitute a processing object transfer means 190.
The etching chamber 130 includes a vacuum chamber 139, a plasma generation unit 142, a gas supply unit 131, a vacuum exhaust unit 132, and a temperature control unit 138.

真空槽１３９の内部には処理対象物を載置するためのステージ１３６が設けられている。
温度制御部１３８はステージ１３６に接続され、例えばステージ１３６に設けられた不図示の冷却パイプに温度制御した熱媒体を流すことにより、ステージ１３６上に載置される処理対象物の温度を制御できるようにされている。 A stage 136 for placing an object to be processed is provided inside the vacuum chamber 139.
The temperature control unit 138 is connected to the stage 136 and can control the temperature of the processing object placed on the stage 136 by flowing a temperature-controlled heat medium through a cooling pipe (not shown) provided on the stage 136, for example. Has been.

本発明のステージ１３６は上述の構造に限定されず、ホットプレート構造でもよい。図８はホットプレート構造のステージ１３６の内部側面図を示している。
ステージ１３６はホットプレート１３６ａを有している。ホットプレート１３６ａ表面には静電チャック用電極１７７が配置され、静電チャック用電極１７７には静電チャック用電源装置１７８が電気的に接続されている。静電チャック用電極１７７は静電チャック用電源装置１７８から直流電圧を印加されると、表面に載置された処理対象物を静電吸着して保持できるように構成されている。 The stage 136 of the present invention is not limited to the structure described above, and may be a hot plate structure. FIG. 8 is an internal side view of the stage 136 having a hot plate structure.
The stage 136 has a hot plate 136a. An electrostatic chuck electrode 177 is disposed on the surface of the hot plate 136a, and an electrostatic chuck power supply device 178 is electrically connected to the electrostatic chuck electrode 177. The electrostatic chuck electrode 177 is configured to electrostatically attract and hold the object to be processed placed on the surface when a DC voltage is applied from the electrostatic chuck power supply device 178.

温度制御部１３８はヒーター１７６と温度計１７４と温度制御装置１７５とを有している。ヒーター１７６はホットプレート１３６ａ内部に配置され、ホットプレート１３６ａを加熱するように構成されている。温度計１７４はホットプレート１３６ａに接続され、ホットプレート１３６ａの温度を測定可能にされている。温度制御装置１７５は温度計１７４とヒーター１７６にそれぞれ接続され、温度計１７４の測定結果を入力値としてヒーター１７６による加熱出力をＰＩＤ制御するように構成されている。 The temperature control unit 138 includes a heater 176, a thermometer 174, and a temperature control device 175. The heater 176 is disposed inside the hot plate 136a and is configured to heat the hot plate 136a. The thermometer 174 is connected to the hot plate 136a so that the temperature of the hot plate 136a can be measured. The temperature control device 175 is connected to the thermometer 174 and the heater 176, and is configured to perform PID control of the heating output by the heater 176 using the measurement result of the thermometer 174 as an input value.

ホットプレート１３６ａの静電チャック用電極１７７と反対の面には金属板１３６ｂが接着されている。金属板１３６ｂの内部には水路１７３が形成され、水路１７３に冷却媒体を流すことにより、金属板１３６ｂは冷却され、ホットプレート１３６ａの高熱が真空槽１３９側へ伝導するのが防止される。 A metal plate 136b is bonded to the surface of the hot plate 136a opposite to the electrostatic chuck electrode 177. A water channel 173 is formed inside the metal plate 136b. By flowing a cooling medium through the water channel 173, the metal plate 136b is cooled, and high heat of the hot plate 136a is prevented from being conducted to the vacuum chamber 139 side.

プラズマ生成部１４２はＲＦアンテナ１３３とマッチングボックス１３７ａとプラズマ用高周波電源１３４とを有している。ＲＦアンテナ１３３は真空槽１３９の上方に設置され、マッチングボックス１３７ａを介してプラズマ用高周波電源１３４に接続されており、真空槽１３９内に供給されたエッチングガスをプラズマ化できるようにされている。 The plasma generation unit 142 includes an RF antenna 133, a matching box 137a, and a plasma high-frequency power source 134. The RF antenna 133 is installed above the vacuum chamber 139 and connected to the plasma high-frequency power source 134 via the matching box 137a so that the etching gas supplied into the vacuum chamber 139 can be converted into plasma.

またステージ１３６にはマッチングボックス１３７ｂを介してバイアス用高周波電源１３５が接続されており、プラズマ中のイオンを加速して処理対象物に衝突させてエッチングできるようにされている。
真空槽１３９の外部に設置されたガス供給部１３１は、真空槽１３９内部に接続され、真空槽１３９内にエッチングガスを供給可能にされている。
真空槽１３９の外部に設置された真空排気部１３２は、真空槽１３９内部に接続され、真空槽１３９内を真空排気可能にされている。 A high frequency power source 135 for bias is connected to the stage 136 via a matching box 137b so that ions in the plasma can be accelerated to collide with the object to be processed and etched.
A gas supply unit 131 installed outside the vacuum chamber 139 is connected to the inside of the vacuum chamber 139 so that an etching gas can be supplied into the vacuum chamber 139.
A vacuum evacuation unit 132 installed outside the vacuum chamber 139 is connected to the inside of the vacuum chamber 139 so that the inside of the vacuum chamber 139 can be evacuated.

＜磁気ヘッド製造方法＞
次に、磁気ヘッド製造方法について説明する。ここでは図１（ａ）〜（ｅ）を参照し、主磁極３４の形成方法について主に説明する。
図１(ａ）は、再生ヘッド１００ｂ上に絶縁膜１３と膜状の副磁極２１と絶縁層３１とが形成され、露出した絶縁層３１上に、磁性材料からなる磁性膜３４ａ（ここではＦｅＣｏ合金膜）をスパッタ法により成膜した状態を示している。 <Magnetic head manufacturing method>
Next, a method for manufacturing a magnetic head will be described. Here, with reference to FIGS. 1A to 1E, a method of forming the main magnetic pole 34 will be mainly described.
In FIG. 1A, an insulating film 13, a film-shaped sub magnetic pole 21 and an insulating layer 31 are formed on a reproducing head 100b, and a magnetic film 34a (here, FeCo) made of a magnetic material is formed on the exposed insulating layer 31. An alloy film is formed by sputtering.

次いでマスク配置工程として、磁性膜３４ａ上にスパッタ法によりレジスト薄膜（ここではＣｒ膜又はＲｕ膜）を成膜し、レジスト薄膜上にフォトレジストを塗布して、所定のパターンを露光し、現像した後、レジスト薄膜をエッチングし、フォトレジストを剥離して、図１（ｂ）に示すように、底面には磁性膜３４ａが露出した開口を有するマスク４１を配置する。 Next, as a mask placement step, a resist thin film (in this case, a Cr film or a Ru film) is formed on the magnetic film 34a by sputtering, a photoresist is applied on the resist thin film, a predetermined pattern is exposed, and developed. Thereafter, the resist thin film is etched, the photoresist is peeled off, and a mask 41 having an opening in which the magnetic film 34a is exposed is disposed on the bottom as shown in FIG.

次いでエッチング工程として、この処理対象物１０を、エッチング室１３０の真空槽１３９内に搬入し、マスク４１が形成された面とは逆の面をステージ１３６に向け、マスク４１側を露出させてステージ１３６上に載置する。
真空槽１３９内を真空排気部１３２により真空排気しながら、ガス供給部１３１から真空槽１３９内にエッチングガスを供給する。エッチングガスはＣｌ₂、ＢＣｌ₃、ＳｉＣｌ₄等の化学構造中にＣｌ（塩素原子）を含むガスのうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスを反応ガスとして有している。エッチングガスは、反応ガスに加えて、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｎｅ等の希ガスや、ＨＢｒ、ＨＩ等のハロゲン系ガス（化学構造中にハロゲン元素を含有するガス）、酸素ガス、窒素ガスのうち一種類を補助ガスとして含有しても良い。 Next, as an etching process, this processing object 10 is carried into the vacuum chamber 139 of the etching chamber 130, the surface opposite to the surface on which the mask 41 is formed is directed to the stage 136, the mask 41 side is exposed, and the stage is exposed. It is mounted on 136.
While the vacuum chamber 139 is evacuated by the vacuum evacuation unit 132, an etching gas is supplied from the gas supply unit 131 into the vacuum chamber 139. The etching gas has, as a reaction gas, a gas composed of one kind of a gas containing Cl (chlorine atoms) in a chemical structure such as Cl ₂ , BCl ₃ , SiCl ₄ , or a gas composed of a mixture of two or more kinds. . In addition to the reaction gas, the etching gas includes rare gases such as He, Ar, Xe, and Ne, halogen gases such as HBr and HI (gas containing a halogen element in the chemical structure), oxygen gas, and nitrogen gas. One of them may be contained as an auxiliary gas.

プラズマ用高周波電源１３４を起動し、ＲＦアンテナ１３３に交流電流を流し、ＲＦアンテナ１３３から真空槽１３９内に電波を放射させ、エッチングガスを励起して、プラズマ化し、塩素イオンや塩素ラジカル等の活性種を生成する。またバイアス用高周波電源１３５を起動し、処理対象物１０にバイアス電圧を印加して、生成された塩素イオン等を処理対象物１０に入射させる。 The plasma high-frequency power source 134 is activated, an alternating current is passed through the RF antenna 133, radio waves are emitted from the RF antenna 133 into the vacuum chamber 139, the etching gas is excited, and the plasma is generated to activate chlorine ions and chlorine radicals. Generate seeds. Further, the bias high-frequency power source 135 is activated, a bias voltage is applied to the processing object 10, and the generated chlorine ions or the like are incident on the processing object 10.

マスク４１の開口の底面に露出する磁性膜３４ａがプラズマと反応し、生成された磁性膜３４ａのガス状の塩化物が真空排気されて、エッチングが進行する。またバイアス電圧により、加速されたイオンが磁性膜３４ａの原子をスパッタして異方性エッチングが行われる。
ここでは、ステージ１３６を囲むようにシールド１４１が設けられており、エッチングで生じる塩化物の真空槽１３９の内壁への付着が防止されている。
図１（ｃ）に示すように、絶縁層３１が露出したら、プラズマ用高周波電源１３４とバイアス用高周波電源１３５の動作をそれぞれ停止し、かつガス供給部１３１からのエッチングガスの供給を停止して、異方性エッチングを終了する。 The magnetic film 34a exposed on the bottom surface of the opening of the mask 41 reacts with the plasma, and the gaseous chloride of the generated magnetic film 34a is evacuated and etching proceeds. Further, by the bias voltage, the accelerated ions sputter the atoms of the magnetic film 34a to perform anisotropic etching.
Here, a shield 141 is provided so as to surround the stage 136, and the adhesion of chloride generated by etching to the inner wall of the vacuum chamber 139 is prevented.
As shown in FIG. 1C, when the insulating layer 31 is exposed, the operations of the plasma high-frequency power source 134 and the bias high-frequency power source 135 are stopped, and the supply of the etching gas from the gas supply unit 131 is stopped. Then, the anisotropic etching is finished.

図５（ａ）にＦｅＣｏ合金とＣｒ膜について温度とエッチングレートとの関係を示し、図５（ｂ）に温度とＦｅＣｏ／Ｃｒのエッチング選択比との関係を示す。
マスク４１の下方で除去されずに残った磁性膜３４ａのうち、エッチングされた側面から内部に向かって一定の深さまで塩化物３４ｂが生成し、さらに内部には塩化物３４ｂで周囲を囲まれるように逆台形形状の主磁極３４が形成されている。
主磁極３４が逆台形形状に形成される理由は、マスク４１の下方で除去されずに残った磁性膜３４ａのうち、マスク４１に近い上方部分には斜め上方からのイオンはマスク４１に遮蔽され、水平方向からのイオンしか入射しないが、マスク４１から下方に離れるほど、斜め上方からのイオンの入射が増え、イオンが磁性膜３４ａの内部に深く入り込んで反応するからと考えられる。 FIG. 5A shows the relationship between the temperature and the etching rate for the FeCo alloy and Cr film, and FIG. 5B shows the relationship between the temperature and the etching selectivity of FeCo / Cr.
Of the magnetic film 34a that remains without being removed under the mask 41, chloride 34b is generated from the etched side surface to a certain depth toward the inside, and further, the inside is surrounded by chloride 34b. A main pole 34 having an inverted trapezoidal shape is formed.
The reason why the main magnetic pole 34 is formed in an inverted trapezoidal shape is that, from the magnetic film 34 a remaining without being removed under the mask 41, ions from obliquely above are shielded by the mask 41 in the upper part near the mask 41. This is probably because only ions from the horizontal direction are incident, but as the distance from the mask 41 decreases, the incidence of ions from obliquely higher increases, and the ions enter deeply into the magnetic film 34a and react.

コア室１８５を真空排気しておき、真空槽１３９内の圧力が低下した後、真空槽１３９とコア室１８５との間の不図示のゲートバルブを開いて、真空槽１３９内からコア室１５１内に処理対象物を移動させ、当該ゲートバルブを閉じる。 After the core chamber 185 is evacuated and the pressure in the vacuum chamber 139 is lowered, a gate valve (not shown) between the vacuum chamber 139 and the core chamber 185 is opened, and the inside of the vacuum chamber 139 and the core chamber 151 are opened. To move the object to be processed and close the gate valve.

次いでコア室１８５と中間室１８６の間の不図示のゲートバルブを開いて、コア室１８５から真空排気しておいた中間室１８６に処理対象物を移動させ、当該ゲートバルブを閉じる。
次いで中間室１８６内に気体を導入し、中間室１８６内の圧力を大気圧まで上げ、中間室１８６と搬送室１８８との間の不図示のゲートバルブを開き、処理対象物を中間室１８６から搬送室１８８を介して洗浄室１５２に移動させ、洗浄ステージ１６１上に置く。 Next, a gate valve (not shown) between the core chamber 185 and the intermediate chamber 186 is opened, the object to be processed is moved from the core chamber 185 to the intermediate chamber 186 that has been evacuated, and the gate valve is closed.
Next, gas is introduced into the intermediate chamber 186, the pressure in the intermediate chamber 186 is increased to atmospheric pressure, a gate valve (not shown) between the intermediate chamber 186 and the transfer chamber 188 is opened, and the object to be processed is removed from the intermediate chamber 186. It is moved to the cleaning chamber 152 via the transfer chamber 188 and placed on the cleaning stage 161.

次いで洗浄工程として、処理対象物のエッチングした表面（エッチング工程で形成された磁性膜３４ａの側面）にシャワーノズル１６２から洗浄液を噴霧して、処理対象物のエッチングした表面を洗浄液と接触させて洗浄処理を行う。
ここでは洗浄方法としてシャワー式を説明したが、本発明はこれに限定されず、超音波ディップ式等の洗浄方法で処理対象物のエッチングした表面を洗浄液と接触させて洗浄処理をしても良い。 Next, as a cleaning process, cleaning liquid is sprayed from the shower nozzle 162 onto the etched surface of the processing object (side surface of the magnetic film 34a formed in the etching process), and the etching surface of the processing object is brought into contact with the cleaning liquid for cleaning. Process.
Although the shower method is described here as the cleaning method, the present invention is not limited to this, and the cleaning process may be performed by bringing the etched surface of the processing object into contact with the cleaning liquid by a cleaning method such as an ultrasonic dip method. .

洗浄液としては、純水、イオン交換水、マイクロ・ナノバブル水等の水や、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、エチルエーテルなどの有機溶剤のうち一種類又は二種類以上の混合物を用いることができる。
塩化物３４ｂはＦｅＣｌ₂、ＦｅＣｌ₃、ＣｏＣｌ₂等の水溶性及びアルコール可溶性の塩化物であるので、図１（ｄ）に示すように、洗浄液による洗浄処理により塩化物３４ｂが洗浄液に溶解して除去され、逆台形形状をした主磁極３４の側面が露出する。
表１にＦｅ、Ｃｏの塩化物の水への溶解度を示す。 As the cleaning liquid, water such as pure water, ion exchange water, micro / nano bubble water, and organic solvents such as ethanol, methanol, acetone, isopropyl alcohol, and ethyl ether can be used. .
Since the chloride 34b is a water-soluble and alcohol-soluble chloride such as FeCl ₂ , FeCl ₃ , and CoCl ₂ , the chloride 34b is dissolved in the cleaning liquid by the cleaning process with the cleaning liquid as shown in FIG. The side surface of the main pole 34 having the inverted trapezoidal shape is exposed.
Table 1 shows the solubility of Fe and Co chlorides in water.

ここで、中間室１８６にて処理対象物を大気に接触させてから洗浄室１５２にて洗浄を開始するまでに要する時間は５分以内が望ましい。なぜならば、処理対象物を大気に出すと、処理対象物の表面に残留していた塩素が大気中の水分と反応してＨＣｌを形成する。ＨＣｌにより処理対象物の表面に腐食（コロージョン）が生じ、主磁極３４内部まで腐食が進行してしまうからである。 Here, it is desirable that the time required from the time when the object to be processed is brought into contact with the atmosphere in the intermediate chamber 186 to start the cleaning in the cleaning chamber 152 is within 5 minutes. This is because when the object to be treated is put into the atmosphere, chlorine remaining on the surface of the object to be treated reacts with moisture in the atmosphere to form HCl. This is because corrosion occurs on the surface of the object to be treated by HCl, and the corrosion progresses to the inside of the main magnetic pole 34.

洗浄処理を終えた後、遠心力による乾燥や、高温気体の吹き付け等によって処理対象物を乾燥させ、次いでアッシング室１８４に処理対象物を搬入し、フッ素系ガスを用いてプラズマアッシングを行い、マスク４１を除去する。
このようにして、図１（ｅ）に示すように、逆台形形状に加工された主磁極３４が得られる。
本発明は洗浄液による洗浄処理の前にマスクの除去を行っても良い。 After finishing the cleaning process, the object to be processed is dried by centrifugal force drying or high-temperature gas spraying, and then the object to be processed is carried into the ashing chamber 184, and plasma ashing is performed using a fluorine-based gas. 41 is removed.
In this manner, as shown in FIG. 1E, the main magnetic pole 34 processed into an inverted trapezoidal shape is obtained.
In the present invention, the mask may be removed before the cleaning treatment with the cleaning liquid.

＜実施例１＞
基板上にＡｌ₂Ｏ₃膜とＦｅＣｏ合金膜とがこの順に積層された試料上に、底面にＦｅＣｏ合金膜が露出した開口を有するＣｒ膜を配置する。
次いでこの試料をエッチング室に搬入し、Ｃｒ膜側が露出するような向きでステージ上に載置し、真空槽内にＣｌ₂とＢＣｌ₃との混合ガスを供給して、プラズマ化し、異方性エッチングをして、Ａｌ₂Ｏ₃膜を露出させた。 <Example 1>
On a sample in which an Al ₂ O ₃ film and an FeCo alloy film are laminated in this order on a substrate, a Cr film having an opening in which the FeCo alloy film is exposed is disposed on the bottom surface.
Next, this sample is carried into the etching chamber, placed on the stage in such a direction that the Cr film side is exposed, and a mixed gas of Cl ₂ and BCl ₃ is supplied into the vacuum chamber to form a plasma, which is anisotropic. Etching was performed to expose the Al ₂ O ₃ film.

ここで、エッチング後の試料を直接観察することは難しい。なぜならば、この試料を大気中に取り出し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などを用いて観察しようとすると、表面に残った塩素が空気中の水分と反応してＨＣｌとなりＦｅＣｏ合金膜を腐食させるからである。
従って、試料の腐食を防止するため水素プラズマを用いた塩素除去工程を行った。塩素除去工程とは、試料上などに残留しているＣｌと水素を反応させ、ＨＣｌを生成し、真空排気系で除去する工程である。 Here, it is difficult to directly observe the sample after etching. This is because if this sample is taken out into the atmosphere and observed with a scanning electron microscope (SEM), chlorine remaining on the surface reacts with moisture in the air to become HCl and corrode the FeCo alloy film. It is.
Therefore, a chlorine removal process using hydrogen plasma was performed to prevent corrosion of the sample. The chlorine removal step is a step in which Cl remaining on the sample or the like is reacted with hydrogen to generate HCl, which is removed by a vacuum exhaust system.

塩素除去工程を行った後には、側壁に低密度のＦｅＣｏ層が残ることがＳＥＭ観察及びエネルギー分散型蛍光Ｘ線（ＥＤＸ）分析によりわかった。
それとは別に、エッチング後の試料を大気に取り出した後、速やかに純水を用いて洗浄工程を行った。
洗浄工程を行った後には、側壁に低密度の層はなく、逆テーパー形状が実現されていた。 It was found by SEM observation and energy dispersive X-ray fluorescence (EDX) analysis that a low-density FeCo layer remains on the sidewall after the chlorine removal step.
Separately, after the etched sample was taken out into the atmosphere, a cleaning process was quickly performed using pure water.
After performing the cleaning process, there was no low-density layer on the side wall, and a reverse taper shape was realized.

このことから、塩素除去工程では、試料上に残留しているＣｌだけでなく、側壁に存在するＦｅＣｌ₂、ＦｅＣｌ₃、ＣｏＣｌ₂、ＣｏＣｌ₃等の塩化物からもＣｌを引き抜き、ＨＣｌとして排気しており、一方、水洗を用いた洗浄工程ではＦｅやＣｏの塩化物が水溶性であることから洗い流され、側壁に残留物が残らなかったことがわかる。 Therefore, in the chlorine removal step, not only Cl remaining on the sample but also ClCl such as FeCl ₂ , FeCl ₃ , CoCl ₂ , CoCl _3, etc. existing on the side wall is extracted and exhausted as HCl. On the other hand, it can be seen that in the washing step using water washing, the Fe and Co chlorides are water-soluble, and thus the residue is not left on the side wall.

＜実施例２＞
実施例１におけるエッチング条件のうち基板ホルダ（ステージ）にバイアス電圧を印加せず、試料をエッチング処理した。
エッチング処理後に実施例１と同様に塩素除去工程を行うと、Ｃｒマスクの開口に露出したＦｅＣｏ合金膜表面には低密度のＦｅＣｏ層が観察された。 <Example 2>
Of the etching conditions in Example 1, the sample was etched without applying a bias voltage to the substrate holder (stage).
When the chlorine removal step was performed in the same manner as in Example 1 after the etching process, a low-density FeCo layer was observed on the surface of the FeCo alloy film exposed at the opening of the Cr mask.

図２は基板バイアスを０Ｗにした状態でのエッチング処理時間と低密度層の厚さの関係を示している。図２から、ある一定の深さまでは低密度層の厚さがエッチング処理時間と共に増加し、一定の深さまで到達した後は低密度層の厚さが変化しなくなることが確認される。 FIG. 2 shows the relationship between the etching process time and the thickness of the low-density layer when the substrate bias is 0 W. FIG. 2 confirms that the thickness of the low density layer increases with the etching process time at a certain depth, and the thickness of the low density layer does not change after reaching a certain depth.

２４……コイル
３１……絶縁層
３４……主磁極
３４ａ……磁性膜
３４ｂ……塩化物
４１……マスク
１００ａ……記録ヘッド
１１０……記録媒体
１３０……エッチング室
１３１……ガス供給部
１３９……真空槽
１４２……プラズマ生成部
１５２……洗浄室
１９０……搬送手段
24 …… Coil 31 …… Insulating layer 34 …… Main magnetic pole 34a …… Magnetic film 34b …… Chloride 41 …… Mask 100a …… Recording head 110 …… Recording medium 130 …… Etching chamber 131 …… Gas supply unit 139 …… Vacuum chamber 142 …… Plasma generator 152 …… Cleaning chamber 190 …… Conveying means

Claims

非導電性と非磁性とを有する材料からなり、基板上に配置された絶縁層と、
前記絶縁層上に配置された磁性材料からなる主磁極と、
前記主磁極内に磁力線を形成させるコイルとを有し、
前記主磁極の側面が露出されて書込面にされ、
前記書込面を記録媒体に対向させて、前記コイルで形成させた磁力線を前記書込面から前記記録媒体内に貫通させ、前記記録媒体の一部を磁化して情報を記録する磁気記録ヘッドの、前記主磁極を形成する磁気ヘッド製造装置であって、
前記絶縁層上に配置された磁性材料の薄膜からなる磁性膜が部分的に露出された処理対象物が搬入される真空槽と、前記真空槽内に化学構造中にＣｌを含む反応ガスを含有するエッチングガスを供給するガス供給部と、前記エッチングガスをプラズマ化するプラズマ生成部とを有し、部分的に露出された前記磁性膜をエッチングし、前記主磁極を形成するエッチング室と、
前記エッチング室でエッチングされた前記磁性膜に洗浄液を接触させ、エッチング時に前記主磁極の側面に生成した塩化物を洗浄液に溶解させ除去する洗浄室と、
前記処理対象物を前記エッチング室から前記洗浄室に搬送する搬送手段とを有する磁気ヘッド製造装置。 An insulating layer made of a material having non-conductivity and non-magnetism and disposed on the substrate;
A main magnetic pole made of a magnetic material disposed on the insulating layer;
A coil for forming magnetic lines of force in the main magnetic pole,
A side surface of the main pole is exposed to be a writing surface;
A magnetic recording head that records information by magnetizing a part of the recording medium by causing the writing surface to face the recording medium, causing magnetic lines of force formed by the coils to penetrate the recording medium from the writing surface. A magnetic head manufacturing apparatus for forming the main magnetic pole,
A vacuum chamber in which a processing object in which a magnetic film made of a thin film of a magnetic material disposed on the insulating layer is partially exposed is carried in, and a reaction gas containing Cl in the chemical structure in the vacuum chamber An etching chamber for supplying the etching gas to be formed, and a plasma generation unit for converting the etching gas into plasma, etching the partially exposed magnetic film, and forming the main magnetic pole;
A cleaning chamber in which a cleaning liquid is brought into contact with the magnetic film etched in the etching chamber, and chloride generated on the side surface of the main magnetic pole during etching is dissolved and removed in the cleaning liquid;
A magnetic head manufacturing apparatus comprising transport means for transporting the object to be processed from the etching chamber to the cleaning chamber.

前記磁性膜はＦｅＣｏ合金膜、又はＦｅＣｏ合金膜とＰｄ膜とを複数周期積層した多層膜のいずれか一方からなる請求項１記載の磁気ヘッド製造装置。 2. The magnetic head manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the magnetic film is formed of one of an FeCo alloy film and a multilayer film in which a plurality of periods of FeCo alloy film and Pd film are laminated.

前記反応ガスはＣｌ₂とＢＣｌ₃とＳｉＣｌ₄のうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の磁気ヘッド製造装置。 _3. The magnetic head manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the reaction gas is a gas composed of one of Cl ₂ , BCl _3, and SiCl ₄ , or a gas composed of a mixture of two or more.

前記エッチングガスは前記反応ガスに加えて、希ガスと化学構造中にハロゲン元素を含むハロゲン系ガスと酸素ガスと窒素ガスのうち一種類以上を補助ガスとして含有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の磁気ヘッド製造装置。 4. The etching gas according to claim 1, wherein the etching gas contains one or more of a rare gas, a halogen-based gas containing a halogen element in a chemical structure, an oxygen gas, and a nitrogen gas as an auxiliary gas in addition to the reaction gas. The magnetic head manufacturing apparatus according to claim 1.

前記希ガスはＨｅとＡｒとＸｅとＮｅのうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである請求項４記載の磁気ヘッド製造装置。 5. The magnetic head manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the rare gas is a gas composed of one kind of He, Ar, Xe, and Ne, or a gas composed of a mixture of two or more kinds.

前記ハロゲン系ガスはＨＢｒとＨＩのうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである請求項４記載の磁気ヘッド製造装置。 5. The magnetic head manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the halogen-based gas is a gas composed of one kind of HBr and HI, or a gas composed of a mixture of two or more kinds.

前記洗浄液は、純水、イオン交換水、マイクロ・ナノバブル水、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、エチルエーテルのうち一種類からなる液体、又は二種類以上の混合物からなる液体である請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の磁気ヘッド製造装置。 The cleaning liquid is a liquid made of one kind of pure water, ion-exchanged water, micro / nano bubble water, ethanol, methanol, acetone, isopropyl alcohol, ethyl ether, or a liquid made of two or more kinds of mixtures. The magnetic head manufacturing apparatus according to claim 6.

非導電性と非磁性とを有する材料からなり、基板上に配置された絶縁層と、
前記絶縁層上に配置された磁性材料からなる主磁極と、
前記主磁極内に磁力線を形成させるコイルとを有し、
前記主磁極の側面が露出されて書込面にされ、
前記書込面を記録媒体に対向させて、前記コイルで形成させた磁力線を前記書込面から前記記録媒体内に貫通させ、前記記録媒体の一部を磁化して情報を記録する磁気記録ヘッドを製造する磁気ヘッド製造方法であって、
前記絶縁層上に配置された磁性材料の薄膜からなる磁性膜上に、前記磁性膜を部分的に露出させる開口を有するマスクを配置するマスク配置工程と、
化学構造中にＣｌを含む反応ガスを含有するエッチングガスをプラズマ化し、前記磁性膜に接触させて前記磁性膜を部分的にエッチングするエッチング工程と、
前記エッチング工程で形成された前記磁性膜の側面に洗浄液を接触させ、前記エッチング工程で前記側面に生成した塩化物を前記洗浄液に溶解させて除去する洗浄工程とを有する磁気ヘッド製造方法。 An insulating layer made of a material having non-conductivity and non-magnetism and disposed on the substrate;
A main magnetic pole made of a magnetic material disposed on the insulating layer;
A coil for forming magnetic lines of force in the main magnetic pole,
A side surface of the main pole is exposed to be a writing surface;
A magnetic recording head that records information by magnetizing a part of the recording medium by causing the writing surface to face the recording medium, causing magnetic lines of force formed by the coils to penetrate the recording medium from the writing surface. A magnetic head manufacturing method for manufacturing
A mask disposing step of disposing a mask having an opening for partially exposing the magnetic film on the magnetic film made of a thin film of a magnetic material disposed on the insulating layer;
An etching process in which an etching gas containing a reaction gas containing Cl in a chemical structure is made into plasma, and is brought into contact with the magnetic film to partially etch the magnetic film;
A magnetic head manufacturing method comprising: a cleaning step in which a cleaning liquid is brought into contact with a side surface of the magnetic film formed in the etching step, and chloride generated on the side surface in the etching step is dissolved and removed in the cleaning solution.

前記洗浄工程では、前記エッチング工程で形成された前記磁性膜の側面に洗浄液を接触させ、前記エッチング工程で前記側面に生成した塩化物を前記洗浄液に溶解させて除去する請求項８記載の磁気ヘッド製造方法。 9. The magnetic head according to claim 8, wherein in the cleaning step, a cleaning liquid is brought into contact with a side surface of the magnetic film formed in the etching step, and chloride generated on the side surface in the etching step is dissolved in the cleaning solution and removed. Production method.

前記磁性膜はＦｅＣｏ合金膜、又はＦｅＣｏ合金膜とＰｄ膜とを複数周期積層した多層膜のいずれか一方からなる請求項８又は請求項９のいずれか１項記載の磁気ヘッド製造方法。 10. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 8, wherein the magnetic film is formed of any one of an FeCo alloy film or a multilayer film in which a plurality of periods of FeCo alloy film and Pd film are stacked.

前記反応ガスはＣｌ₂とＢＣｌ₃とＳｉＣｌ₄のうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである請求項８乃至請求項１０のいずれか１項記載の磁気ヘッド製造方法。 One type consists of a gas or a gas comprising a mixture of two or more claims 8 to any one magnetic head manufacturing method according to claim 10 of the reaction gas is Cl ₂ and BCl ₃ and SiCl _4.

前記エッチングガスは前記反応ガスに加えて、希ガスと化学構造中にハロゲン元素を含むハロゲン系ガスと酸素ガスと窒素ガスのうちいずれか一種類以上を補助ガスとして含有する請求項８乃至請求項１１のいずれか１項記載の磁気ヘッド製造方法。 The etching gas contains, in addition to the reaction gas, any one or more of a rare gas, a halogen gas containing a halogen element in its chemical structure, an oxygen gas, and a nitrogen gas as an auxiliary gas. 11. A method for manufacturing a magnetic head according to any one of items 11 to 11.

前記希ガスはＨｅとＡｒとＸｅとＮｅのうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである請求項１２記載の磁気ヘッド製造方法。 13. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 12, wherein the rare gas is a gas composed of one of He, Ar, Xe, and Ne, or a gas composed of a mixture of two or more.

前記ハロゲン系ガスはＨＢｒとＨＩのうち一種類からなるガス、又は二種類以上の混合物からなるガスである請求項１２記載の磁気ヘッド製造方法。 13. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 12, wherein the halogen-based gas is a gas composed of one kind of HBr and HI, or a gas composed of a mixture of two or more kinds.

前記洗浄液は、純水、イオン交換水、マイクロ・ナノバブル水、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、エチルエーテルのうち一種類からなる液体、又は二種類以上の混合物からなる液体である請求項８乃至請求項１４のいずれか１項記載の磁気ヘッド製造方法。 9. The cleaning liquid is a liquid composed of one kind of pure water, ion-exchanged water, micro / nano bubble water, ethanol, methanol, acetone, isopropyl alcohol, ethyl ether, or a liquid composed of two or more kinds of mixtures. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 14.