JP2000322721A - 磁気ヘッドの製造方法および磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッドスライダの浮上面へ、高精度かつ容易
にキャンバ／クラウン等の球面形状を形成する。 【解決手段】 ヘッドスライダ１１、ヘッドスライダ１
１の浮上面１１ａに突設されたレール１２、ヘッドスラ
イダ１１の側面に配置された複合薄膜ヘッド等からなる
ヘッド素子１３を含み、レール１２の表面には、カーボ
ンを主成分とする高硬度膜１２ａが形成された磁気ヘッ
ド１０において、浮上面１１ａにおけるレール１２以外
の溝部１１ｂには、製造過程のローバー状態におけるレ
ール１２の形成時のレジストをマスクとして、圧縮残留
応力を持つ高応力膜２０を形成し、ローバーからの分離
で高応力膜２０の圧縮残留応力による歪み変形を発現さ
せ、ヘッドスライダ１１の浮上面１１ａに高精度かつ容
易にキャンバ／クラウン等の球面形状を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドの製造
技術および磁気ヘッドに関し、特に、磁気ヘッドを構成
するヘッドスライダの浮上面形状の高精度な制御等に適
用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば磁気ディスク装置における記録
密度は、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上間隙に
逆比例する関係にあり、磁気ディスク媒体の記録密度の
向上に呼応して磁気ヘッドの浮上間隙は一層狭小化して
きており、また磁気ディスクの記録面もこれに呼応して
ナノメートルレベルで高精度に平坦化されている。

【０００３】ところで、このように磁気ディスクの記録
面が平坦化されると、磁気ディスクの回転中に磁気ヘッ
ドが浮上し、装置停止（磁気ディスクの回転停止）時に
磁気ヘッドが磁気ディスク面に密着する、いわゆるるＣ
ＳＳ方式の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドのヘッド
スライダが磁気ディスク面の潤滑膜に吸着固定され、再
起動時の起動困難や、ヘッド損傷等の障害が発生する懸
念がある。

【０００４】この対策として、ヘッドスライダを磁気デ
ィスク面に対して凸の略球面（凸面）形状（気流方向に
平行で磁気ディスク面に垂直な面内の凸変形をクラウン
といい、これに直交する面内の凸変形をキャンバとい
う）として、ヘッドスライダの周辺部における潤滑剤の
メニスカスを防止して吸着力を低減することが考えられ
る。

【０００５】従来における上述の球面形状の形成方法と
しては、レール形成後のヘッドスライダ浮上面を、ロー
バーから個別に分離されたスライダ状態にて研磨する技
術、もしくは、特開平７−１５３０５０号公報に見られ
るように、個別のスライダ状態でレール間の溝部に傷を
つける技術、および特開平１０−３６３１号公報に見ら
れるようにレール面のみに膜を形成する技術、等が用い
られていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術におい
て、スライダ状態にて研磨加工する技術は、加工量の安
定性に乏しく高精度な球面形状の作成が困難であり、浮
上姿勢のばらつき等が懸念されるとともに、研磨加工後
の洗浄等におけるヘッド素子部分の腐食が懸念される、
という技術的課題がある。また、特開平１０−３６３１
号公報の技術は、気流の流れる方向のクラウンの形成は
期待できるが、スライダの幅方向のキャンバの形成には
効果が期待できない。更に特開平７−１５３０５０号公
報の技術では、機械加工の際の浮上面への発塵が懸念さ
れる。

【０００７】また上述のいずれの技術においても、個別
のスライダに分離した状態にて加工を行うので取扱い等
に大きな手間が掛かっていた。

【０００８】本発明の目的は、ヘッドスライダにおける
クラウンやキャンバ等の球面形状加工における加工精度
の向上を実現することが可能な磁気ヘッドの加工技術を
提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、ヘッド素子の腐食等
を懸念することなく、ヘッドスライダにおけるクラウン
やキャンバ等の球面形状加工における加工精度の向上を
実現することが可能な磁気ヘッドの加工技術を提供する
ことにある。

【００１０】本発明の他の目的は、ヘッドスライダの浮
上面からの発塵等を生じることなく、ヘッドスライダに
おけるクラウンやキャンバ等の球面形状加工での加工精
度の向上を実現することが可能な磁気ヘッドの加工技術
を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、ヘッドスライダにお
ける浮上面の材質の制御により、ヘッド吸着を防止する
ことが可能な磁気ヘッドの加工技術を提供することにあ
る。

【００１２】本発明の他の目的は、複数のヘッドスライ
ダの一括加工により、生産性を向上させることが可能な
磁気ヘッドの加工技術を提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、ヘッドスライダにお
けるクラウンやキャンバ等の球面形状加工における加工
精度の向上により、浮上姿勢や動作特性の安定化を実現
することが可能な磁気ヘッドを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録媒体に対
向する第１主面に凹凸構造が形成されたヘッドスライダ
と、ヘッドスライダの一部に配置され、記録媒体に対す
る情報の記録および再生動作を行うヘッド素子とを含む
磁気ヘッドの製造方法において、第１主面の凹凸構造に
おける凹部、および第１主面と表裏をなす第２主面の少
なくとも一方に第１の薄膜を形成し、第１の薄膜の残留
応力にて、ヘッドスライダを第１主面側が記録媒体に対
して凸となるように変形させるものである。

【００１５】また、本発明は、記録媒体に対向する第１
主面に凹凸構造が形成されたヘッドスライダと、ヘッド
スライダの一部に配置され、記録媒体に対する情報の記
録および再生動作を行うヘッド素子とを含む磁気ヘッド
において、第１主面の凹凸構造における凹部、および第
１主面と表裏をなす第２主面の少なくとも一方に圧縮残
留応力を有する第１の薄膜を形成したものである。

【００１６】より具体的には、一例として、ウェハから
棒状に切り出され、複数のヘッドスライダを一体に含む
ローバー上の浮上面側に、イオンミリングもしくはイオ
ンエッチングを用いてレールパターン等の凹凸構造を形
成する際、イオンミリングもしくはイオンエッチング用
のマスクとして使用したレジストを除去する前に、レー
ルパターン以外の凹部に高応力膜を形成し、その後、マ
スクとして使用したレジストを選択的に除去すること
で、凹部に存在する高応力膜により均一な歪みをローバ
ーに与える。その後、ローバーからヘッドスライダを個
別に切り出すことにより、高応力膜による歪み変形を発
現させて、個々のヘッドスライダに目的のクラウンやキ
ャンバ等を実現するめたの球面形状を形成するものであ
る。

【００１７】さらに、必要に応じて、球面形状の高精度
化のために、ローバーの状態において個々のヘッドスラ
イダの高応力膜の一部を選択的に除去することもでき
る。高応力膜の除去は酸素イオン等を用いて行うことが
できる。

【００１８】このような本発明によれば、レールパター
ン間の溝部に形成した高応力膜の圧縮応力により球面形
状が形成される。それによりレールパターン以外の比較
的広い面積に圧縮応力を作用させることが可能となり、
ヘッドスライダに球面形状を比較的容易かつ高精度に形
成することができる。

【００１９】また、レールパターン間の溝部に形成した
高応力膜の一部を選択的に除去することによりより球面
形状の制御を行うことができる。それにより、球面形状
を更に高精度に制御することができる。

【００２０】また、磁気ディスク面の潤滑剤に濡れにく
い材質で高応力膜を形成することで、ヘッドスライダの
形状の観点からだけでなく、浮上面の磁気ディスク面に
対する濡れ性等の材質の観点からも、吸着防止やヘッド
姿勢の制御等を実現することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００２２】図１は、本発明の一実施の形態である磁気
ヘッドの製造方法によって製造された磁気ヘッドの構成
の一例を示す斜視図、図２は、本実施の形態の磁気ヘッ
ドの製造過程の一部を示す斜視図、図３（ａ）〜（ｅ）
は、本実施の形態の磁気ヘッドの製造方法の一例を、工
程順に示す側面図である。

【００２３】本実施の形態の磁気ヘッド１０は、ヘッド
スライダ１１、このヘッドスライダ１１の浮上面１１ａ
に突設されたレール１２、レール１２の一端に対応した
ヘッドスライダ１１の側面に配置され、再生用の磁気抵
抗効果（ＭＲ／ＧＭＲ）ヘッドおよび記録用の誘導ヘッ
ドが一体に形成された複合薄膜ヘッド等からなるヘッド
素子１３を含んでいる。

【００２４】レール１２の表面（ＡＢＳ：Ａｉｒ Ｂｅ
ａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）には、カーボンを主成分
とする高硬度膜１２ａが、たとえばスパッタもしくは気
相重合反応を用いて形成されている。

【００２５】本実施の形態の場合、ヘッドスライダ１１
の浮上面１１ａにおいて、突設されたレール１２以外の
溝部１１ｂ（凹部）には、たとえば、スパッタ、気相重
合、イオンプレーティング、カソーディックアーク等の
方法で、圧縮残留応力を持つ高応力膜２０が形成されて
いる。

【００２６】この高応力膜２０は、たとえば、厚さ寸法
が１ｎｍ〜１００ｎｍで、圧縮残留応力が１〜１５ＧＰ
ａのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜等を用い
て形成することができる。

【００２７】また、高応力膜２０は、レール１２の表面
の高硬度膜１２ａと同じ材質で形成してもよい。

【００２８】そして、本実施の形態では、この高応力膜
２０の圧縮残留応力により、ヘッドスライダ１１が個別
に切り離された状態となった時に、浮上面１１ａの全体
が、磁気ディスク面に対して凸（図１の上側）の略球面
形状を呈する状態となっている。

【００２９】以下、図１のような構成の本実施の形態の
磁気ヘッド１０を得る製造方法の一例を、図３にて説明
する。

【００３０】まず、図３の工程に先立って、図示しない
ウェハ上に、ヘッドスライダ１１の寸法を考慮したピッ
チでフォトリソグラフィ技術等により、複合薄膜ヘッド
等からなるヘッド素子１３を一括して複数列に規則的に
形成する。

【００３１】その後、各列毎にウェハを切断して、複数
本の棒状のローバー１に分離し、複数のローバー１を、
ヘッドスライダ１１の浮上面１１ａとなるウェハ切断面
１ａが露出した状態となるように、ヘッド素子１３の形
成位置を揃えて平面状に配列して接着材等で板状に連ね
る。そして、板状に連ねられた複数のローバー１の平面
状のウェハ切断面１ａを研磨する。図３では、紙面に垂
直な方向に上述のように配列されて連ねられた複数のロ
ーバー１が並んでいる。

【００３２】その後、図３（ａ）に例示されるように、
ローバー１のウェハ切断面１ａに、カーボンを主成分と
する高硬度膜１２ａを、たとえばスパッタもしくは気相
重合反応を用いて形成する。この高硬度膜１２ａの膜厚
は、たとえば５〜１０ｎｍである。

【００３３】次に、図３（ｂ）に例示されるように、レ
ール１２となる部分を覆うようにレジストパターン２を
形成する。

【００３４】その後、図３（ｃ）に例示されるように、
レジストパターン２をマスクとするイオンミリングもし
くはイオンエッチング等の加工方法を用いて、レジスト
パターン２から露出した部分を削り取り、溝部１１ｂを
形成することで、レール１２を突設形成する。溝部１１
ｂの深さは、一例として、たとえば２〜３μｍ程度であ
る。なお、この状態の斜視図が図２である。

【００３５】次に、図３（ｄ）に例示されるように、レ
ジストパターン２を残したままで、たとえば、スパッ
タ、気相重合、イオンプレーティング、カソーディック
アーク等の方法で、レジストパターン２の上およびレー
ル１２以外の溝部１１ｂの全面に、圧縮残留応力を持つ
高応力膜２０を形成する。この時、ローバー１には高応
力膜２０の圧縮残留応力により、当該ローバー１を図３
の上に凸の球面形状に変形させようとする歪みが発生す
る。

【００３６】この高応力膜２０は、たとえば、厚さ寸法
が１ｎｍ〜１００ｎｍで、圧縮残留応力が１〜１５ＧＰ
ａのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜等を用い
て形成することができる。

【００３７】その後、リフトオフにより、図３（ｅ）に
例示されるように、レジストパターン２を取り除き、さ
らに、各ローバー１を図３（ｅ）の破線の位置で切断す
ることにより、図１に例示されるようなヘッドスライダ
１１の構造を持つ磁気ヘッド１０が得られるとともに、
ローバー１の状態での高応力膜２０の圧縮残留応力によ
る歪み変形が発現し、ヘッドスライダ１１は、高応力膜
２０の形状、膜厚、材質、圧縮残留応力の大きさ等に応
じて、図１の上側、すなわち、磁気ディスク面に対して
凸の球面形状に変形し、図６に例示されるように、目的
のクラウンＣ１およびキャンバＣ２が高精度に形成され
る。

【００３８】このように、本実施の形態の磁気ヘッド１
０ではイオンミリングもしくはイオンエッチング等を用
いてレール１２を浮上面１１ａに形成した後、レール１
２の溝部１１ｂに高応力膜２０を形成し、その後、残っ
たレジストパターン２を剥離し、個別のヘッドスライダ
１１（磁気ヘッド１０）に切断する。そのためヘッドス
ライダ１１の浮上面１１ａの比較的広い面積に均一な歪
みを与えることが可能となり、ヘッドスライダ１１に対
して、目的のクラウンＣ１およびキャンバＣ２を持たせ
るための高精度な球面形状の作成が容易に可能となる。

【００３９】また、レール１２の形成のためのレジスト
パターン２を有効に利用して、ローバー１の状態で複数
のヘッドスライダ１１に対して一括して上述の高応力膜
２０の形成を行うことができるので、製造プロセスを複
雑化させることなく、高精度な球面形状を持つヘッドス
ライダ１１を備えた磁気ヘッド１０の製造工程で高い生
産性を実現することが可能になる。

【００４０】また、高応力膜２０の膜厚、膜質等を制御
することにより球面形状を任意にかつ高精度に調整する
ことが可能となる。

【００４１】また、従来技術のようにヘッドスライダ１
１に対して、分離後に、ラップ等の浮上面追加加工が不
必要となるため、たとえばヘッド素子１３を構成するＭ
Ｒ素子におけるＭＲ抵抗バラツキも押さえることができ
る。さらにラップ等の浮上面追加加工に伴う洗浄プロセ
スも省くことができ、洗浄液等によるヘッド素子１３の
腐食の防止も可能となる。

【００４２】また、従来技術では、ヘッドスライダの浮
上面においてレールの表面部分の表面（高硬度膜）と、
それ以外の溝部分（スライダの地肌）とでは、異なる材
質となり、磁気ディスク面の潤滑材等との相互作用が制
御しにくくなる。

【００４３】これに対して、本実施の形態の場合には、
必要に応じて、高応力膜２０および高硬度膜１２ａを、
硬度および圧縮残留応力の双方を満たす共通の材質また
は異なる材質で構成することにより、ヘッドスライダ１
１の浮上面１１ａの全体を、均質に設定でき、たとえば
この共通の材質として、磁気ディスク面上の潤滑材に対
する濡れ性の低い（すなわちヘッドスライダ１１の周辺
部等に潤滑材のメニスカスの発生しにくい）材料を用い
ることで、吸着力を低減でき、ヘッドスライダ１１の高
精度な球面形状と相まって、ヘッド吸着による障害をよ
り効果的に防止できる。

【００４４】さらに、必要に応じて、図４に例示される
ように、溝部１１ｂに形成された高応力膜２０の一部を
選択的に除去して、ヘッドスライダ１１の下地を露出さ
せることなく、任意の形状の加工溝２０ａを形成するこ
とで、高応力膜２０における圧縮残留応力の発現作用を
微調整することで、より高精度なクラウンＣ１およびキ
ャンバＣ２の形状を持つヘッドスライダ１１を制作する
ことが可能になる。また、ヘッドスライダ１１の下地を
露出させないので、濡れ性の変動等の不具合はない。

【００４５】さらに、図５に例示されるように、ヘッド
スライダ１１における浮上面１１ａと反対側の支持面１
１ｃの側に、必要に応じて所望の厚さや形状の高応力膜
２１（この高応力膜２１は、必要に応じて加工溝２１ａ
を持つことができる）を形成し、浮上面１１ａの側に形
成された高応力膜２０と、支持面１１ｃの側に形成され
た高応力膜２１の残留応力の発現の均衡状態を制御する
ことで、ヘッドスライダ１１に図６のように形成される
クラウンＣ１およびキャンバＣ２の量を制御してもよ
い。

【００４６】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４７】

【発明の効果】本発明の磁気ヘッドの加工方法によれ
ば、ヘッドスライダにおけるクラウンやキャンバ等の球
面形状加工における加工精度の向上を実現することがで
きる、という効果が得られる。

【００４８】また、本発明の磁気ヘッドの加工方法によ
れば、ヘッド素子の腐食等を懸念することなく、ヘッド
スライダにおけるクラウンやキャンバ等の球面形状加工
における加工精度の向上を実現することができる、とい
う効果が得られる。

【００４９】また、本発明の磁気ヘッドの加工方法によ
れば、ヘッドスライダの浮上面からの発塵等を生じるこ
となく、ヘッドスライダにおけるクラウンやキャンバ等
の球面形状加工での加工精度の向上を実現することがで
きる、という効果が得られる。

【００５０】また、本発明の磁気ヘッドの加工方法によ
れば、ヘッドスライダにおける浮上面の材質の制御によ
り、ヘッド吸着を防止することができる、という効果が
得られる。

【００５１】また、本発明の磁気ヘッドの加工方法によ
れば、複数のヘッドスライダの一括加工により、生産性
を向上させることができる、という効果が得られる。

【００５２】本発明の磁気ヘッドによれば、ヘッドスラ
イダにおけるクラウンやキャンバ等の球面形状加工にお
ける加工精度の向上により、浮上姿勢や動作特性の安定
化を実現することができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である磁気ヘッドの製造
方法によって製造された磁気ヘッドの構成の一例を示す
斜視図である。

【図２】本発明の一実施の形態である磁気ヘッドの製造
方法の製造過程のローバーの一部を示す斜視図である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施の形態であ
る磁気ヘッドの製造方法の一例を、工程順に示す側面図
である。

【図４】本発明の一実施の形態である磁気ヘッドの製造
方法の製造過程において高応力膜の一部を選択的に除去
したローバーの一部を示す斜視図である。

【図５】本発明の一実施の形態である磁気ヘッドの製造
方法の製造過程において浮上面と反対側の支持面に高応
力膜が形成されたローバーの一部を示す斜視図である。

【図６】本発明の一実施の形態である磁気ヘッドの製造
方法によって製造された磁気ヘッドにおけるクラウンお
よびキャンバの一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…ローバー、１ａ…ウェハ切断面、２…レジストパタ
ーン、１０…磁気ヘッド、１１…ヘッドスライダ、１１
ａ…浮上面（第１主面）、１１ｂ…溝部（凹凸構造）、
１１ｃ…支持面（第２主面）、１２…レール（凹凸構
造）、１２ａ…高硬度膜（第２の薄膜）、１３…ヘッド
素子、２０…高応力膜（第１の薄膜）、２０ａ…加工
溝、２１…高応力膜（第１の薄膜）、２１ａ…加工溝、
Ｃ１…クラウン、Ｃ２…キャンバ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山坂 稔 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 遠藤 正義 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Ｆターム(参考） 5D042 NA02 PA02 PA05 PA09 QA03 RA02 RA04 SA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に対向する第１主面に凹凸構造
   が形成されたヘッドスライダと、前記ヘッドスライダの
   一部に配置され、前記記録媒体に対する情報の記録およ
   び再生動作を行うヘッド素子とを含む磁気ヘッドの製造
   方法であって、 前記第１主面の前記凹凸構造における凹部、および前記
   第１主面と表裏をなす第２主面の少なくとも一方に第１
   の薄膜を形成し、前記第１の薄膜の残留応力にて、前記
   ヘッドスライダを前記第１主面側が前記記録媒体に対し
   て凸となるように変形させることを特徴とする磁気ヘッ
   ドの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法に
   おいて、前記凹凸構造は、前記第１主面に突設され、そ
   の表面に第２の薄膜が形成されたレールと、前記レール
   以外の凹部とからなり、前記凹部に前記第１の薄膜を形
   成することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の磁気ヘッドの製
   造方法において、 前記第１主面側に形成された前記第１の薄膜の一部を選
   択的に除去する第１の方法、 前記第２主面側に前記第１の薄膜を形成する第２の方
   法、 前記第２主面側に形成された前記第１の薄膜の一部を選
   択的に除去する第３の方法、 の少なくとも一つの方法を用いるか、または前記第１、
   第２および第３の方法を必要に応じてを組み合わせるこ
   とで、前記第１の薄膜の残留応力による前記ヘッドスラ
   イダの前記第１主面側の前記記録媒体に対する凸の変形
   量を調整することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３記載の磁気ヘッド
   の製造方法において、前記第１の薄膜は、厚さ寸法が１
   ｎｍ〜１００ｎｍで、圧縮残留応力が１〜１５ＧＰａの
   ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜からなること
   を特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】 記録媒体に対向する第１主面に凹凸構造
   が形成されたヘッドスライダと、前記ヘッドスライダの
   一部に配置され、前記記録媒体に対する情報の記録およ
   び再生動作を行うヘッド素子とを含む磁気ヘッドであっ
   て、 前記第１主面の前記凹凸構造における凹部、および前記
   第１主面と表裏をなす第２主面の少なくとも一方に圧縮
   残留応力を有する第１の薄膜を形成したことを特徴とす
   る磁気ヘッド。