JP2003208703A - Magnetic recording head, manufacturing method therefor and carbon protective film forming device - Google Patents

Magnetic recording head, manufacturing method therefor and carbon protective film forming device

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JP2003208703A
JP2003208703A JP2002004872A JP2002004872A JP2003208703A JP 2003208703 A JP2003208703 A JP 2003208703A JP 2002004872 A JP2002004872 A JP 2002004872A JP 2002004872 A JP2002004872 A JP 2002004872A JP 2003208703 A JP2003208703 A JP 2003208703A
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JP
Japan
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carbon
protective film
recording head
film
magnetic recording
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Application number
JP2002004872A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Sasaki
新治 佐々木
Shigeru Ono
茂 大野
Kenji Furusawa
賢司 古澤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording head having high corrosion resistance reliability, wherein coverage of a protective film is enhanced and a pinhole is hardly generated even when the protective film has ≤5 nm thin film thickness, to provide a manufacturing method therefor and to provide a carbon protective film forming device. <P>SOLUTION: In the magnetic recording head of a magnetic disk device wherein the surface to be opposed to a medium of a recording and reproducing element 1 to 3 is covered by the protective film 4 consisting of carbon or a laminated layer of carbon and silicon and the surface of the interface between the recording and reproducing element 1 to 3 and the protective layer 4 has ≥2 nm maximum depth Rv, the protective film 4 has ≤5 nm sum total film thickness and the surface of the protective film 4 has ≤0.5 nm center line average surface roughness Ra. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録ヘッド及
びその製造方法並びに炭素保護膜形成装置であり、特に
磁気ディスク装置に用いられる磁気記録ヘッドの浮上面
の平滑化技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording head, a method of manufacturing the same, and a carbon protective film forming apparatus, and more particularly to a technique for smoothing an air bearing surface of a magnetic recording head used in a magnetic disk device.

【0002】[0002]

【従来の技術】浮上面が炭素又は炭素と珪素とが積層し
た保護膜で覆われている磁気ディスク装置の磁気記録ヘ
ッドに関する技術として、従来、特開平4−27636
7号公報等が有る。従来の技術の具体的構成は、磁気記
録ヘッドの断面構造を図9に示すように、セラミック基
板1´、アルミナ膜2´及びパーマロイ膜3´からなる
素子について、バー切断後素子高さを制御する浮上面ラ
ップ加工を行い、その後、浮上面を炭素又は炭素4´と
珪素5´とが積層した保護膜で覆う工程により形成され
ていた。
2. Description of the Related Art As a technique relating to a magnetic recording head of a magnetic disk device in which an air bearing surface is covered with a protective film of carbon or carbon and silicon, a conventional technique is disclosed in JP-A-4-27636.
No. 7 publication is available. As a specific configuration of the conventional technique, as shown in FIG. 9 which is a sectional structure of a magnetic recording head, the element height after bar cutting is controlled for an element composed of a ceramic substrate 1 ′, an alumina film 2 ′ and a permalloy film 3 ′. The air bearing surface is lapped, and then the air bearing surface is covered with carbon or a protective film in which carbon 4'and silicon 5'are laminated.

【0003】また他の従来技術として、特開平8−12
0470号公報がある。この技術は、ガスクラスターイ
オンビームによる固体表面の研磨法を使用する。Ar等
のガスを真空中に高圧で吹き付け、断熱膨張作用で冷却
されたことにより生成するクラスターをイオン化し、さ
らに電界により加速して被処理基板表面に入射させる。
被処理基板ヘ照射されたガスクラスターイオンは被処理
基板との衝突で壊れ、その際クラスター構成原子又は分
子及び被加工物構成原子又は分子と多体衝突が生じ、被
処理基板表面に対して水平方向への運動が顕著になり、
その結果、被処理基板表面に対して横方向の切削が可能
となる。さらに被処理基板表面を横方向に粒子が運動す
ることにより、表面の凸部が主に削られ原子サイズでの
平坦な超精密研磨が得られることになる。
As another prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 8-12
There is a publication 0470. This technique uses a method of polishing a solid surface with a gas cluster ion beam. A gas such as Ar is blown into the vacuum at a high pressure, and the clusters generated by being cooled by the adiabatic expansion action are ionized and further accelerated by the electric field to be incident on the surface of the substrate to be processed.
The gas cluster ions irradiated to the substrate to be processed are broken by the collision with the substrate to be processed, in which case many atoms collide with the atoms or molecules forming the cluster and the atoms or molecules forming the workpiece, and are horizontal to the surface of the substrate to be processed. Movement in the direction becomes remarkable,
As a result, it becomes possible to cut laterally with respect to the surface of the substrate to be processed. Further, the particles move laterally on the surface of the substrate to be processed, so that the convex portions of the surface are mainly shaved and flat ultraprecision polishing in atomic size can be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平4−276367号公報のような製造方法による
と、磁気記録ヘッドの素子部浮上面はラップ仕上げによ
る面粗さを持っており、平均面粗さRaが2nm程度で
ある。この粗さの面に対し10nm程度の保護膜を成膜
しようとすると面の凹部に対しても十分な厚さの膜厚を
形成することができ、保護膜としての機能を得ることが
できた。しかし、磁気ディスク媒体への記録密度の増加
と共に磁気記録素子表面と媒体との距離をより近づけな
ければならず、保護膜の厚さもより薄くすることが必要
なった。そのため、素子表面の平均面粗さに対し十分な
カバレッジを得ることができなくなり、その結果、保護
膜に多数のピンホールが発生し腐食による記録再生不良
が発生するという問題点を有していた。
However, according to the manufacturing method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-276367, the air bearing surface of the element portion of the magnetic recording head has a surface roughness due to lapping, and the average surface roughness is Ra is about 2 nm. When a protective film having a thickness of about 10 nm is formed on the surface having this roughness, a film having a sufficient thickness can be formed even in the concave portion of the surface, and a function as a protective film can be obtained. . However, as the recording density on the magnetic disk medium has increased, the distance between the surface of the magnetic recording element and the medium has to be made closer, and the thickness of the protective film has to be made thinner. Therefore, sufficient coverage for the average surface roughness of the device surface cannot be obtained, and as a result, there are problems that a large number of pinholes are generated in the protective film and recording / reproduction failure due to corrosion occurs. .

【0005】また、上記特開平8−120470号公報
の開示するガスクラスターイオンビームを磁気記録ヘッ
ドの素子浮上面に照射し、その表面を平滑化しようと試
みた場合、該公報に記載された発明には磁気記録ヘッド
のような金属やセラミックで構成された複合材料に関し
ては考慮されていないため、個々の材料の物性に起因す
るスパッタイールドの違いにより、金属部分は多く削
れ、硬いセラミック部分の削れる量は少なく、結果とし
てそれぞれの材料毎の平坦性は向上するが、材料間で凸
凹の付いた状態になることが考えられる。このことは、
特に磁性体が浮上面から遠くなり、記録又は再生すべき
媒体との距離が広がり、記録再生素子として機能しなく
なる問題を有していた。
Further, when an attempt is made to irradiate the air bearing surface of a magnetic recording head with the gas cluster ion beam disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-120470 to smooth the surface, the invention described in the publication is disclosed. Does not consider composite materials composed of metals or ceramics, such as magnetic recording heads, so metal parts can be abraded much and hard ceramic parts can be abraded due to differences in sputter yield due to physical properties of individual materials. The amount is small, and as a result, the flatness of each material is improved, but it is conceivable that there will be unevenness between the materials. This is
In particular, there is a problem that the magnetic body becomes far from the air bearing surface, the distance to the medium to be recorded or reproduced increases, and the magnetic substance does not function as a recording / reproducing element.

【0006】本発明は、従来の技術の問題を解決するも
のであり、保護膜のカバレッジを向上し5nm以下の薄
い保護膜としてもピンホールの発生の少ない耐食信頼性
の高い磁気記録ヘッド及びその製造方法並びに炭素保護
膜形成装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the problems of the prior art, improves the coverage of the protective film, and has a highly corrosion-resistant magnetic recording head with few pinholes even if it is a thin protective film having a thickness of 5 nm or less, and a magnetic recording head thereof. An object is to provide a manufacturing method and a carbon protective film forming apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、記録再生素子
の媒体に相対する面(浮上面)が炭素又は炭素と珪素と
の積層からなる保護膜で覆われ、かつ、記録再生素子と
保護膜との界面の面性状が最大深さRv2nm以上であ
る磁気記録ヘッドであって、前記保護膜の合計膜厚が5
nm以下であり、かつ、保護膜の表面の中心線平均面粗
さRaが0.5nm以下である磁気記録ヘッドである。
According to the present invention, the surface (floating surface) of the recording / reproducing element facing the medium is covered with a protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon, and the recording / reproducing element is protected. A magnetic recording head having a surface property of an interface with a film having a maximum depth Rv of 2 nm or more, wherein a total film thickness of the protective film is 5
and a center line average surface roughness Ra of the surface of the protective film is 0.5 nm or less.

【0008】これにより、記録再生素子の表面に凹凸が
有ってRvが大きい界面の形状であっても、保護膜の最
表面は凹凸の少ない平坦な表面であり、保護膜にピンホ
ールを発生させることのない信頼性の高い磁気記録ヘッ
ドとすることができる。
As a result, even if the surface of the recording / reproducing element has irregularities and the interface has a large Rv, the outermost surface of the protective film is a flat surface with few irregularities, and pinholes are generated in the protective film. It is possible to obtain a highly reliable magnetic recording head that does not operate.

【0009】また、本発明は、記録再生素子の媒体に相
対する面が炭素又は炭素と珪素との積層からなる保護膜
で覆われている磁気記録ヘッドであって、前記保護膜の
合計膜厚が5nm以下であり、かつ、保護膜のピンホー
ル発生密度が、低濃度の酸溶液に浸漬するピンホール試
験により、記録再生素子上に発生する腐食痕の密度が1
×10個/cm以下である磁気記録ヘッドである。
The present invention also provides a magnetic recording head in which the surface of the recording / reproducing element facing the medium is covered with a protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon, and the total film thickness of the protective film is Is 5 nm or less, and the pinhole generation density of the protective film is 1 by the pinhole test of immersing in a low-concentration acid solution.
The magnetic recording head has a density of × 10 5 pieces / cm 2 or less.

【0010】これにより、記録再生素子の表面に凹凸が
有ってRvが大きい界面の形状であっても、ピンホール
の発生が少ない保護膜で覆われており、信頼性の高い磁
気記録ヘッドとすることができる。
As a result, even if the surface of the recording / reproducing element has irregularities and the interface has a large Rv, it is covered with the protective film that hardly causes pinholes, and thus the magnetic recording head is highly reliable. can do.

【0011】そして、本発明は、バー切断後再生素子高
さを制御する浮上面ラップ加工を行い、次に、記録再生
素子の媒体に相対する面に炭素又は炭素と珪素との積層
からなる保護膜で覆う磁気記録ヘッドの製造方法であっ
て、炭素又は炭素と珪素との積層の膜を形成すること
と、希ガスによるクラスターイオンビームを膜表面に照
射することとを交互に行う磁気記録ヘッドの製造方法で
ある。
According to the present invention, air bearing surface lapping is performed to control the height of the reproducing element after cutting the bar, and then the surface of the recording / reproducing element facing the medium is protected by carbon or a stack of carbon and silicon. A method of manufacturing a magnetic recording head covered with a film, which comprises alternately forming a film of carbon or a laminated film of carbon and silicon and irradiating the film surface with a cluster ion beam of a rare gas. Is a manufacturing method.

【0012】成膜時に希ガスによるクラスターイオンビ
ームを成膜表面にアシスト照射して、保護膜形成とガス
クラスターイオンビームを交互に照射すると、記録再生
素子の表面の凸部は削られて平坦になり、また、凹部は
そのまま保護膜が積層し、結果としてRvが大きくRp
が非常に少ない界面の形状になるため、保護膜の最表面
はガスクラスターイオンビームの平坦化効果により凹凸
の少ない平坦な表面を形成することができ保護膜にピン
ホールを発生させることのない信頼性の高い磁気記録ヘ
ッドとすることができる。
When the deposition surface is assisted with a cluster ion beam of a rare gas during film formation and the protective film formation and the gas cluster ion beam are alternately irradiated, the projections on the surface of the recording / reproducing element are scraped and flattened. In addition, the protective film is laminated as it is on the concave portion, resulting in a large Rv and Rp.
Since the shape of the interface is extremely small, the outermost surface of the protective film can form a flat surface with less unevenness due to the flattening effect of the gas cluster ion beam, and it is reliable without generating pinholes in the protective film. The magnetic recording head can have high properties.

【0013】更に、本発明は、バー切断後再生素子高さ
を制御する浮上面ラップ加工を行い、次に、記録再生素
子の媒体に相対する面が炭素又は炭素と珪素との積層か
らなる保護膜で覆う磁気記録ヘッドの製造方法であっ
て、希ガスによるクラスターイオンビームを形成中の保
護膜表面に照射しながら炭素又は炭素と珪素との積層か
らなる保護膜を浮上面に形成する磁気記録ヘッドの製造
方法である。
Further, according to the present invention, air bearing surface lapping is performed to control the height of the reproducing element after cutting the bar, and then the surface of the recording / reproducing element facing the medium is protected by carbon or a stack of carbon and silicon. A method of manufacturing a magnetic recording head covered with a film, comprising: forming a protective film composed of carbon or a stack of carbon and silicon on an air bearing surface while irradiating a surface of the protective film with a cluster gas of rare gas. It is a method of manufacturing a head.

【0014】成膜時に希ガスによるクラスターイオンビ
ームを成膜表面にアシスト照射して、保護膜形成とガス
クラスターイオンビームを同時に照射すると、記録再生
素子の表面の凸部は削られて平坦になり、また、凹部は
そのまま保護膜が積層し、結果としてRvが大きくRp
が非常に少ない界面の形状になるため、保護膜の最表面
はガスクラスターイオンビームの平坦化効果により凹凸
の少ない平坦な表面を形成することができ保護膜にピン
ホールを発生させることのない信頼性の高い磁気記録ヘ
ッドとすることができる。
When the surface of the film to be formed is assisted by irradiation with a cluster ion beam of a rare gas during film formation, and the protective film and the gas cluster ion beam are simultaneously irradiated, the projections on the surface of the recording / reproducing element are scraped and become flat. In addition, the protective film is laminated as it is on the concave portion, resulting in a large Rv and Rp.
Since the shape of the interface is extremely small, the outermost surface of the protective film can form a flat surface with less unevenness due to the flattening effect of the gas cluster ion beam, and it is reliable without generating pinholes in the protective film. The magnetic recording head can have high properties.

【0015】また、本発明は、アルゴンガスクラスター
イオンビームにおける個々のアルゴンガスクラスターイ
オンの加速電圧に、そのクラスターイオンの電荷価数を
かけ、更に個々のアルゴンクラスターイオンを構成する
原子数で割った値、つまりクラスターイオンの加速時に
クラスターを構成する原子1個当たりに与える運動エネ
ルギーを100eV以下とすることで、被加工物である
保護膜のごく表面のみに照射損傷を与え、膜内部及び下
地である磁気記録ヘッド素子部に欠陥を発生させないた
めに信頼性の高い磁気記録ヘッドを作ることができる。
Further, according to the present invention, the acceleration voltage of each argon gas cluster ion in the argon gas cluster ion beam is multiplied by the charge valence of the cluster ion, and further divided by the number of atoms constituting each argon cluster ion. By setting the value, that is, the kinetic energy given to each atom forming the cluster at the time of accelerating the cluster ions to 100 eV or less, irradiation damage is given only to the very surface of the protective film which is the workpiece, and the inside of the film and the underlying layer Since a defect does not occur in a certain magnetic recording head element portion, a highly reliable magnetic recording head can be manufactured.

【0016】更に、本発明は、炭素膜形成方法として炭
素ターゲットへのアーク放電によるカソーディックアー
ク法を使用し、その際、プロセス圧力が10−3Pa以
下である磁気記録ヘッドの製造方法である。
Furthermore, the present invention is a method for manufacturing a magnetic recording head, wherein a cathodic arc method by arc discharge to a carbon target is used as a carbon film forming method, and the process pressure is 10 −3 Pa or less. .

【0017】保護膜形成方法としてカソーディックアー
ク法を用いることで高真空下での膜形成が可能となり、
ガスクラスターイオンビームの照射を保護膜形成と同時
に行うことが可能となるため、成膜とクラスターイオン
照射の交互繰り返し処理に比べ格段と処理効率が良くな
りカバレッジの良いピンホールの少ない信頼性の高い磁
気記録ヘッドを高スループットで作ることができる。
By using the cathodic arc method as a protective film forming method, it becomes possible to form a film under high vacuum,
Since the irradiation of the gas cluster ion beam can be performed at the same time as the formation of the protective film, the processing efficiency is significantly improved compared to the alternate repeated processing of film formation and cluster ion irradiation, and the coverage is high and the pinholes are highly reliable. The magnetic recording head can be manufactured with high throughput.

【0018】また、本発明は、記録再生素子の媒体に相
対する面に炭素又は炭素と珪素との積層からなる炭素保
護膜を形成する装置であって、炭素ターゲットへのアー
ク放電によるカソーディックアーク法による炭素膜形成
部と、クラスターイオンビーム法による炭素膜照射部と
を備える炭素保護膜形成装置である。
The present invention is also an apparatus for forming a carbon protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon on a surface of a recording / reproducing element facing a medium, the method being a cathodic arc by arc discharge to a carbon target. A carbon protective film forming apparatus comprising a carbon film forming part by a method and a carbon film irradiating part by a cluster ion beam method.

【0019】これにより、保護膜形成とクラスターイオ
ンビーム照射を交互に又は同時に行うことが可能とな
り、処理効率が良くなり、カバレッジの良いピンホール
の少ない信頼性の高い磁気記録ヘッドを作ることができ
る。
As a result, the protective film formation and the cluster ion beam irradiation can be performed alternately or simultaneously, the processing efficiency is improved, and the magnetic recording head having good coverage and few pinholes and high reliability can be manufactured. .

【0020】更に、本発明は、バー切断後、再生素子高
さを制御する浮上面ラップ加工を行い、次に記録再生素
子の媒体に相対する面に炭素又は炭素と珪素との積層か
らなる保護膜で覆う磁気記録ヘッドの製造工程におい
て、炭素又は炭素と珪素との積層の膜を形成すること
と、その膜の表面に対し20度以内の浅い角度で入射す
るアルゴンイオンビームを照射することとを交互又は同
時に行う磁気記録ヘッドの製造方法である。
Further, according to the present invention, after cutting the bar, air bearing surface lapping is performed to control the height of the reproducing element, and then the surface of the recording / reproducing element facing the medium is protected by carbon or a stack of carbon and silicon. In a process of manufacturing a magnetic recording head covered with a film, forming a film of carbon or a laminated film of carbon and silicon, and irradiating an argon ion beam incident on the surface of the film at a shallow angle within 20 degrees. Is a method of manufacturing a magnetic recording head, in which

【0021】保護膜成膜時に同時又は交互に浅い角度で
アルゴンイオンビームを照射させることにより、記録再
生素子の凸部は削られて平坦になり、また凹部はそのま
ま保護膜が積層し、結果としてRvが大きく、Rpが少
ない界面の形状になるため、保護膜の最表面は凹凸の少
ない平坦な表面を形成することができ、保護膜にピンホ
ールを発生させることのない信頼性の高い磁気記録ヘッ
ドとすることができる。
Simultaneously or alternately irradiating the argon ion beam at a shallow angle during the formation of the protective film, the convex portion of the recording / reproducing element is ground and flattened, and the concave portion is laminated with the protective film as a result. Since the interface has a large Rv and a small Rp, the outermost surface of the protective film can form a flat surface with less unevenness, and highly reliable magnetic recording that does not generate pinholes in the protective film. It can be a head.

【0022】また本発明では、膜表面に入射する個々の
アルゴンイオンの運動エネルギーについて、入射する膜
表面に対する法線方向成分が100eV以下とすること
で、被加工物である保護膜のごく表面のみに照射損傷を
与え、膜内部及び下地である磁気記録ヘッド素子部に欠
陥を発生させないために信頼性の高い磁気記録ヘッドを
作ることができる。
Further, in the present invention, the kinetic energy of each argon ion incident on the film surface is set to 100 eV or less in the normal direction to the incident film surface, so that only the very surface of the protective film which is the workpiece is processed. It is possible to manufacture a highly reliable magnetic recording head because it does not cause irradiation damage and does not cause defects in the magnetic recording head element portion which is the inside of the film and the underlayer.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
本発明の磁気記録ヘッド及びその製造方法並びに製造装
置の概要及び実施例について、図1〜図8を用いて説明
する。図1は、実施例1の磁気記録ヘッドの素子部断面
構造説明図である。図2は、実施例1の磁気記録ヘッド
の浮上面研磨工程後の素子部断面構造説明図である。図
3は、実施例1の磁気記録ヘッドの最初の保護膜成膜後
の素子部断面構造説明図である。図4は、実施例1の磁
気記録ヘッドの最初のガスクラスターイオンビーム照射
後の素子部断面構造説明図である。図5は、実施例の磁
気記録ヘッドの2回目の保護膜成膜後の素子部断面構造
説明図である。図6は、実施例の磁気記録ヘッドの2回
目のガスクラスターイオンビーム照射後の素子部断面構
造説明図である。図7は、実施例の保護膜形成装置の一
例の説明図である。図8は、実施例の磁気記録ヘッドに
おける面粗さとピンホール密度の関係の説明図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described.
The outline and examples of the magnetic recording head, the manufacturing method thereof, and the manufacturing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of an element portion of the magnetic recording head of the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory view of the cross-sectional structure of the element portion of the magnetic recording head of Example 1 after the air bearing surface polishing step. FIG. 3 is an explanatory view of the cross-sectional structure of the element portion of the magnetic recording head of Example 1 after the first protective film is formed. FIG. 4 is an explanatory view of the cross-sectional structure of the element portion of the magnetic recording head of Example 1 after the first gas cluster ion beam irradiation. FIG. 5 is an explanatory view of the cross-sectional structure of the element portion of the magnetic recording head of the example after the second protective film formation. FIG. 6 is an explanatory view of the cross-sectional structure of the element portion of the magnetic recording head of the example after the second gas cluster ion beam irradiation. FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of the protective film forming apparatus of the embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram of the relationship between surface roughness and pinhole density in the magnetic recording head of the example.

【0024】以下、本発明の概要について、図1を用い
て説明する。本発明の磁気記録ヘッドは、記録再生素子
の媒体に相対する面が炭素又は炭素と珪素との積層から
なる保護膜で覆われ、かつ、記録再生素子と保護膜との
界面の面性状が最大深さRv2nm以上であって、保護
膜の合計膜厚が5nm以下であり、かつ、保護膜の表面
の中心線平均面粗さRaが0.5nm以下である。ま
た、保護膜のピンホール発生密度が、低濃度の酸溶液に
浸漬するピンホール試験により、記録再生素子上に発生
する腐食痕の密度が1×10個/cm以下である。
磁気記録ヘッドの素子部断面を図1に示すように、セラ
ミック基板1上にアルミナ膜2にはさまれてパーマロイ
3が形成され、それらを切断し研磨して浮上面が形成さ
れる。研磨加工後の浮上面は、研磨加工によるスクラッ
チにより合計膜厚Rmax8〜15nmの粗さがある。
特に材質の柔らかいパーマロイ膜3にスクラッチは集中
する。保護膜形成とガスクラスターイオンビームを交互
に照射すると記録再生素子の表面の凸部は削られて平坦
になる。凹部はそのまま保護膜4が積層するため結果と
して、最大深さRvが大きいが、最大高さRpが非常に
少ない界面の形状になる。最大高さRpを1nm以下と
することができる。保護膜4の最表面はガスクラスター
イオンビームの平坦化効果により凹凸の少ない平坦な表
面を形成することが可能となり、保護膜4にピンホール
を発生させることのない信頼性の高い磁気記録ヘッドを
作ることができる。
The outline of the present invention will be described below with reference to FIG. In the magnetic recording head of the present invention, the surface of the recording / reproducing element facing the medium is covered with a protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon, and the surface property of the interface between the recording / reproducing element and the protective film is maximum. The depth Rv is 2 nm or more, the total film thickness of the protective film is 5 nm or less, and the center line average surface roughness Ra of the surface of the protective film is 0.5 nm or less. Further, the density of pinholes generated in the protective film is 1 × 10 5 pieces / cm 2 or less by the pinhole test of immersing in a low-concentration acid solution.
As shown in FIG. 1 which is a cross-sectional view of the magnetic recording head, a permalloy 3 is formed on a ceramic substrate 1 by being sandwiched by an alumina film 2. The permalloy 3 is cut and polished to form an air bearing surface. The air bearing surface after polishing has a roughness of a total film thickness Rmax of 8 to 15 nm due to scratches caused by polishing.
In particular, scratches concentrate on the soft permalloy film 3. When the protective film is formed and the gas cluster ion beam is alternately irradiated, the convex portion on the surface of the recording / reproducing element is scraped and becomes flat. Since the protective film 4 is laminated as it is on the concave portion, as a result, the maximum depth Rv is large, but the maximum height Rp is very small. The maximum height Rp can be 1 nm or less. The outermost surface of the protective film 4 can be formed into a flat surface with less unevenness due to the flattening effect of the gas cluster ion beam, and a highly reliable magnetic recording head that does not generate pinholes in the protective film 4 can be provided. Can be made.

【0025】本発明の磁気記録ヘッド及びその製造方法
と炭素保護膜形成装置について、実施例により具体的に
説明する。本実施例の磁気記録ヘッドの断面を図1に示
すように、セラミック基板1上にアルミナ膜2に挟まれ
てパーマロイ3が形成され、それらを切断し研磨して浮
上面が形成される。研磨加工後の浮上面は、研磨加工に
よるスクラッチによりRmax8〜15nmの粗さがあ
る。特に材質の柔らかいパーマロイ膜3にスクラッチは
集中する。炭素保護膜形成とガスクラスターイオンビー
ムの照射を交互に行うと記録再生素子の表面の凸部は削
られて平坦になる。凹部はそのまま炭素保護膜4が積層
するため結果として、最大深さRvが大きく、最大高さ
Rpが非常に少ない界面の形状になる。炭素保護膜4の
最表面はガスクラスターイオンビームの平坦化効果によ
り凹凸の少ない平坦な表面を形成することができ、炭素
保護膜4にピンホールを発生させることのない信頼性の
高い磁気記録ヘッドを作ることができる。
The magnetic recording head, the method for manufacturing the same, and the carbon protective film forming apparatus of the present invention will be specifically described with reference to examples. As shown in the sectional view of the magnetic recording head of this embodiment, a permalloy 3 is formed on a ceramic substrate 1 by being sandwiched between alumina films 2 and cut and polished to form an air bearing surface. The air bearing surface after polishing has a roughness of Rmax of 8 to 15 nm due to scratches caused by polishing. In particular, scratches concentrate on the soft permalloy film 3. When the formation of the carbon protective film and the irradiation of the gas cluster ion beam are alternately performed, the convex portion on the surface of the recording / reproducing element is scraped and becomes flat. Since the carbon protective film 4 is laminated as it is on the concave portion, as a result, the interface shape has a large maximum depth Rv and a very small maximum height Rp. The outermost surface of the carbon protective film 4 can form a flat surface with less unevenness due to the flattening effect of the gas cluster ion beam, and a highly reliable magnetic recording head that does not generate pinholes in the carbon protective film 4. Can be made.

【0026】炭素保護膜形成装置を図7に示す。本装置
は、炭素ターゲットへのアーク放電によるカソーディッ
クアーク法による炭素膜形成部と、クラスターイオンビ
ーム法による炭素膜照射部とを備えており、ガス導入部
11、クラスター生成室12、超音速ノズル13、スキ
ーマ14、イオン化加速電極15、TMP16、マスフ
ィルタ17、炭素イオン源18を有する。真空チェンバ
に載置された被処理基板21に対しガスクラスターイオ
ンビーム31とカーボンプラズマ32を同時もしくは交
互に照射することができる。カーボンプラズマ32は炭
素イオン源18でカーボンターゲットへのアーク放電に
より形成される。またガスクラスターイオンビーム31
はArガス導入部11より2×10〜10Paの高
圧で供給されたArガスが超音速ノズル13から1Pa
以下のクラスター生成室12に噴出する。Arガスは断
熱膨張により沸点以下に冷却さ凝集して数10〜数10
00個の原子からなるArクラスタービームを形成す
る。Arクラスターはビームの指向性付与とオリフィス
をかねたスキーマ14を通りイオン化加速電極15に導
かれる。ここでクラスターは電子照射によりイオン化さ
れさらに1〜20kVの範囲で加速される。加速された
クラスターイオンビームは、直交磁界で構成されたマス
フィルター17を通ることで、分子量4000以下の小
さいクラスター及びモノマーを排除し、より大きいクラ
スターのみを基板に照射する。
A carbon protective film forming apparatus is shown in FIG. This device is equipped with a carbon film forming part by a cathodic arc method by arc discharge to a carbon target and a carbon film irradiating part by a cluster ion beam method, and a gas introduction part 11, a cluster generation chamber 12, a supersonic nozzle. 13, a schema 14, an ionization acceleration electrode 15, a TMP 16, a mass filter 17, and a carbon ion source 18. The substrate 21 to be processed placed on the vacuum chamber can be irradiated with the gas cluster ion beam 31 and the carbon plasma 32 simultaneously or alternately. The carbon plasma 32 is formed by the arc discharge to the carbon target by the carbon ion source 18. Also, gas cluster ion beam 31
The Ar gas supplied from the Ar gas introduction unit 11 at a high pressure of 2 × 10 5 to 10 6 Pa is 1 Pa from the supersonic nozzle 13.
It is ejected to the following cluster generation chamber 12. Ar gas is cooled to a temperature below the boiling point by adiabatic expansion and aggregates to form several tens to several tens.
An Ar cluster beam consisting of 00 atoms is formed. The Ar cluster is guided to the ionization accelerating electrode 15 through the beam directivity and the schema 14 which also serves as an orifice. Here, the clusters are ionized by electron irradiation and further accelerated in the range of 1 to 20 kV. The accelerated cluster ion beam passes through the mass filter 17 constituted by the orthogonal magnetic field to eliminate small clusters and monomers having a molecular weight of 4000 or less, and irradiate only larger clusters on the substrate.

【0027】実施例の磁気記録ヘッドにおける保護膜形
成プロセスについて、図2〜図6を用いて説明する。図
2では記録再生素子の浮上面を研磨加工した直後の状態
を示している。研磨加工後の浮上面は研磨加工によるス
クラッチによりRmax10nmの粗さがあった。特に
材質の柔らかいパーマロイ膜3にスクラッチは集中す
る。
A protective film forming process in the magnetic recording head of the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a state immediately after polishing the air bearing surface of the recording / reproducing element. The air bearing surface after polishing had a roughness of Rmax of 10 nm due to scratches caused by polishing. In particular, scratches concentrate on the soft permalloy film 3.

【0028】図3は保護膜4aを浮上面上に10nm形
成した状態を示している。この面に保護膜4aを形成す
るとスクラッチの凸部はそのまま浮上面から突出し、最
悪の場合記録媒体と接触し故障に至る。またスクラッチ
凹部は保護膜4aの付き周りが悪くピンホールが発生し
やすく腐食による故障の原因になる。
FIG. 3 shows a state in which the protective film 4a is formed on the air bearing surface to a thickness of 10 nm. When the protective film 4a is formed on this surface, the convex portion of the scratch directly projects from the air bearing surface and, in the worst case, comes into contact with the recording medium and causes a failure. In addition, the scratch recess has a poor adhesion around the protective film 4a, and pinholes are easily generated, which causes a failure due to corrosion.

【0029】成膜した保護膜4aの表面にガスクラスタ
ーイオンビームを照射した後の状態を図4に示す。ガス
クラスターイオンビームの照射条件は、ガスとしてAr
を用い、平均クラスターサイズは560個、平均分子量
は22400である。加速電圧は5kvとし、照射量は
5×1015dose/cmであった。この条件では
10nmあった保護膜4は2nmまでエッチングされ
る。ガスクラスターイオンビームによるエッチングは、
巨大なクラスターの衝突により、表面に沿った方向にそ
の構成分子が崩壊するため、特に凸部に対しエッチレー
トが高くなる性質を有している。そのためスクラッチ部
の上に堆積した保護膜は選択的にエッチングされ、大き
な突起部では下地の材料が露出する状態になる。この状
態の表面粗さは、Rmax4nm、中心線平均面粗さR
a0.4nmで、最大高さRp1nm、最大深さPvは
3nmであった。
FIG. 4 shows a state after the surface of the formed protective film 4a is irradiated with the gas cluster ion beam. The irradiation condition of the gas cluster ion beam is Ar as a gas.
The average cluster size is 560 and the average molecular weight is 22,400. The acceleration voltage was 5 kv, and the irradiation amount was 5 × 10 15 dose / cm 2 . Under this condition, the protective film 4 having a thickness of 10 nm is etched to 2 nm. Etching by gas cluster ion beam
Due to the collision of huge clusters, the constituent molecules collapse in the direction along the surface, which has the property of increasing the etching rate especially for the convex portions. Therefore, the protective film deposited on the scratches is selectively etched, so that the underlying material is exposed at the large protrusions. The surface roughness in this state is Rmax 4 nm, center line average surface roughness R
The maximum height Rp was 1 nm and the maximum depth Pv was 3 nm at a 0.4 nm.

【0030】図4の状態の上に炭素膜4bを10nm形
成した状態を図5に示す。そして、図5の状態の表面に
ガスクラスターイオンビームを照射した後の状態を図6
に示す。ガスクラスターイオンビームの照射条件は、図
4の場合と同様にガスはArを用い、平均クラスターサ
イズは560個、平均分子量は22400である。加速
電圧は5kvとし、照射量は5×1015dose/c
であった。この条件では、10nmあった炭素膜4
bは2nmまでエッチングされる。この時点で保護膜の
合計厚は4nmである。また保護膜表面の粗さはRma
x3nm、中心線平均面粗さRa0.3nmであった。
FIG. 5 shows a state in which a carbon film 4b having a thickness of 10 nm is formed on the state shown in FIG. The state of FIG. 5 after the surface is irradiated with the gas cluster ion beam is shown in FIG.
Shown in. As for the irradiation conditions of the gas cluster ion beam, Ar is used as the gas, the average cluster size is 560, and the average molecular weight is 22,400, as in the case of FIG. The acceleration voltage is 5 kv, and the irradiation dose is 5 × 10 15 dose / c
It was m 2 . Under this condition, the carbon film 4 having a thickness of 10 nm
b is etched to 2 nm. At this point, the total thickness of the protective film is 4 nm. The roughness of the protective film surface is Rma.
The average surface roughness Ra was 0.3 nm.

【0031】ガスクラスターイオンビームの照射量を変
え保護膜の表面粗さに対する保護膜のピンホール発生密
度を測定した結果を図8に示す。保護膜厚は4nmであ
る。ピンホールの測定方法は、10%に希釈した塩酸溶
液中に保護膜を形成した素子を30分間浸漬し、パーマ
ロイ表面に発生した点蝕の数を光学顕微鏡観察によりカ
ウントすることにより行った。その結果、Rmax値の
増加に対しピンホール密度は対数的に増加することが判
った。素子面積に対し十分少ない10個/cm以下
にするためには表面粗さをRmax5nm以下にする必
要があり、本実施例による平坦化手法により実用的なレ
ベルまでピンホールを減らすことが可能となることが判
った。
FIG. 8 shows the results of measuring the pinhole generation density of the protective film against the surface roughness of the protective film by changing the irradiation amount of the gas cluster ion beam. The protective film thickness is 4 nm. The pinhole was measured by immersing the element having the protective film formed therein in a hydrochloric acid solution diluted to 10% for 30 minutes, and counting the number of pitting corrosion generated on the surface of Permalloy by observing with an optical microscope. As a result, it was found that the pinhole density increased logarithmically as the Rmax value increased. The surface roughness needs to be Rmax 5 nm or less in order to reduce the number to 10 5 pieces / cm 2 or less, which is sufficiently smaller than the element area, and the planarization method according to the present embodiment can reduce pinholes to a practical level. It turns out that

【0032】以上実施例で説明したように、本発明は、
平坦化すべき磁気記録素子表面に直接ガスクラスターイ
オンビームを照射するのではなく、保護膜成膜時にガス
クラスターイオンビームを同時又は成膜と交互に照射し
保護膜表面の平坦化を行うものである。ガスクラスター
イオンビームを直接磁気記録素子表面に照射しその表面
を平滑化しようと試みた場合、金属磁性体やセラミック
の複合体である磁気記録ヘッドの素子部は材料毎にガス
クラスターイオンの入射に対するエッチングレートが異
なり、柔らかい磁性体は多く削れ、硬いセラミック部分
は残る。同一材料の中では平滑化は可能であるが、材料
毎に凸凹のついた状態になり特に磁性体が浮上面から遠
くなるために記録又は再生すべき媒体との距離が広がり
記録再生素子として機能しなくなる。そこで本発明では
保護膜をいったん成膜する事で表面を同一材料にし、そ
の上からガスクラスターイオンビームを照射する事で表
面の平坦化を図る。しかし成膜後1回のガスクラスター
イオンビーム照射だけでは保護膜を所定の厚さまで削っ
た時点で下地の凸部が表面に近づき場合によっては露出
して保護膜にピンホールを発生させてしまう。そこでガ
スクラスターイオンビームの照射を成膜した保護膜が残
り1〜2nmになるところまで続け、その後保護膜を再
度成膜して所定の膜厚にする。またはさらに厚く成膜し
再度ガスクラスターイオンビームを照射し所定の膜厚ま
で削る。成膜とガスクラスターイオンビーム照射の繰り
返しが多いほど表面の平坦度は向上する。このようにし
て、保護膜のカバレッジを向上し5nm以下の薄い保護
膜によってもピンホールの発生の少ない耐食信頼性の高
い磁気記録ヘッドを生産することができる。
As described in the above embodiments, the present invention is
The surface of the magnetic recording element to be flattened is not directly irradiated with the gas cluster ion beam, but the surface of the protective film is planarized by simultaneously or alternately irradiating the gas cluster ion beam during film formation of the protective film. . When the surface of a magnetic recording element is directly irradiated with a gas cluster ion beam and an attempt is made to smooth the surface, the element part of the magnetic recording head, which is a composite of a magnetic metal and a ceramic, is exposed to gas cluster ions for each material. The etching rate is different, and many soft magnetic materials are scraped off, leaving hard ceramic parts. Smoothing is possible within the same material, but since each material becomes uneven, the magnetic material becomes far from the air bearing surface, so the distance to the medium to be recorded or reproduced increases and it functions as a recording / reproducing element. Will not do. Therefore, in the present invention, the protective film is once formed to make the surface the same material, and the surface is planarized by irradiating the surface with a gas cluster ion beam. However, if the gas cluster ion beam irradiation is performed only once after the film formation, the convex portion of the base comes close to the surface when the protective film is shaved to a predetermined thickness, and in some cases it is exposed to form a pinhole in the protective film. Therefore, the irradiation of the gas cluster ion beam is continued until the remaining protective film becomes 1 to 2 nm, and then the protective film is formed again to a predetermined film thickness. Alternatively, a thicker film is formed and the gas cluster ion beam is irradiated again to reduce the film thickness to a predetermined value. The more the film formation and the gas cluster ion beam irradiation are repeated, the more the surface flatness is improved. In this way, it is possible to improve the coverage of the protective film and to produce a magnetic recording head having high corrosion resistance and high reliability, with few pinholes even with a thin protective film of 5 nm or less.

【0033】以下に本発明の第2の実施例について説明
する。本実施例は先に述べた第1の実施例に対し、平坦
化の方法としてアルゴンガスクライスターイオンビーム
の照射に変えて、モノマーのアルゴンイオンビームを用
いる。加工対象とした磁気記録ヘッドは第1の実施例と
同じ構造で、同じ研磨工程により加工したものを用い
た。したがって、研磨加工後の浮上面は、研磨加工によ
るスクラッチによりRmax8nm〜15nmの粗さが
ある。この表面に保護膜を10nm成膜し、次にアルゴ
ンイオンビームを照射した。実験したアルゴンガスイオ
ンビームの照射条件は、アルゴンイオンの加速電圧を3
00Vとし、基板への入射角度を基板表面に対して15
度に設定した。垂直に入射する面でのイオン電流密度は
1.1A/mであった。この条件で1分間照射を行い
保護膜を8nmエッチングした。斜め入射のイオンによ
るエッチングは特に凸部に対しエッチレートが高くなる
性質を有している。そのため凸部はエッチングされて除
去され、凹部は保護膜が堆積したままとなる。その後更
に保護膜を10nm成膜したのち、同じ条件で1分間ア
ルゴンイオンビームを照射する。この時点で保護膜の合
計膜厚は4nmである。このときの保護膜表面の粗さは
Rmax3.5nm、平均面粗さRa0.4nmであっ
た。このようにガスクラスターイオンビームだけでなく
モノマーのイオンビームを低い入射角で照射した場合で
も同様の平坦化効果を得られ、保護膜のカバレッジを向
上させることにより、5nm以下の薄い保護膜によって
もピンホールの発生の少ない耐食信頼性の高い磁気記録
ヘッドを生産することができる。
The second embodiment of the present invention will be described below. In this embodiment, a monomer argon ion beam is used instead of the irradiation of an argon gas crystallite ion beam as a planarization method in contrast to the first embodiment described above. The magnetic recording head to be processed had the same structure as that of the first embodiment and was processed by the same polishing process. Therefore, the air bearing surface after polishing has a roughness of Rmax of 8 nm to 15 nm due to scratches caused by polishing. A protective film having a thickness of 10 nm was formed on this surface, and then an argon ion beam was irradiated. The irradiation condition of the argon gas ion beam used in the experiment was that the acceleration voltage of the argon ion was 3
00V, and the incident angle to the substrate is 15 with respect to the substrate surface.
Set in degrees. The ion current density at the plane of vertical incidence was 1.1 A / m 2 . Irradiation was performed for 1 minute under these conditions to etch the protective film by 8 nm. Etching by obliquely incident ions has the property of increasing the etching rate especially for the convex portions. Therefore, the convex portion is etched and removed, and the protective film remains deposited on the concave portion. Thereafter, a protective film having a thickness of 10 nm is further formed, and then an argon ion beam is irradiated for 1 minute under the same conditions. At this point, the total film thickness of the protective film is 4 nm. At this time, the surface roughness of the protective film was Rmax 3.5 nm and the average surface roughness Ra was 0.4 nm. In this way, not only the gas cluster ion beam but also the monomer ion beam is irradiated at a low incident angle, and the same planarization effect can be obtained, and the coverage of the protective film is improved. A magnetic recording head with few pinholes and high corrosion resistance can be produced.

【0034】なお、実施例では、保護膜として炭素膜を
形成することで説明したが、炭素と珪素との積層膜を形
成することも可能であり、同様な作用効果を奏すること
ができる。
In the embodiment, the carbon film is formed as the protective film, but it is also possible to form a laminated film of carbon and silicon, and the same effect can be obtained.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、保護膜のカバレッジを
向上し5nm以下の薄い保護膜としてもピンホールの発
生の少ない耐食信頼性の高い磁気記録ヘッド及びその製
造方法並びに炭素保護膜形成装置を得ることができる。
According to the present invention, the magnetic recording head with improved corrosion resistance and reliability, which improves the coverage of the protective film and has few pinholes even if it is a thin protective film having a thickness of 5 nm or less, a manufacturing method thereof, and a carbon protective film forming apparatus. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1の磁気記録ヘッドの素子部断面構造説
明図。
FIG. 1 is an explanatory view of a cross-sectional structure of an element portion of a magnetic recording head of Example 1.

【図2】実施例1の磁気記録ヘッドの浮上面研磨工程後
の素子部断面構造説明図。
FIG. 2 is an explanatory view of the cross-sectional structure of the element portion of the magnetic recording head of Example 1 after the air bearing surface polishing step.

【図3】実施例1の磁気記録ヘッドの最初の保護膜成膜
後の素子部断面構造説明図。
FIG. 3 is an explanatory view of a cross-sectional structure of an element portion of the magnetic recording head of Example 1 after the first protective film is formed.

【図4】実施例1の磁気記録ヘッドの最初のガスクラス
ターイオンビーム照射後の素子部断面構造説明図。
FIG. 4 is an explanatory view of the cross-sectional structure of the element portion of the magnetic recording head of Example 1 after the first gas cluster ion beam irradiation.

【図5】実施例の磁気記録ヘッドの2回目の保護膜成膜
後の素子部断面構造説明図。
FIG. 5 is an explanatory view of the cross-sectional structure of the element portion of the magnetic recording head of the embodiment after the second protective film formation.

【図6】実施例の磁気記録ヘッドの2回目のガスクラス
ターイオンビーム照射後の素子部断面構造説明図。
FIG. 6 is an explanatory view of the cross-sectional structure of the element portion of the magnetic recording head of the embodiment after the second irradiation with the gas cluster ion beam.

【図7】実施例の保護膜形成装置の一例の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of a protective film forming apparatus according to an embodiment.

【図8】実施例の磁気記録ヘッドにおける面粗さとピン
ホール密度の関係の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a relationship between surface roughness and pinhole density in the magnetic recording head of the example.

【図9】従来技術に基づく磁気記録ヘッドの素子部断面
構造説明図。
FIG. 9 is an explanatory view of a sectional structure of an element portion of a magnetic recording head based on a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミック基板 2 アルミナ膜 3 パーマロイ膜 4、4a、4b 炭素膜 5 珪素膜 11 ガス導入部 12 クラスター生成室 13 超音速ノズル 14 スキーマ 15 イオン化加速電極 16 TMP 17 マスフィルタ 18 炭素イオン源 21 被処理基板 31 ガスクラスターイオンビーム 32 カーボンプラズマ 1 Ceramic substrate 2 Alumina film 3 Permalloy film 4, 4a, 4b carbon film 5 Silicon film 11 Gas introduction section 12 Cluster generation room 13 Supersonic nozzle 14 Schema 15 Ionization acceleration electrode 16 TMP 17 Mass filter 18 Carbon ion source 21 substrate to be processed 31 gas cluster ion beam 32 carbon plasma

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古澤 賢司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Fターム(参考) 5D111 AA13 AA24 FF07 FF15 FF23 GG12 JJ03 KK20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kenji Furusawa             292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory F-term (reference) 5D111 AA13 AA24 FF07 FF15 FF23                       GG12 JJ03 KK20

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録再生素子の媒体に相対する面が炭素
又は炭素と珪素との積層からなる保護膜で覆われ、か
つ、記録再生素子と保護膜との界面の面性状が最大深さ
Rv2nm以上である磁気記録ヘッドであって、 前記保護膜の合計膜厚が5nm以下であり、かつ、保護
膜の表面の中心線平均面粗さRaが0.5nm以下であ
ることを特徴とする磁気記録ヘッド。
1. A surface of a recording / reproducing element facing a medium is covered with a protective film composed of carbon or a stack of carbon and silicon, and a surface texture of an interface between the recording / reproducing element and the protective film has a maximum depth Rv2 nm. The magnetic recording head as described above, wherein the total film thickness of the protective film is 5 nm or less, and the center line average surface roughness Ra of the surface of the protective film is 0.5 nm or less. Recording head.
【請求項2】 記録再生素子の媒体に相対する面が炭素
又は炭素と珪素との積層からなる保護膜で覆われている
磁気記録ヘッドであって、 前記保護膜の合計膜厚が5nm以下であり、かつ、保護
膜のピンホール発生密度が、低濃度の酸溶液に浸漬する
ピンホール試験により、記録再生素子上に発生する腐食
痕の密度が1×10個/cm以下であることを特徴
とする磁気記録ヘッド。
2. A magnetic recording head in which a surface of a recording / reproducing element facing a medium is covered with a protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon, and the total film thickness of the protective film is 5 nm or less. Yes, and the density of pinholes generated in the protective film is 1 × 10 5 pieces / cm 2 or less by the pinhole test of immersing in a low-concentration acid solution. A magnetic recording head characterized by.
【請求項3】 バー切断後再生素子高さを制御する浮上
面ラップ加工を行い、次に、記録再生素子の媒体に相対
する面に炭素又は炭素と珪素との積層からなる保護膜で
覆う磁気記録ヘッドの製造方法であって、 炭素又は炭素と珪素との積層の膜を形成することと、希
ガスによるクラスターイオンビームを膜表面に照射する
こととを交互に行うことを特徴とする磁気記録ヘッドの
製造方法。
3. After the bar is cut, air bearing surface lapping is performed to control the height of the reproducing element, and then the surface of the recording / reproducing element facing the medium is covered with a protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon. A method of manufacturing a recording head, comprising: forming a film of carbon or a laminated film of carbon and silicon; and irradiating the film surface with a cluster ion beam of a rare gas alternately. Head manufacturing method.
【請求項4】 バー切断後再生素子高さを制御する浮上
面ラップ加工を行い、次に、記録再生素子の媒体に相対
する面が炭素又は炭素と珪素との積層からなる保護膜で
覆う磁気記録ヘッドの製造方法であって、 希ガスによるクラスターイオンビームを形成中の保護膜
表面に照射しながら炭素又は炭素と珪素との積層からな
る保護膜を浮上面に形成することを特徴とする磁気記録
ヘッドの製造方法。
4. A magnetic layer which is formed by lapping air bearing surfaces for controlling the height of the reproducing element after cutting the bar and then covering the surface of the recording / reproducing element facing the medium with a protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon. A method of manufacturing a recording head, comprising forming a protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon on an air bearing surface while irradiating a surface of the protective film with a cluster ion beam of a rare gas. Recording head manufacturing method.
【請求項5】 請求項3又は4に記載の磁気記録ヘッド
の製造方法において、 個々のアルゴンガスクラスターイオンの加速電圧にその
クラスターイオンの電荷価数をかけ、更に個々のアルゴ
ンクラスターイオンを構成する原子数で割った値、つま
りクラスターを構成する原子1個当たりに与える運動エ
ネルギーが100eV以下であることを特徴とする磁気
記録ヘッドの製造方法。
5. The method of manufacturing a magnetic recording head according to claim 3, wherein the accelerating voltage of each argon gas cluster ion is multiplied by the charge valence of the cluster ion to further form each argon cluster ion. A method of manufacturing a magnetic recording head, characterized in that the value divided by the number of atoms, that is, the kinetic energy applied to each atom constituting the cluster is 100 eV or less.
【請求項6】 請求項3又は4に記載の磁気記録ヘッド
の製造方法において、 炭素膜形成方法として炭素ターゲットへのアーク放電に
よるカソーディックアーク法を使用し、その際、プロセ
ス圧力が10−3Pa以下であることを特徴とする磁気
記録ヘッドの製造方法。
6. The method of manufacturing a magnetic recording head according to claim 3 or 4, wherein a cathodic arc method by arc discharge to a carbon target is used as a carbon film forming method, in which a process pressure is 10 −3. A method of manufacturing a magnetic recording head, characterized in that it is Pa or less.
【請求項7】 記録再生素子の媒体に相対する面に炭素
又は炭素と珪素との積層からなる炭素保護膜を形成する
装置であって、 炭素ターゲットへのアーク放電によるカソーディックア
ーク法による炭素膜形成部と、クラスターイオンビーム
法による炭素膜照射部とを備えることを特徴とする炭素
保護膜形成装置。
7. A device for forming a carbon protective film composed of carbon or a stack of carbon and silicon on a surface of a recording / reproducing element facing a medium, the carbon film being formed by a cathodic arc method by arc discharge to a carbon target. An apparatus for forming a carbon protective film, comprising: a forming unit; and a carbon film irradiating unit using a cluster ion beam method.
【請求項8】 バー切断後、再生素子高さを制御する浮
上面ラップ加工を行い、次に記録再生素子の媒体に相対
する面に炭素又は炭素と珪素との積層からなる保護膜で
覆う磁気記録ヘッドの製造方法であって、 炭素又は炭素と珪素との積層の膜を形成することと、そ
の膜の表面に対し20度以内の浅い角度で入射するアル
ゴンイオンビームを照射することとを交互に行うことを
特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
8. After cutting the bar, magnetic wrapping is performed to control the height of the reproducing element, and then the surface of the recording / reproducing element facing the medium is covered with a protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon. A method of manufacturing a recording head, comprising forming a film of carbon or a laminated film of carbon and silicon and irradiating an argon ion beam incident on the surface of the film at a shallow angle within 20 degrees. A method of manufacturing a magnetic recording head, comprising:
【請求項9】 バー切断後、再生素子高さを制御する浮
上面ラップ加工を行い、次に記録再生素子の媒体に相対
する面に炭素又は炭素と珪素との積層からなる保護膜で
覆う磁気記録ヘッドの製造方法であって、 炭素又は炭素と珪素との積層の膜を形成するのと同時
に、その膜の表面に対し20度以内の浅い角度で入射す
るアルゴンイオンビームを照射することを特徴とする磁
気記録ヘッドの製造方法。
9. After cutting the bar, magnetic wrapping for controlling the height of the reproducing element is performed, and then the surface of the recording / reproducing element facing the medium is covered with a protective film made of carbon or a stack of carbon and silicon. A method of manufacturing a recording head, comprising forming a film of carbon or a laminated film of carbon and silicon and irradiating an argon ion beam incident on the surface of the film at a shallow angle within 20 degrees. And a method for manufacturing a magnetic recording head.
【請求項10】 請求項8又は9に記載の磁気記録ヘッ
ドの製造方法において、 膜表面に入射する個々のアルゴンイオンの運動エネルギ
ーについて、入射する膜表面に対する法線方向成分が1
00eV以下であることを特徴とする磁気記録ヘッドの
製造方法。
10. The method of manufacturing a magnetic recording head according to claim 8 or 9, wherein the kinetic energy of each argon ion incident on the film surface has a component in the direction normal to the incident film surface of 1.
A method of manufacturing a magnetic recording head, wherein the magnetic recording head is not more than 00 eV.
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