專利名稱：垂直記錄磁頭及其制造方法、磁盤驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于磁盤驅(qū)動(dòng)器等的記錄/再現(xiàn)的薄膜磁頭和制造磁頭的方法，更特
別地，涉及垂直記錄磁頭的性能改善以及制造垂直記錄磁頭的方法。
背景技術(shù)：
如在增加有硬盤驅(qū)動(dòng)器的錄像機(jī)、具有內(nèi)置硬盤驅(qū)動(dòng)器的電視機(jī)等中所看到的那 樣，現(xiàn)在需要圖像、音樂等存儲(chǔ)到硬盤驅(qū)動(dòng)器中，并且這些需求迅速增長。隨著圖像數(shù)據(jù)增 加，要求磁盤驅(qū)動(dòng)器的面記錄密度也增加。目前，在磁頭中，技術(shù)快速從面內(nèi)磁記錄轉(zhuǎn)移到 垂直磁記錄以實(shí)現(xiàn)100Gbit/in2或更大的高面記錄密度。這是因?yàn)楫?dāng)使用現(xiàn)在的面記錄方 法時(shí)，在位長度減小的情況下發(fā)生介質(zhì)的磁化熱波動(dòng)，導(dǎo)致難以增加面內(nèi)記錄密度。
另一方面，在垂直磁記錄方法中，由于介質(zhì)沿垂直于介質(zhì)的方向磁化，所以可以避 免熱波動(dòng)的問題。此外，由于使用單極磁頭用于記錄，因此磁損失??；另外，介質(zhì)中設(shè)置軟 磁襯層，記錄性能也得到改善。這也是轉(zhuǎn)移到垂直記錄磁頭的驅(qū)動(dòng)力。即使對于垂直記錄 磁頭，仍然需要改善記錄密度。必須減小記錄道(track)寬度以實(shí)現(xiàn)這樣的改善。然而，記 錄道寬度的減小導(dǎo)致主極的前導(dǎo)部向磁記錄介質(zhì)產(chǎn)生的磁場減小。另一方面，磁盤驅(qū)動(dòng)器 需要在從磁記錄介質(zhì)的內(nèi)周到外周的整個(gè)寬區(qū)域上進(jìn)行記錄/再現(xiàn)。然而，在磁記錄介質(zhì) 的內(nèi)周和外周，磁頭相對于介質(zhì)旋轉(zhuǎn)方向的切線以大約0-15度的傾斜角進(jìn)行記錄/再現(xiàn)。 在這樣的記錄/再現(xiàn)中，如果主極的飛行表面具有矩形形狀，則相鄰磁道會(huì)有問題地被擦 除。為防止這種情況，現(xiàn)在的產(chǎn)品使用這樣的主極，其具有的形狀使得主極前導(dǎo)側(cè)(leading side)的道寬度與主極拖尾側(cè)的寬度相比而言是窄的，從而滿足窄道寬的要求，即具有所謂 的倒梯形形狀。為了增大面記錄密度，需要減小記錄道寬度，同時(shí)主極的定義記錄道寬度的 道部分保持為具有應(yīng)對上述傾斜角的倒梯形形狀。作為實(shí)現(xiàn)所述形狀的措施，主極的厚度 根據(jù)減小的道寬度而減小。
專利文獻(xiàn)1 :JP-A-2007-220208

發(fā)明內(nèi)容
為了增加垂直記錄磁頭的面記錄密度，記錄道寬度需要減小，同時(shí)主極的道部分 的飛行表面形狀保持應(yīng)對傾斜角的倒梯形形狀。為了實(shí)現(xiàn)這樣的形狀，主極的厚度必須相 應(yīng)于減小的道寬度而減小。另一方面，主極膜厚度的減小導(dǎo)致記錄性能劣化，例如磁場強(qiáng)度 降低、磁場梯度減小，因而引起大的問題。 鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種垂直記錄磁頭，其中即使主極的厚度隨著記錄道 寬度的減小而減小，記錄性能也沒有降低；本發(fā)明還提供一種制造磁頭的方法以及安裝有 垂直記錄磁頭的磁盤驅(qū)動(dòng)器。 —種垂直記錄磁頭具有主極、設(shè)置在所述主極的拖尾側(cè)和跨道側(cè)的屏蔽件(下面 稱為包繞屏蔽件)以及輔助極，其中包括磁層和非磁層的磁場輔助極部分形成在主極上。 此外，磁場輔助極部分具有展開部分，從元件表面觀察時(shí)，磁場輔助極部分的展開部分位于主極的展開部分上或之內(nèi)。磁場輔助極部分的端部形成為斜坡形狀，且非磁部分沿斜坡形 狀形成。 非磁部分在飛行表面?zhèn)鹊哪┒诵螤钛赝衔矀?cè)方向從離開飛行表面的位置到磁場 輔助極的上端部形成有一角度。非磁部分形成在包繞屏蔽件和磁場輔助極部分之間。因此， 包繞屏蔽件具有反映非磁部分的形狀的屏蔽件形狀，因?yàn)槠帘渭纬稍诜谴挪糠稚?。非?部分的前導(dǎo)部不出現(xiàn)在飛行表面上。 磁場輔助極的非磁層包括無機(jī)絕緣膜諸如A1203膜或非磁材料如NiCr?？梢允褂?固化的有機(jī)絕緣膜如抗蝕劑。形成在磁場輔助極的飛行表面?zhèn)鹊亩瞬啃逼虏糠稚系姆谴挪?分的材料包括無機(jī)絕緣膜(包括DLC、A1203或Al203-Si02)和非磁材料Ta、Ru、Cr或NiCr的 混合物，其被沉積來用于形成主極時(shí)的掩模結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的制造方法包括這樣的工藝，其中主極層、磁場輔助極部分的磁層和非磁
層相繼疊置，然后磁場輔助極部分在第一階段形成，且然后主極在第二階段形成。執(zhí)行該工
藝，由此可以同時(shí)獲得磁場輔助極的高尺寸精度和主極的高道寬度精度。 磁場輔助極設(shè)置在主極上，這可防止由于主極厚度隨記錄道寬度的減小而減小導(dǎo)
致的磁場強(qiáng)度減小。非磁層設(shè)置在磁場輔助極上，由于形成在非磁層和磁場輔助極的每個(gè)
側(cè)面上的包括氧化鋁的非磁部分用作包繞屏蔽件和磁場輔助極之間的間隔層，所以可以防
止磁場損失。另外，反映非磁部分的形狀的屏蔽件形狀可以增加磁場梯度而不降低磁場強(qiáng)
度。即使從制造的觀點(diǎn)而言，由于磁場輔助極部分在形成主極的步驟之前形成且磁場輔助
極圖案設(shè)置在主極圖案之內(nèi)，所以可以形成每個(gè)磁極而不降低道寬度的精度。


圖1 (a) _ (b)是磁盤驅(qū)動(dòng)器的概念圖；
圖2是示出垂直記錄的操作概要的圖； 圖3是沿根據(jù)本發(fā)明的垂直記錄磁頭的沿元件高度方向的截面圖； 圖4(a)-(C)是根據(jù)本發(fā)明的垂直記錄磁頭的主極附近的部分的示意性截面圖； 圖5是示意圖，示出從元件表面觀察時(shí)磁場輔助極圖案與主極圖案之間的位置關(guān)
系； 圖6是示出拖尾間隙上的包繞屏蔽件深度TH1、磁場強(qiáng)度和磁場梯度之間的關(guān)系 的圖； 圖7是示出包繞屏蔽件的后端部的角度TSA、磁場輔助極和非磁層的疊層膜的在
飛行表面?zhèn)鹊亩瞬康腻F角(t即er angle)TETA、以及磁場梯度之間的關(guān)系的圖； 圖8是示出包繞屏蔽件的后端部的角度TSA、磁場輔助極和非磁層的疊層膜的在
飛行表面?zhèn)鹊亩瞬康腻F角TETA、以及通過記錄寬度歸一化的磁場強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖； 圖9是示出磁場輔助極的厚度與磁場強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖； 圖10是示出磁場輔助極的位置與磁場強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖； 圖11是示出從元件表面觀察時(shí)磁場輔助極圖案和主極圖案之間的位置關(guān)系的 圖； 圖12是示出主極和包繞屏蔽件之間的位置關(guān)系的圖； 圖13是示出當(dāng)輔助極設(shè)置在主極上時(shí)磁場輔助極對展開長度(f larelength)影響程度的圖； 圖14(a)-(e)是用于制造本發(fā)明的垂直記錄磁頭的工藝流程圖； 圖15(a)-(e)和(a' )-(e')是用于制造本發(fā)明的垂直記錄磁頭的工藝流程圖； 圖16是示出主極圖案與磁場輔助極圖案之間的位置關(guān)系的圖； 圖17是示出取決于研磨入射角的氧化鋁蝕刻速率差異的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。附圖中，相同的功能部分用相同的附圖標(biāo)記表示。 圖1是磁記錄/再現(xiàn)裝置的概念圖，其中圖1 (a)是裝置的示意性平面圖，圖1 (b)是裝置的示意性截面圖。磁記錄/再現(xiàn)裝置通過安裝在滑塊4上的磁頭在磁盤(磁記錄介質(zhì))上的預(yù)定位置處執(zhí)行磁化信號(hào)的記錄/再現(xiàn)，滑塊4固定到懸臂3的前端，磁盤通過馬達(dá)1旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器5被驅(qū)動(dòng)，由此可以選擇磁頭在磁盤的徑向方向上的位置(道)。進(jìn)入磁頭的寫信號(hào)和來自磁頭的讀信號(hào)通過信號(hào)處理電路6a和6b處理。
圖2是示意圖，示出垂直磁頭7與磁盤2之間的關(guān)系，并示出垂直記錄的概要。本發(fā)明的垂直磁頭7包括下再現(xiàn)屏蔽件8、讀元件9、上再現(xiàn)屏蔽件10、輔助極11、薄膜線圈12和主極13，這些以所述順序從磁頭的行進(jìn)方向側(cè)(前導(dǎo)側(cè))疊置。下再現(xiàn)屏蔽件8、讀元件9和上再現(xiàn)屏蔽件10構(gòu)成再現(xiàn)頭14，輔助磁極11、薄膜線圈12和主極13構(gòu)成記錄頭(單極磁頭)15。主極13具有定義記錄道寬度的道部分以及與道部分一體形成且寬度沿元件高度方向逐漸增加的展開部分(flare portion)。包繞屏蔽件16形成在主極13的拖尾側(cè)且在主極13的沿道寬度方向的兩側(cè)?？紤]到磁頭帶有傾斜角度的情況，主極13的道部分的飛行表面具有倒梯形形狀，前導(dǎo)側(cè)的寬度窄。從記錄頭15的主極13發(fā)射的磁場形成磁路，沿著該磁路磁場經(jīng)過磁盤2的磁記錄層17和軟磁襯層18進(jìn)入輔助極11，并因此在磁記錄層17中記錄磁化圖案19。由于與盤旋轉(zhuǎn)方向的關(guān)系，主極13最終離開磁盤上的特定點(diǎn)處的部分的形狀(即主極的道部分的上表面(拖尾側(cè))和側(cè)表面的每個(gè)的形狀)對磁化圖案的形狀具有重要影響。在某些情形中，中間層形成在磁盤2的磁記錄層17和軟磁襯層18之間。對于再現(xiàn)頭的讀元件9，使用巨磁致電阻效應(yīng)元件(GMR)、隧道磁致電阻效應(yīng)元件(TMR)等。 圖3示出沿本發(fā)明的垂直記錄磁頭的元件高度方向的截面圖。軛20通過背間隙21與輔助極11相連。所示的垂直記錄磁頭具有螺旋線圈結(jié)構(gòu)，其中薄膜線圈12纏繞主極13和軛20。然而，也存在具有扁平線圈結(jié)構(gòu)的垂直記錄磁頭，其中薄膜線圈纏繞背間隙21 。本發(fā)明可以用于所述兩種結(jié)構(gòu)。 圖4是示意截面圖，示出本發(fā)明的垂直記錄磁頭的主極附近的部分的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的垂直記錄磁頭中，磁場輔助極22和非磁層23疊置在主極13的展開部分上。從確保磁場梯度和工藝精度的角度而言，疊層膜的沿飛行表面方向的端部期望形成為錐形(tapershape)，其中疊層膜的厚度沿元件高度方向逐漸增加，如圖4(a)所示。然而，疊置的兩層膜可形成為垂直形狀，如圖4(b)所示。替代地，如圖4(c)所示，所述膜可以分別形成，其中非磁層23形成為垂直形狀，磁場輔助極22形成為錐形。 非磁部分24經(jīng)拖尾間隙25形成在磁場輔助極22和非磁層23每個(gè)的飛行表面?zhèn)仍诰哂绣F形形狀的側(cè)面上。如圖4(a)所示，從非磁部分24的前導(dǎo)位置到非磁層23的飛行表面?zhèn)鹊纳隙瞬?，非磁部?4的上表面形成角(angle)。這是本發(fā)明的要點(diǎn)。非磁部分24的前導(dǎo)部位置不出現(xiàn)在飛行表面上。 由于包繞屏蔽件16形成在非磁部分24上且在鍍敷基膜29上，所以當(dāng)拖尾間隙25上的包繞屏蔽件深度設(shè)為TH1且包繞屏蔽件的后端的深度設(shè)為TH2時(shí)，如圖4(a)所示，給出了具有關(guān)系TH1 < TH2的屏蔽件形狀。沿元件高度方向觀察時(shí)從飛行表面到非磁部分的前導(dǎo)部位置，包括與磁場輔助極22結(jié)合的主極13的主極磁體與包繞屏蔽件16之間的間隔基本恒定且保持為短的。然而，該間隔從展開點(diǎn)(非磁部分24從展開點(diǎn)開始形成)附近的區(qū)域開始逐漸增加，且在包繞屏蔽件的后端間隔開大約與非磁層23的厚度對應(yīng)的距離。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在主極的道部分，主極與包繞屏蔽件之間的間隔短且包繞屏蔽件可有效地吸收道部分產(chǎn)生的磁通。另一方面，在主極的離開道部分的區(qū)域中，主極和屏蔽件16之間的間隔由于非磁部分24和非磁層23的存在而增加，從而包繞屏蔽件吸收的磁場的量減少，這可以防止磁場損失，導(dǎo)致在磁記錄膜的位置處磁場強(qiáng)度的增大和磁場梯度的增大。
圖5示出從元件表面觀察時(shí)磁場輔助極圖案與主極圖案之間的位置關(guān)系。如后面所述，即使從確保道寬度精度的觀點(diǎn)，磁場輔助極22的圖案期望設(shè)置在主極13圖案之內(nèi)，尤其期望設(shè)置在展開部分的圖案之內(nèi)。此外，輔助極圖案優(yōu)選地根據(jù)主極圖案來成形。如圖5所示，非磁部分24沿著磁場輔助極22的展開形狀形成。 圖6是示出在改變拖尾間隙上的包繞屏蔽件深度TH1的情況下，通過計(jì)算獲得的磁場強(qiáng)度和磁場梯度的圖。水平軸示出拖尾間隙上的包繞屏蔽件深度TH1，垂直軸示出在主極的道寬度中心位置處的磁場強(qiáng)度和磁場梯度。從計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)TH1減小時(shí)，磁場強(qiáng)度增大，而且磁場梯度變大。使TH1變長與圖4所示的非磁部分24的截面積減小是同樣的。因此，可知非磁部分24的形狀和反映非磁部分形狀的包繞屏蔽件的形狀是重要的。
圖7是示出拖尾間隙25上的包繞屏蔽件的后端部的角度TSA、磁場輔助極22和非磁層23的疊層膜的在飛行表面?zhèn)鹊亩瞬康腻F角TETA、以及主極的道寬度中心位置處的磁場梯度之間的關(guān)系的圖。水平軸示出包繞屏蔽件的后端部的角度TSA，垂直軸示出在TETA為30° 、45°和60°的情況下通過磁場強(qiáng)度歸一化的磁場梯度。該圖顯示，當(dāng)TSA較大且TETA較小時(shí)，通過磁場強(qiáng)度歸一化的磁場梯度變大。通過以此方式設(shè)置TSA和TETA可以實(shí)現(xiàn)高的道密度和高的線記錄密度。 圖8是示出拖尾間隙上的包繞屏蔽件的后端部的角度TSA、磁場輔助極22和非磁層23的疊層膜的在飛行表面?zhèn)鹊亩瞬康腻F角TETA和主極的道寬度中心位置處的通過記錄寬度歸一化的磁場強(qiáng)度。計(jì)算結(jié)果顯示，當(dāng)TSA較大且TETA較小時(shí)，較強(qiáng)的磁場可集中到小區(qū)域中，這顯示可以同時(shí)獲得高的道密度和高的信號(hào)質(zhì)量。 圖9是示出磁場輔助極的厚度與磁場強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。水平軸示出磁場輔助極的前導(dǎo)部距離飛行表面的位置，垂直軸示出主極的道寬度中心位置處的磁場強(qiáng)度。該圖示出未設(shè)置磁場輔助極的情況下(conv)以及磁場輔助極的厚度分別為30nm、60nm和100nm的情況下的計(jì)算結(jié)果。從計(jì)算結(jié)果可知，與沒有增加輔助極的結(jié)構(gòu)相比，設(shè)置磁場輔助極的結(jié)構(gòu)中磁場強(qiáng)度增大，且磁場強(qiáng)度傾向于隨著磁場輔助極的厚度增大而增大。因此，磁場輔助極的厚度在能夠確保工藝精度的范圍內(nèi)優(yōu)選增大。 圖10是示出磁場輔助極的前導(dǎo)部距離飛行表面的位置與磁場強(qiáng)度之間的關(guān)系的
7圖。水平軸示出磁場輔助極的前導(dǎo)部距離飛行表面的位置，垂直軸示出在主極的道寬度中心位置處的磁場強(qiáng)度。該圖示出未設(shè)置磁場輔助極的情況下(corw)以及磁場輔助極的厚度為30nm的情況下的計(jì)算結(jié)果。從計(jì)算結(jié)果可知，磁場強(qiáng)度隨著磁場輔助極的前導(dǎo)部更靠近飛行表面而增加。因此，磁場輔助極優(yōu)選地盡可能地靠近飛行表面。
圖11是示出從元件表面觀察時(shí)磁場輔助極22的圖案和主極的圖案之間的位置關(guān)系的圖。磁場輔助極形成在主極的展開部分上。 由于磁場輔助極22的圖案具有與主極的展開部分相應(yīng)的展開形狀，所以該圖案
在飛行表面?zhèn)刃纬扇切蔚捻旤c(diǎn)。當(dāng)從道寬度中心到磁場輔助極的前導(dǎo)部的距離設(shè)為
TETdl，且從道寬度末端到磁場輔助極22的距離設(shè)為TETd2時(shí)，給出TETdl < TETd2。由于
距離TETdl較小，甚至從該圖案形狀預(yù)期在道中心處磁場強(qiáng)度和磁場梯度增大。 圖12是示出主極的平面形狀和包繞屏蔽件16的平面形狀(由虛線示出)的圖。
如圖所示，包繞屏蔽件16具有一平面形狀使得當(dāng)屏蔽件沿道寬度方向更遠(yuǎn)離主極時(shí)，屏蔽
件沿趨近主極的展開部分的方向擴(kuò)展。相應(yīng)地，甚至在主極的展開部分的后部，非磁部分24
沿主極的每個(gè)邊緣形成在主極上，由此有利地防止從主極發(fā)射的磁場在從展開點(diǎn)開始的后
部泄露到包繞屏蔽件中。 圖13是示出當(dāng)輔助極設(shè)置在主極上時(shí)磁場輔助極對展開長度(flarelength)的影響程度的圖。水平軸示出展開長度，垂直軸示出磁場強(qiáng)度。作為計(jì)算條件，磁場輔助極的厚度設(shè)為60nm，磁場輔助極的前導(dǎo)部位置設(shè)為在與展開點(diǎn)相同的位置。結(jié)果，當(dāng)僅具有主極的普通結(jié)構(gòu)與在60nm展開長度的主極上增加磁場輔助極的結(jié)構(gòu)相比，在增加有磁場輔助極的結(jié)構(gòu)中，磁場強(qiáng)度高出約lkOe。這顯示在展開點(diǎn)等效的情況下展開長度可延長約20nm，且因此從本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不僅可以預(yù)期記錄性能的改善，而且可以預(yù)期批量生產(chǎn)的產(chǎn)率的改善。 圖14和15是用于制造本發(fā)明的垂直記錄磁頭的工藝流程圖。圖14(a)是示出主極13的層、磁場輔助極22的層和非磁層23已經(jīng)依次沉積在平坦表面上的狀態(tài)的圖。作為主極13的層，F(xiàn)eCo/Cr/FeCo反鐵磁耦合疊層膜、Ni-Fe膜和FeCo/Cr/FeCo反鐵磁耦合疊層膜順序沉積在NiCr基膜上，此外，其上接著沉積NiCr保護(hù)膜。FeCo/Cr/FeCo反鐵磁耦合疊層膜通過減小殘留磁化而抑制了極擦除。提供多個(gè)FeCo/Cr/FeCo反鐵磁耦合疊層膜，所述多個(gè)FeCo/Cr/FeCo反鐵磁耦合疊層膜通過插入具有比FeCo膜更小的自發(fā)磁化的NiFe膜、NiCr膜等而減小了磁耦合，由此當(dāng)每個(gè)FeCo膜厚度減小時(shí)，反鐵磁耦合增強(qiáng)，且因此殘留磁化可以減小。因此，盡管FeCo/Cr/FeCo反鐵磁耦合疊層膜沉積兩次且NiFe膜位于其間，但是FeCo/Cr/FeCo反鐵磁耦合疊層膜的數(shù)目可以進(jìn)一步增加且NiFe膜等位于其間。
另外，在上面沉積FeCo單層膜作為用于磁場輔助極22的膜。當(dāng)FeCo單層膜用上述FeCo/Cr/FeCo反鐵磁耦合疊層膜代替時(shí)，可優(yōu)選地抑制極擦除。此外，接著沉積NiCr作為非磁層23。對于非磁層，除了NiCr以外可以使用Ta、Cr或Ru。替代地，可以使用諸如氧化鋁的氧化物或諸如抗蝕劑的有機(jī)膜。 圖14(b)是示出用于磁極的沿元件高度方向具有展開部分的光致抗蝕劑圖案26已經(jīng)形成在非磁層23上的狀態(tài)的圖。磁場輔助極22的前導(dǎo)部沿元件高度方向優(yōu)選地設(shè)置在靠近飛行表面的位置。圖案位置精度由光刻工藝中使用的曝光單元的失準(zhǔn)度主導(dǎo)。在形成磁場輔助極22的情況下，使用具有極高定位精度的ArF掃描曝光機(jī)(scanner)(干法)，并使用干法ArF光致抗蝕劑。當(dāng)抗蝕劑在9. 5mj/cm2曝光量和0. 2 y m焦距(focus)的條件下曝光時(shí)，獲得所需的圖案形狀。失準(zhǔn)度，作為最重要的因素，是士20nm。
然后，如圖14(c)所示，利用光致抗蝕劑圖案26作為掩模，使用離子研磨進(jìn)行蝕刻，穿過非磁層23直到磁場輔助極22的層，離子研磨在主極13的層處停止。非磁層23和磁場輔助極22的層的每個(gè)側(cè)表面的錐形形狀由離子研磨的入射角決定。在該工藝中，在旋轉(zhuǎn)襯底時(shí)以-30度的入射角執(zhí)行蝕刻，結(jié)果，獲得了 20至30度的錐角(a)。然后，如圖14(d)所示，去除抗蝕劑26。然后，如圖14(e)所示，形成用于形成主極的掩模層25。掩模層25的具體細(xì)節(jié)是將成為拖尾間隙25a的鋁氧化物、以及用于蝕刻停止層的無機(jī)絕緣體25b，無機(jī)絕緣體25b可以是含有C的無機(jī)絕緣體例如DLC或者諸如Si02或Si3N4的材料。另外，提供用于研磨終點(diǎn)的非磁材料層25c，Ta、Cr、T^05等合意地用作該材料。另外，設(shè)置諸如鋁氧化物的無機(jī)絕緣層25d作為用于主極研磨的掩模。圖15(a)是示出形成有機(jī)膜27的狀態(tài)的圖，有機(jī)膜27用于將主極13處理成倒置梯形形狀的研磨。主極13利用有機(jī)膜27作為掩模通過離子研磨被處理。結(jié)果，可以形成主極，從飛行表面觀察時(shí)其具有圖15(a')所示的倒梯形形狀。圖15(b)是示出已經(jīng)去除有機(jī)掩模的狀態(tài)的圖。在該步驟主極處理完成。 圖16示出主極13的圖案與磁場輔助極22的圖案。磁場輔助極22的圖案位于主極13的展開部分的圖案之內(nèi)。由于磁場輔助極22的圖案設(shè)置在主極13的圖案之內(nèi)，所以離子研磨對主極圖案的影響可以最小化。 圖15(c)是示出已經(jīng)形成將要成為側(cè)間隙的氧化鋁膜28的狀態(tài)的圖。圖15(c')是示出從飛行表面觀察時(shí)的狀態(tài)的圖。用于形成側(cè)間隙的氧化鋁28利用ALD(原子層沉積)形成，因?yàn)閭?cè)間隙要求高的厚度精度。使用ALD設(shè)備，由此給出了圖15(c')所示的氧化鋁28的附著輪廓，此外，可以得到氧化鋁膜的厚度變化為1%或更小的厚度精度。
圖15 (d)是示出通過使用離子研磨對主極13上的拖尾間隙部分進(jìn)行平坦化的結(jié)果的圖。離子研磨的入射角為55度。該角度從圖17所示的蝕刻速率之間的差異數(shù)據(jù)確定。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，研磨速率在54度入射角附近最快，且研磨速率在大于或小于54度的角度傾向于變慢。利用非磁材料層25c進(jìn)行終點(diǎn)檢測以用于停止研磨，從而研磨能夠以高精度完成。然后，蝕刻停止層25b被完全去除，由此可以形成平坦形狀而沒有影響拖尾間隙25a。通過使用該條件，可以實(shí)現(xiàn)如圖15(d')所示的主極頂部的平坦形狀。 如圖15(d)所示，用于形成間隙的包括鋁氧化物的非磁部分24留在磁場輔助極22和非磁層23的每個(gè)側(cè)面上的錐形部分上。這是由于如上所述的取決于入射角的鋁氧化物蝕刻速率的差異。當(dāng)使用該處理?xiàng)l件時(shí)，非磁部分24必然留下。由于用于主極的掩模材料25b和25c被掩埋，所以非磁部分的材料包括氧化鋁、含C的無機(jī)化合物例如DLC或者諸如Si02或Si3N4的材料、以及非磁材料例如Ta、Ta205或Cr。非磁部分24的形狀是該工藝中最具特征的形狀。 圖15(e)是示出通過鍍敷而形成包繞屏蔽件的狀態(tài)的圖。如圖所示，由于屏蔽件形成在包括前面步驟中留下的鋁氧化物的非磁部分24上，所以屏蔽件的形狀反映非磁部分的形狀。這樣，執(zhí)行圖14和15所示的制造工藝，由此能夠制造圖15(e)所示的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，磁場輔助極22形成在從主極上的飛行表面后退的位置處，這可防止由于主極膜的厚度隨記錄道寬度的減小而減小導(dǎo)致的磁場強(qiáng)度減小。此外，形成磁場輔助極22使得輔助極的厚度大，且使其位置盡可能地靠近飛行表面，由此能夠增加磁場強(qiáng)度。而且，由于形成在非磁層23和磁場輔助極22的每個(gè)側(cè)面上的包括鋁氧化物等的非磁部分24用作包繞屏蔽件16和主極13之間的間隔層以及包繞屏蔽件16和磁場輔助極22之間的間隔層，所以可以防止磁場損失。另外，具有這樣結(jié)構(gòu)的包繞屏蔽件16可防止磁場飽和，因此可以預(yù)期能夠增加磁場梯度。 即使從制造的觀點(diǎn)而言，由于用于磁場輔助極22的層和非磁層23相繼形成在用于主極13的膜上，所以磁場輔助磁極的光致抗蝕劑圖案形成在平坦表面上，可以改善對準(zhǔn)精度。而且，形成磁場輔助極22和非磁層23的步驟作為在形成主極13的步驟之前的步驟執(zhí)行，由此可以處理主極13而不受離子研磨影響，此外可以確保道寬度的精度。
垂直記錄磁頭安裝在磁記錄/再現(xiàn)裝置中，因此可以提高道密度和線密度，且可以制造具有750Gbit/in2的面記錄密度的磁記錄/再現(xiàn)裝置。
權(quán)利要求
一種垂直記錄磁頭，具有主極、設(shè)置在所述主極的拖尾側(cè)和跨道側(cè)中的每側(cè)的屏蔽件、以及輔助極，其中所述主極具有定義記錄道寬度的道部分和與所述道部分一體形成且沿元件高度方向?qū)挾戎饾u增大的展開部分，磁場輔助極和非磁層疊置在所述展開部分上，非磁部分形成在所述磁場輔助極和所述非磁層的每個(gè)側(cè)面上，且所述主極和設(shè)置在所述拖尾側(cè)的所述屏蔽件之間的間隔在開始設(shè)置所述非磁層的位置處比飛行表面的位置處大。
2. 如權(quán)利要求1的垂直記錄磁頭，其中所述磁場輔助極的平面形狀小于所述展開部分 的平面形狀。
3. 如權(quán)利要求1或2的垂直記錄磁頭，其中沿所述元件高度方向朝向所述磁場輔助極 的上端部，所述非磁部分形成有角。
4. 如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)的垂直記錄磁頭，其中所述磁場輔助極由包括磁層和 非磁層的多層膜構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)的垂直記錄磁頭，其中所述非磁部分形成在所述屏蔽 件和所述磁場輔助極之間。
6. 如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)的垂直記錄磁頭，其中所述非磁部分的沿飛行表面方 向的前導(dǎo)位置位于從所述飛行表面起沿所述元件高度方向向后的位置。
7. 如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)的垂直記錄磁頭，其中所述非磁層包括無機(jī)絕緣材料、 非磁材料或者有機(jī)絕緣材料。
8. 如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)的垂直記錄磁頭，其中所述非磁部分包括無機(jī)絕緣材 料和非磁材料的混合物。
9. 一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，具有磁記錄介質(zhì)、驅(qū)動(dòng)所述磁記錄介質(zhì)的介質(zhì)驅(qū)動(dòng)部件、具有記錄 頭和再現(xiàn)頭的磁頭、以及將所述磁頭定位到所述磁記錄介質(zhì)上的頭驅(qū)動(dòng)部件，其中所述記錄頭是垂直記錄磁頭，具有主極、設(shè)置在所述主極的拖尾側(cè)和跨道側(cè)中的 每側(cè)的屏蔽件、以及輔助極，其中所述主極具有定義記錄道寬度的道部分和與所述道部分一體地形成且沿元件高 度方向?qū)挾戎饾u增加的展開部分，磁場輔助極和非磁層疊置在所述展開部分上，非磁部分形成在所述磁場輔助極和所述 非磁層的每個(gè)側(cè)面上，且所述主極和設(shè)置在所述拖尾側(cè)的所述屏蔽件之間的間隔在開始設(shè)置所述非磁層的位 置處比在飛行表面的位置處大。
10. —種制造垂直記錄磁頭的方法，所述垂直記錄磁頭具有主極、設(shè)置在所述主極的拖 尾側(cè)和跨道側(cè)中的每側(cè)的屏蔽件、以及輔助極，其中所述主極具有定義記錄道寬度的道部分和與所述道部分一體地形成且沿元件高 度方向?qū)挾戎饾u增大的展開部分，磁場輔助極和非磁層疊置在所述展開部分上，非磁部分形成在所述磁場輔助極和所述 非磁層的每個(gè)側(cè)面上，且所述主極和設(shè)置在所述拖尾側(cè)的所述屏蔽件之間的間隔在開始設(shè)置所述非磁層的位置處比在飛行表面的位置處大，所述方法包括順序執(zhí)行以下步驟在用于所述主極的磁層上相繼疊置磁場輔助極部分的磁層和非磁層的步驟；加工所述磁場輔助極的步驟；加工所述主極的步驟；以及形成所述屏蔽件的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種垂直記錄磁頭、其制造方法及磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中即使主極的厚度隨記錄道寬度的減小而減小，記錄性能也不會(huì)降低。一種垂直記錄磁頭具有主極、設(shè)置在所述主極的拖尾側(cè)和跨道側(cè)中的每側(cè)的屏蔽件以及輔助極，其中所述主極具有限定記錄道寬度的道部分以及與所述道部分一體形成且沿元件高度方向?qū)挾戎饾u增加的展開部分，磁場輔助極和非磁層疊置在所述展開部分上，非磁部分形成在所述磁場輔助極和所述非磁層的每個(gè)側(cè)面上，所述主極和設(shè)置在所述拖尾側(cè)的所述屏蔽件之間的間隔在開始設(shè)置所述非磁層的位置處比在飛行表面的位置處大。
文檔編號(hào)G11B5/31GK101751932SQ20091025380
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者岡田智弘, 布川功, 杉山干人, 江藤公俊 申請人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司