JP2005182883A - ヘッドスライダおよび磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 浮上安定性に優れ高密度記録に適するとともに製造歩留まりの良好なヘッドスライダおよび磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】 空気流入端１０ａ側の近傍にフロントレール１６、空気流出端１０ｂ側の近傍にリアセンターレール１８、そのヘッドスライダ幅方向の両側にはリアサイドレール１９が形成され、それぞれ空気ベアリング表面１６ａ、１８ａ、１９ａと、空気ベアリング表面より所定の段差だけ低いステップ面１６ｂ、１８ｂ、１９ｂにより構成されている。空気ベアリング表面を所定の幅以上のステップ面にほぼ囲む構成とし、空気ベアリング表面およびステップ面を形成する際のパターニング用のフォトマスクの位置ずれに起因する空気ベアリング表面の面積変動を防止し、その結果浮上量変動を防止することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ハードディスク装置や光記憶装置に用いられる浮上方式のヘッドスライダおよび磁気記憶装置に関し、特に浮上安定性に優れたヘッドスライダおよび磁気記憶装置に関する。

磁気記憶装置、例えばハードディスク装置はコンピュータの外部磁気記憶装置や民生用ビデオ記憶装置に用いられており、近年動画等の多大なデータ量の情報を記録する機会の増加に伴って、大容量化、高速化、低コスト化のニーズが急速に高まっている。かかるニーズに対応して磁気記録媒体の高記録密度化、記録再生技術の開発が盛んに進められている。

記録再生技術では、磁気記録媒体の高記録密度化に対応して磁気ヘッドの書込み能力向上や浮上量低減が重要課題となっている。磁気ヘッドは、ヘッドサスペンションに支持されたヘッドスライダが、ディスク媒体の回転により生じた気流をその媒体対向面が受けて発生した浮力とヘッドサスペンションの媒体対向面に押しつける力とのバランスにより、数十ｎｍのいわゆる浮上量を保持して記録再生動作を行う。浮力は、主として媒体対向面の最も高い面である空気ベアリング表面により生じる。すなわち空気ベアリング表面がディスク媒体面との間に気流を挟み増加した圧力により浮力を大きく受けることになる。浮上量は、ディスク媒体面から磁気ヘッドの磁気ヘッド素子までの距離であり、高密度記録化を図るためには、再生過程の際のスペーシングロスは浮上量と直接関連しているので浮上量を低減する程良い。すなわち、再生過程の際に、磁気ヘッド素子がディスク媒体の記録層から洩れる磁束をより多く拾うことができる。
特開２００１−１８９０６７号公報

ところで、最近、ハードディスク装置では面記録密度が６０Ｇｂｉｔ／ｉｎ²を超える装置が発表されている。かかる装置では十分なＳ／Ｎ比を得るために浮上量を十数ｎｍに設定している。このような低い浮上量の場合は、浮上量変動に影響する様々な因子を、浮上量が数十ｎｍであった従来と比較して極めて厳密に制御する必要が生じてきている。

浮上量変動の因子の一つとして、ヘッドスライダの媒体対向面を加工する際の空気ベアリング表面や空気ベアリング表面から一段低いステップ面の加工精度が問題になってきている。媒体対向面は、半導体プロセスとほぼ同様に、ウェハから切り出したウェハバーの媒体対向面にレジスト膜を塗布等し、空気ベアリング表面の形状をしたフォトマスクを用いて露光機によりパターニングする。この際、フォトマスクと被加工物との位置合わせを行うが数μｍ程度のずれが生じる。その結果、空気ベアリング表面の面積が変化すると所望の浮上量が得られず歩留りの悪化やハードディスク装置の使用時にヘッドクラッシュを起こす原因となるという問題が生じる。

上記の露光機の位置合わせ工程をずれの少ない手法に変更することも考えられるが、露光機のフォトマスクの位置合わせ機構や被加工物であるウェハバーの寸法制御、ウェハバーの固定ジグ等の見直しを行わなければならず極めて煩雑である。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、浮上安定性に優れ高密度記録に適するとともに製造歩留まりの良好なヘッドスライダおよび磁気記憶装置を提供することである。

本発明の一観点によれば、記録媒体から浮上し、該記録媒体に対向する媒体対向面を備えたヘッドスライダであって、前記媒体対向面の空気流入端側の近傍に形成された、第１の空気ベアリング表面と、該第１の空気ベアリング表面より低い第１のステップ面とを有するフロントレールと、前記媒体対向面の空気流出端側の近傍に形成された、第２の空気ベアリング表面と、該第２の空気ベアリング表面より低い第２のステップ面と、該第２の空気ベアリング表面の空気流出端側に形成されたヘッド素子とを有するリアレールとを備え、前記第１の空気ベアリング表面は第１のステップ面に略囲まれて形成されてなることを特徴とするヘッドスライダが提供される。

本発明によれば、フロントレールの第１の空気ベアリング表面が、第１の空気ベアリング表面より低い第１のステップ面に略囲まれているので、第１の空気ベアリング表面と第１のステップ面の位置が相対的にずれた場合であっても、第１のステップ面を形成する際に第１の空気ベアリング表面が研削されることを回避あるいは抑制することができ、第１の空気ベアリング表面の面積変動を抑制することができる。したがって、第１の空気ベアリング表面の面積と密接に関係するヘッドスライダの浮上量変動を抑制することができる。

フロントレールの空気ベアリング表面の面積変動量を抑制することにより、浮上安定性に優れたヘッドスライダを実現することができ、さらに浮上量を低減することが可能となるので高密度記録に適したヘッドスライダを実現することができる。また、製造条件の許容量を拡大することができるので製造容易化が図れ、製造歩留まりを向上することができる。

さらに、前記リアレールの前記第２の空気ベアリング表面が第２のステップ面に略囲まれて形成されてもよい。上述したフロントレールと同様の効果が得られる。また、前記媒体対向面の空気流出端側の近傍の幅方向両端に形成され、第３の空気ベアリング表面と、該第３の空気ベアリング表面より低い第３のステップ面とを有するリアサイドレールを更に備えてもよい。リアレールの両側に第３のステップ面に囲まれた第３の空気ベアリング表面を有するリアサイドレールを備えることにより、ロール方向（ヘッドスライダの中心を貫きヘッドスライダ長手方向に延出する軸の周りの回転方向）の浮上安定性が向上し、磁気記録媒体がディスク状媒体、例えば磁気ディスクである場合に内周と外周における浮上姿勢の制御性が高まる。

本発明の他の観点によれば、記録媒体と、前記記録媒体を回転させる媒体駆動手段と、上記いずれかのヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを支持するヘッドサスペンションと、前記ヘッドサスペンションを支持すると共に、記録媒体の半径方向にヘッドスライダを移動するヘッド駆動手段が接続されたヘッドアクチュエータとを備えた磁気記憶装置が提供される。

本発明によれば、ヘッドスライダが浮上安定性に優れ、低浮上量化を図ることができるので、高密度記録が可能な磁気記憶装置を実現することができる。

本発明によれば、ヘッドスライダの空気ベアリング表面をステップ面で囲むことにより、浮上安定性に優れ高密度記録に適するとともに製造歩留まりの良好なヘッドスライダおよび磁気記憶装置を実現することができる。

以下図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る第１の実施の形態のヘッドスライダがディスク媒体上を浮上する様子を模式的に示す図である。図１を参照するに、ヘッドスライダ１０は、ヘッドサスペンション１４に支持され図に示す矢印ＲＯＴの方向にディスク媒体１１が回転により気流（矢印ＡＩＲで示す。）が生じ、ヘッドスライダ１０の空気流入端１０ａ側がディスク媒体面１１ａから高く、空気流出端１０ｂ側が低い姿勢で浮上する。ヘッドスライダ１０は媒体対向面１３の空気流出端１０ｂ側の近傍に記録再生を行うヘッド素子１２が設けられている。このヘッド素子１２とディスク媒体面１１ａとの距離、いわゆる浮上量ＦＨが所望の量でかつ安定して保持されることにより、高記録密度で安定した記録再生特性が得られることになる。本発明は、ヘッドスライダ１０の製造工程における加工誤差が生じても浮上量ＦＨ変動の小さいヘッドスライダ１０を実現できるものである。

図２は、第１の実施の形態のヘッドスライダの斜視図である。図３は、図２に示すヘッドスライダの媒体対向面を示す図、図４は図３のＸ−Ｘ’線断面図である。図２〜図４を参照するに、ヘッドスライダ１０は略直方体形状をしており、大きさは例えば長さ１．２５ｍｍ×幅１．００ｍｍ×高さ０．３０ｍｍである。ヘッドスライダ１０の材料は、例えばＡｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ（アルティック）を用いることができる。媒体対向面１３の表面にはＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）の保護膜が形成されてもよい。また、ヘッド素子１２が形成されている空気流出端１０ｂ側には、ヘッド素子１２を覆うアルミナ膜１５が数十μｍの厚さで形成されている。

ヘッドスライダ１０の媒体対向面１３には空気流入端１０ａ側の近傍にフロントレール１６、空気流出端１０ｂ側の近傍にリアセンターレール１８、そのヘッドスライダ幅方向の両側にはリアサイドレール１９が形成されている。

フロントレール１６は、ヘッドスライダ１０の空気流入端１０ａ側に幅方向に広がる空気ベアリング表面１６ａと、空気ベアリング表面１６ａより所定の段差、例えば約０．２μｍだけ低いステップ面１６ｂを有している。空気ベアリング表面１６ａは、媒体対向面１３で最も高い面であり、その形状および寸法は浮上設計のパラメータ、例えば浮上量や浮上姿勢（ピッチ角、ロール角等）により適宜設定される。ステップ面１６ｂは、空気ベアリング表面１６ａの空気流入端１０ａ側、ヘッドスライダ幅方向の両側、および空気流出端１０ｂ側に、空気ベアリング表面１６ａを囲むように形成されている。

リアセンターレール１８は、ヘッドスライダ１０の空気流出端１０ｂ側で、ヘッドスライダ幅方向のほぼ中央に、空気ベアリング表面１８ａと、空気ベアリング表面１８ａより所定の段差だけ低いステップ面１８ｂを有して形成されている。空気ベアリング表面１８ａの空気流出端１０ｂ側にはヘッド素子１２が形成されている。ステップ面１８ｂは、空気流入端１０ａ側およびヘッドスライダ幅方向の両側に形成され、ヘッド素子１２が形成されている空気流出端１０ｂ側以外に形成されている。ヘッド素子１２は、リアセンターレール１８に、例えばＧＭＲ再生素子と薄膜誘導型記録素子（微小なため詳細が図示されない。）がこの順に積層されて構成されている。なお、ヘッド素子１２はＧＭＲ再生素子の替わりにＴＭＲ（Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｕｎｎｅｌ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、バリスティックＭＲ素子を用いることができる。薄膜誘導型記録素子はリング型ヘッドでもよく、垂直磁気記録媒体用の単磁極ヘッドでもよい。

リアサイドレール１９は、ヘッドスライダ１０の空気流出端１０ｂ側で、ヘッドスライダ１０幅方向の両側に、空気ベアリング表面１９ａと、空気ベアリング表面１９ａより所定の段差だけ低いステップ面１９ｂを有して形成されている。

また、フロントレール１６のヘッドスライダ１０幅方向両側には、空気流入端１０ａ側から空気流出端１０ｂ側に延びるサイドレール２０が設けられている。サイドレール２０は、フロントレール１６のステップ面１６ｂの高さで形成され、ヘッドスライダ１０幅方向の長さは例えば約３０μｍである。

フロントレール１６の空気流出端１０ｂ側には溝２１が形成されている。溝の深さは、空気ベアリング表面１６ａから例えば約２〜３μｍに設定される。

次にヘッドスライダ１０の浮上機構を説明する。まず、基本的な浮上機構は、ディスク媒体１１が回転すると、ディスク媒体面１１ａに沿って気流が発生する。その気流がそれぞれのステップ面１６ｂ、１８ｂ、１９ｂと空気ベアリング面１６ａ、１８ａ、１９ａとの段差に衝突後、空気ベアリング面１６ａ、１８ａ、１９ａに作用する。気流から受ける圧力と空気ベアリング面１６ａ、１８ａ、１９ａの積に相当する浮力が生じる。一方、溝２１により負圧が生じ媒体対向面１３方向の力（＝浮力と反対方向の力）が生じて、浮力とのバランスにより所望の浮上量・浮上姿勢でヘッドスライダが浮上することになる。したがって、空気ベアリング面１６ａ、１８ａ、１９ａの面積変動は浮上量の変動を招くことになる。

より具体的には、流入した気流は、まずフロントレール１６のステップ面１６ｂと空気ベアリング表面１６ａの段差に衝突し、その衝突により圧縮されて圧力が増加した気流は空気ベアリング表面１６ａに圧力を及ぼし浮力が生じる。次いで、溝２１に流れ込むと共にヘッドスライダ幅方向に広がって膨張することにより負圧が生じ、ディスク媒体面１１ａ方向の力が生じる。さらに、フロントレール１６と同様にリアセンターレール１８とリアサイドレール１９では、ステップ面１８ｂ、１９ｂと空気ベアリング表面１８ａ、１９ａの組み合わせにより浮力が生じる。フロントレール１６において生じる浮力の方が、リアセンターレール１８およびリアサイドレール１９において生じる浮力よりも大きく、浮上姿勢は、図１に示したようにディスク媒体面１１ａを基準にすると、空気流入端１０ａが高く、空気流入端１０ｂが低い、ディスク媒体面１１ａとのなす角（ピッチ角）が例えば２００μｒａｄの浮上姿勢が形成されることになる。

フロントレール１６では空気ベアリング表面１６ａの面積量を大きく設定し、リアセンターレール１８およびリアサイドレール１９の浮力より大きな浮力を得ている。なお、フロントレール１６が発生する浮力を調整するためにフロントレール１６の空気ベアリング表面１６ａの中央を切るステップ面１６ｂが形成される。このステップ面は形成してもよく、形成しなくてもよい。一方、リアセンターレール１８とリアサイドレール１９では、フロントレール１６と比較してディスク媒体面からの距離が短くなっているので、気流の圧力が増加しているので、フロントレール１６よりも小なる割合の空気ベアリング面１８ａ、１９ａの面積変動であっても、浮力に顕著に影響する。

また、ヘッドスライダ１０幅方向の両側に形成されたリアサイドレール１９は、ヘッドスライダ１０がディスク媒体１１の内周あるいは外周にある場合、すなわち気流がヘッドスライダ１０に流入する角度（気流の流入方向とヘッドスライダ１０の長手方向とがなす角度。）が変化してもヘッドスライダ１０の浮上姿勢が所定の範囲のロール角を保持する働きを有している。したがって、それぞれのリアサイドレール１９の浮力を所定の範囲に制御することにより浮上安定性が高まる。

上述したように、本実施の形態のヘッドスライダ１０は、フロントレール１６の空気ベアリング表面１６ａがステップ面１６ｂに囲まれて形成されているので、後程ヘッドスライダの製造工程の説明において詳述するが、空気ベアリング表面を形成するためのフォトマスクの位置ずれが生じても、空気ベアリング表面の面積は変化しない。したがってフロントレール１６の浮力変動が防止される。ここで、図３に示す空気ベアリング表面１６ａ、１８ａ、１９ａを囲むステップ面１６ｂ、１８ｂ、１９ｂの幅（空気ベアリング表面とステップ面の境界部とステップ面の端部との距離）が最小となる部分、例えば幅Ｘ₁〜Ｘ₅は、後述する露光工程の位置ずれ量の点から１μｍ以上に設定され、好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上である。これらの上限はそれぞれの位置により浮上量設計により適宜決定される。一例として幅Ｘ₁とＸ₂の上限は３０μｍ、幅Ｘ₃の上限は１００μｍ、幅Ｘ₄とＸ₅の上限は５０μｍである。特にフロントレール１６は空気ベアリング表面１６ａが長さ、幅共に他の空気ベアリング表面１８ａ、１９ａよりも大きいので、空気ベアリング表面１６ａをステップ面１６ｂで囲む効果は顕著なものである。

また、リアセンターレール１８においては、空気ベアリング表面１８ａはヘッド素子１２が形成されている空気流出端１０ｂ側を除いてステップ面１８ｂに囲まれて形成され、ステップ面１８ｂは、フロントレール１６と同様に最小の幅の部分で１μｍ以上の幅に設定され、好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上に設定される。

また、リアサイドレール１９においても、フロントレール１６と同様に、空気ベアリング表面１９ａがステップ面１９ｂに囲まれて形成されている。ステップ面１９ｂはフロントレール１６と同様に最小の幅の部分で１μｍ以上の幅に設定され、好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上である。ステップ面の幅をこのように設定することにより次に詳述する、空気ベアリング表面およびステップ面の形成工程におけるパターニングの位置ずれによる浮上量変動を抑制することができる。

次に、本実施の形態のヘッドスライダの製造方法を説明する。

図５および図６は本実施の形態のヘッドスライダの製造工程を示す図である。なお、図６（Ａ）〜（Ｄ）は、１つのヘッドスライダとなるブロックの断面を示している。

まず図５（Ａ）の工程では、アルティックのウェハ３０の表面を覆うアルミナ膜１５ａを形成する。次いで、アルミナ膜１５ａの表面にＧＭＲ再生素子と薄膜誘導型記録素子を積層したヘッド素子１２をマトリックス状に多数形成し、さらにヘッド素子１２を覆うアルミナ膜１５ｂ（例えば膜厚５μｍ〜２０μｍ）を形成する。アルミナ膜１５ｂの替わりに窒化アルミニウム膜を用いてもよい。このようにしてウェハ３０上には、多数のヘッド素子１２が配列された状態で形成される。

次いで図５（Ｂ）の工程では、ウェハ３０をヘッド素子１２の一列毎に切断して、ヘッド素子１２が配列したウェハバー３１が形成される。ウェハバー３１は、個々のヘッドスライダとなるブロック３２がその幅方向に連なって形成されており、切断面のうち一方の面３２ａがヘッド素子１２の向きにより決まる媒体対向面になり、他方の面３２ｂがヘッドサスペンションに固着される面になる。

次いで図６（Ａ）の工程では、切断面３２ａを研磨して平坦化後、切断面３２ａ上に例えばネガ型のレジスト膜３３を形成し、レジスト膜３３のパターニングを行う。このパターニングは、空気ベアリング表面のパターンが写真製版されたフォトマスク３４を、例えば縮小光学系露光装置を用いて所定の基準位置に位置合わせを行い、例えば紫外線を照射してレジスト膜３３をマスク露光し、露光部３３ａと未露光部３３ｂを形成する。

次いで図６（Ｂ）の工程では、浸漬現像装置などを用いてレジスト膜３３を現像することにより未露光部３３ｂを除去して、切断面３２ａ上には空気ベアリング表面の形状をなす露光部３３ａが残る。次いでこの露光部３３ａをマスクとして、例えばＲＩＥ法により露光部３３ａに覆われた部分を残しブロック３２（アルミナ膜１５を含む。）を研削し、空気ベアリング表面３５を形成する。研削量は、図３あるいは図４に示す空気ベアリング表面１６ａ、１８ａ、１９ａとステップ面１６ｂ、１８ｂ、１９ｂとの段差の高さよりやや多めの量とする。後の工程で最終的に空気ベアリング表面３５を研磨する量を確保するためである。なお、空気ベアリング表面３５の研磨を行わない場合、研削量は段差の高さとすればよい。

次いで図６（Ｃ）の工程では、露光部３３ａのレジスト膜を除去し、新たにレジスト膜３６を形成して、ステップ面のパターン、すなわち図２に示すフロントレール１６、リアセンターレール１８、およびリアサイドレール１９のパターンが写真製版されたフォトマスク３８を用いて、図６（Ａ）の空気ベアリング表面３５の形成工程と同様にしてフォトマスク３８の位置合わせを行いレジスト膜３６をマスク露光し現像する。

次いで図６（Ｄ）の工程では、残った露光部３６ａをマスクとして例えばＲＩＥ法により、レジスト膜３６ａに覆われた部分を残して図２に示す溝２１の深さまで研削しステップ面３９を形成する。このようにして、空気ベアリング表面３５をほぼ囲むステップ面３９が形成される。次いで、図示を省略するが、レジスト膜３６ａを除去し、空気ベアリング表面３５を研磨して、磁気ヘッド素子１２の先端部と空気ベアリング表面の段差量を調整して媒体対向面１３の形状が形成されるヘッドスライダが完成する。さらにヘッドスライダはヘッドサスペンションに固定され、次いで品質検査が行われる。品質検査では所定の浮上量の範囲内に入っているかどうかの検査が行われ、合格したウェハロットのみが磁気記憶装置の部品として用いられる。

上述したレジスト膜のマスク露光工程において、空気ベアリング表面３５を形成する際とステップ面３９を形成する際に、フォトマスク３４、３８をそれぞれ位置を合わせる必要があり、数μｍ以上の位置ずれが発生するおそれがある。しかし、本実施の形態に係るヘッドスライダは、空気ベアリング表面用のフォトマスク３４とステップ面用のフォトマスク３８が相対的に位置ずれが発生した場合であっても、上述したように空気ベアリング表面３５がステップ面３９にほぼ囲まれているので、フォトマスク３４、３９の位置ずれにより空気ベアリング表面３５の面積の増減がほぼ完全に抑制される。その結果、フォトマスク３４、３８の位置ずれによる浮上量変動をほぼ抑制することができる。

また、図６（Ｄ）に示すステップ面３９を形成する研削の際に、フォトマスク３８のずれによりレジスト膜３６ａがずれてパターニングされた場合であっても、空気ベアリング表面３５が開口することをほぼ回避でき、ステップ面３９を形成する際に空気ベアリング表面３５が研削されることを防止することができる。

また、図６（Ｄ）の工程において、レジスト膜３６ａの開口部の側壁面３６ａ−１がテーパ形状に形成された場合には、レジスト性能の劣化によりかかる部分のステップ面３９は研削され、ステップ面３９の端部が後退して所望の面積より小さいステップ面３９が形成されてしまう。しかしこのような場合であっても、本実施の形態では、例えば図３に示す面積（長さおよび幅）の大きなフロントレール１６の空気ベアリング表面１６ａは完全にステップ面１６ｂに囲まれているので空気ベアリング表面１６ａが同時に研削されることはなく、このことによる浮上量変動を防止することができる。

これらのことより、浮上量変動の少ない高密度記録に適したヘッドスライダを実現することができる。また、製造歩留まりの良好なヘッドスライダを実現することができる。

なお、上記製造工程では図２に示す空気ベアリング表面１６ａ、１８ａ、１９ａおよびステップ面１６ｂ、１８ｂ、１９ｂの個々の説明は省略したが、製造工程の説明から明らかなように、総ての空気ベアリング表面は図６（Ｂ）の工程で同時に形成され、総てのステップ面は図６（Ｄ）の工程で同時に形成される。したがって、それぞれの空気ベアリング表面１６ａ、１８ａ、１９ａ、あるいはステップ面１６ｂ、１８ｂ、１９ｂは同じ高さで平坦性良く形成することができる。もちろん必要に応じて別々に形成してもよく、空気ベアリング表面やステップ面の高さをそれぞれ異ならせてもよい。

次に、第１の実施の形態の変形例に係るヘッドスライダについて説明する。

図７は、第１の実施の形態の変形例に係るヘッドスライダの媒体対向面を示す図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。

図７を参照するに、本変形例のヘッドスライダ５０はリアセンターレール５１の空気流出端１０ｂ側にステップ面５１ｂ−１が形成されている点以外は第１の実施の形態と同様に構成されている。リアセンターレール５１は、ヘッドスライダ５０の空気流出端１０ｂ側で、ヘッドスライダ５０幅方向のほぼ中央に、空気ベアリング表面５１ａと、空気ベアリング表面５１ａより所定の段差だけ低いステップ面５１ｂを有して形成されている。空気ベアリング表面５１ａの空気流出端１０ｂ側の側壁面にはヘッド素子１２が形成されている。ステップ面５１ｂは、空気ベアリング表面５１ａを囲むように、空気流入端１０ａ側、ヘッドスライダ５０幅方向の両側、およびに空気流出端１０ｂ側に形成されている。したがって、空気ベアリング表面５１ａを形成する位置のずれが空気流出端１０ｂ方向に生じても、ステップ面５１ｂ−１が形成されているので浮上量への影響をほぼ防止することができる。ステップ面５１ｂ−１の幅は、上述したように最も狭い箇所で１μｍ以上に設定され、好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上である。

なお、本変形例のヘッドスライダ５０を形成する際は、ヘッド素子１２を覆うアルミナ膜１５−１をステップ面５１ｂ−１の幅の分だけ厚く形成する。例えば空気流出端１０ｂ側のステップ面５１ｂ−１の幅が１０μｍの場合は、アルミナ膜１５−１の膜厚を例えば３０μｍとする。アルミナ膜１５−１の一部あるいは全部を窒化アルミニウム膜に置き換えてもよい。窒化アルミニウム膜（熱伝導率約１００Ｗ／（ｍ・Ｋ））は熱伝導度がアルミナ膜（熱伝導率約１５Ｗ／（ｍ・Ｋ））よりも高いので、薄膜誘導型記録素子からの発熱を容易に放熱し、熱膨張によるヘッド素子の先端部の突出やＧＭＲ再生素子の熱的ダメージを回避することができる。

リアセンターレール１８にヘッド素子１２が形成されたヘッドスライダ１０、５０を例に説明したが、本発明は２つのリアサイドレールの一方あるいは両方にヘッド素子１２が形成されると共に、リアセンターレールが形成されないヘッドスライダにも同様に適用される。

次に、本実施の形態の実施例および本発明によらない変形例のヘッドスライダについて浮上量変動について説明する。これは、フォトマスクの位置ずれを仮定して浮上量に与える影響を計算機シミュレーションにより求めたものである。

［実施例］
本実施例のヘッドスライダは、図３に示す媒体対向面と同様の構成とした。媒体対向面の寸法を長さ１．２５ｍｍ×幅１．００ｍｍとし、フロントレール１６、リアセンターレール１８、リアサイドレール１９の空気ベアリング表面１６ａ、１８ａ、１９ａの面積をそれぞれ０．１６ｍｍ²、０．０１６ｍｍ²、０．０１６ｍｍ²とした。また、ステップ面の最小の幅、例えば図３に示すＸ_１を３０μｍとした。また、空気ベアリング表面とステップ面の段差を０．１２μｍとした。

［比較例］
本発明によらない比較例のヘッドスライダの媒体対向面を図８に示す構成とした。具体的には、図８を参照するに、本比較例のヘッドスライダは、空気流入端側近傍のフロントレールの幅方向両側にはステップ面が形成されておらず、空気ベアリング表面が両側の端面まで延在している。また、空気ベアリング表面の空気流出端側にはステップ面が形成されておらず、空気ベアリング表面から溝１２１になっている。また、リアセンターレール１１８およびリアサイドレール１１９の空気ベアリング表面はステップ面に囲まれていない構成となっている。また、空気ベアリング表面１１６ａ、１１８ａ、１１９ａの面積は実施例とほぼ同様となっている。

そこで、上記の実施例および比較例のヘッドスライダの浮上量を市販の浮上量計算プログラムにより計算機シミュレーションを行った。シミュレーションの条件は、ステップ面のパターンがヘッドスライダ長手方向、および幅方向にずれが生じた場合、およびパターン幅が変動した場合を仮定し、ずれ量あるいは変動量が±３σ（σは標準偏差を示す。）でそれぞれ±４μｍ、±４μｍ、±２μｍとした。なお、空気ベアリング表面のパターンは所定の位置に所定のパターン幅で形成されているとした。また、パターン幅の変動とは、縮小光学系露光装置が所定の縮小率からずれたような場合に生じる変動である。

図９は計算機シミュレーションにより得られた実施例および比較例に係るヘッドスライダの浮上量特性を示す図である。図中、縦軸の浮上量偏差３σは浮上量のバラツキを示す。

図９を参照するに、比較例と比較して、ステップ面の長手方向ずれ、幅方向ずれ、パターン幅変動にいずれの場合も、浮上量偏差３σが大幅に低減されていることが分かる。具体的には、ステップ面の長手方向ずれにおいては、比較例に対して実施例が約３０％に低減されている。このことは、比較例は図８に示すようにフロントレール１１６の空気ベアリング表面１１６ａが空気流出端１００ｂ側でステップ面を介することなく溝が形成されているのに対し、実施例は図３に示すように空気ベアリング表面１６ａの空気流出端１０ｂ側にステップ面１６ｂが形成されていることに起因してこのような顕著な効果が生じていることが容易に分かる。また実施例のリアサイドレール１９の空気流出端１０ｂ側のステップ面１９ｂも同様に浮上量偏差の低減に寄与していることが分かる。

また、ステップ面の幅方向ずれにおいては、比較例に対して実施例が約１０％に低減されている。このことは、比較例は図８に示すようにフロントレール１１６の空気ベアリング表面１１６ａが幅方向の両側でステップ面を介することなくスライダ側壁面まで延在しているのに対し、実施例は図３に示すように空気ベアリング表面１６ａの幅方向の両側にステップ面１６ｂが形成されていることに起因してこのような顕著な効果が生じていることが容易に分かる。また実施例のリアセンターレール１８およびリアサイドレール１９の空気流出端１０ｂ側のステップ面１８ｂ、１９ｂも同様に浮上量偏差の低減に寄与していることが分かる。

さらに、パターン幅変動においては、比較例に対して実施例が約３０％に低減されている。このことは、比較例は図８に示すように空気ベアリング表面１１６ａ、１１８ａ、１１９ａがステップ面１１６ｂ、１１８ｂ、１１９ｂに囲まれていない部分あるのに対し、実施例は図３に示すように、空気ベアリング表面１６ａ、１８ａ、１９ａがステップ面１６ｂ、１８ｂ、１９ｂにほぼ囲まれているとに起因してこのような顕著な効果が生じていることが容易に分かる。

（第２の実施の形態）
図１０は、本発明の第２の実施の形態の磁気記憶装置の要部を示す図である。

図１０を参照するに、本実施の形態の磁気記憶装置６０は大略ハウジング６１からなる。ハウジング６１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ６２、ハブ６２に固定され回転される磁気記録媒体６３、アクチュエータユニット６４、アクチュエータユニット６４に取り付けられ磁気記録媒体６３の半径方向に移動されるアーム６５及びヘッドサスペンション６６、およびヘッドサスペンション６６に支持されたヘッドスライダ６８が設けられている。

磁気記録媒体６３は、面内磁気記録媒体または垂直磁気記録媒体を用いることができる。面内磁気記録媒体は、記録媒体の基板面に平行な磁化を有する記録層が、単層の強磁性層に限られず、複数の強磁性層の積層体でもよく、さらにいわゆる積層フェリ磁性構造、すなわち下部磁性層と上部磁性層が非磁性層（例えばＲｕ膜（膜厚０．６ｎｍ〜０．９ｎｍ）を挟んで積層され、記録磁界が印加されていない状態で下部磁性層の磁化と上部磁性層の磁化とが互いに反平行に配置されている構造を有していてもよい。記録層の下地層としては、記録層の磁化が面内に配向するようなＣｒ膜、Ｃｒ合金膜（添加元素として、Ｗ、Ｍｏ等を用いる）。

また、垂直記録媒体は記録媒体の基板面に垂直方向の磁化を有する垂直磁化膜を有する。記録層の下地層として、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｉ、Ｈｆ、及びこれらの合金などの非磁性材料より構成される、例えばＲｕ膜、ＲｕＣｏ膜、ＣｏＣｒ膜（膜厚２ｎｍ〜３０ｎｍ）を用いることができる。

記録層には、面内および垂直磁気記録媒体のいずれもＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなる群のうちいずれかの材料から構成され、Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ及びこれらの合金から選択され、膜厚は３ｎｍ〜３０ｎｍから選択される。

本実施の形態の磁気記憶装置６０は、ヘッドスライダ６８に特徴がある。例えば、ヘッドスライダ６８は第１の実施の形態およびその変形例に係るヘッドスライダである。

磁気記憶装置６０の基本構成は、図１０に示すものに限定されるものではない。本発明で用いる磁気記録媒体６３は、磁気ディスクに限定されず光磁気ディスクであってもよい。

本実施の形態によれば、ヘッドスライダ毎の浮上量のばらつきが抑制されているため、生産歩留まりが向上すると共に、低い浮上量設計であってもヘッドクラッシュを回避することができ、高記録密度化を図ることができる。

なお、上記磁気記憶装置６０は、非稼働時にヘッドスライダを磁気記録媒体６３の領域外に待避させるランプロード・アンロード方式を用いてもよい。ヘッドサスペンションを係止するランプ部材等を設ければよい。

以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、第１の実施の形態の変形例では、フロントレール、リアセンターレール、リアサイドレールは、それぞれ空気ベアリング表面がステップ面に囲まれている場合を例にしたが、フロントレール、リアセンターレール、あるいはリアサイドレールに単独で空気ベアリング表面がステップ面に囲まれている構成を有していてもよい。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 記録媒体から浮上し、該記録媒体に対向する媒体対向面を備えたヘッドスライダであって、
前記媒体対向面の空気流入端側の近傍に形成された、第１の空気ベアリング表面と、該第１の空気ベアリング表面より低い第１のステップ面とを有するフロントレールと、
前記媒体対向面の空気流出端側の近傍に形成された、第２の空気ベアリング表面と、該第２の空気ベアリング表面より低い第２のステップ面と、該第２の空気ベアリング表面の空気流出端側に形成されたヘッド素子とを有するリアレールとを備え、
前記第１の空気ベアリング表面は第１のステップ面に略囲まれて形成されてなることを特徴とするヘッドスライダ。
（付記２） 前記リアレールの前記第２の空気ベアリング表面が第２のステップ面に略囲まれて形成されてなることを特徴とする付記１記載のヘッドスライダ。
（付記３） 前記第２の空気ベアリング表面は、空気流出端側を除いて第２のステップ面に囲まれて形成されてなることを特徴とする付記２記載のヘッドスライダ。
（付記４） 前記フロントレールの第１の空気ベアリング表面は、その周囲が第１のステップ面に完全に囲まれて形成されてなることを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載のヘッドスライダ。
（付記５） 前記リアレールの第２の空気ベアリング表面は、その周囲が第２のステップ面に完全に囲まれて形成されてなることを特徴とする付記１〜４のうち、いずれか一項記載のヘッドスライダ。
（付記６） 前記媒体対向面の空気流出端側の近傍の幅方向両端に形成された、第３の空気ベアリング表面と、該第３の空気ベアリング表面より低い第３のステップ面とを有するリアサイドレールを更に備えることを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載のヘッドスライダ。
（付記７） 前記第１または第２の空気ベアリング表面は、媒体対向面の面内方向において１μｍ以上の幅を有する第１または第２のステップ面に囲まれて形成されてなること特徴とする付記１〜６のうち、いずれか一項記載のヘッドスライダ。
（付記８） 記録媒体と、
前記記録媒体を回転させる媒体駆動手段と、
付記１〜７のうちいずれか一項記載のヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを支持するヘッドサスペンションと、
前記ヘッドサスペンションを支持すると共に、記録媒体の半径方向にヘッドスライダを移動するヘッド駆動手段が接続されたヘッドアクチュエータと、を備えた磁気記憶装置。
（付記９） 記録媒体から浮上し、該記録媒体に対向する媒体対向面を備えたヘッドスライダの製造方法であって、
基板上にヘッド素子を形成する工程と、
前記基板を短冊状に切り出してウェハバーを形成する工程と、
前記ウェハバーの切削面に前記媒体対向面を形成する工程とを備え、
前記媒体対向面を形成する工程は、
空気ベアリング表面となる切削面を覆うレジスト膜を形成する処理と、
前記レジスト膜をマスクとして切削面を研削し空気ベアリング表面を形成する処理と、
前記レジスト膜を除去し、前記空気ベアリング表面の全面を少なくとも覆うとともに、前記レジスト膜より所定の幅だけ延在する他のレジスト膜を形成する処理と、
前記他のレジスト膜をマスクとして切削面を研削しステップ面を形成する処理と、よりなることを特徴とするヘッドスライダの製造方法。

本発明に係る第１の実施の形態のヘッドスライダがディスク媒体上を浮上する様子を模式的に示す図である。 第１の実施の形態のヘッドスライダの斜視図である。 図２に示すヘッドスライダの媒体対向面を示す図である。 図３のＸ−Ｘ’線断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は第１の実施の形態のヘッドスライダの製造工程（その１）を示す図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は第１の実施の形態のヘッドスライダの製造工程（その２）を示す図である。 第１の実施の形態の変形例に係るヘッドスライダの媒体対向面を示す図である。 比較例に係るヘッドスライダの媒体対向面を示す図である。 実施例および比較例に係るヘッドスライダの浮上特性を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の磁気記憶装置の要部を示す図である。

符号の説明

１０、５０、６８ ヘッドスライダ
１０ａ 空気流入端
１０ｂ 空気流出端
１１ ディスク媒体
１１ａ ディスク媒体面
１２ ヘッド素子
１３ 媒体対向面
１４ ヘッドサスペンション
１５ アルミナ膜
１６ フロントレール
１６ａ、１８ａ、１９ａ、３５ 空気ベアリング表面
１６ｂ、１８ｂ、１９ｂ、３９ ステップ面
１８、５１ リアセンターレール
１９ リアサイドレール
２０ サイドレール
３０ ウェハ
３１ ウェハバー
３２ ブロック
３３、３６ レジスト膜
３４、３８ フォトマスク
６０ 磁気記憶装置

Claims (6)

1. 記録媒体から浮上し、該記録媒体に対向する媒体対向面を備えたヘッドスライダであって、
   前記媒体対向面の空気流入端側の近傍に形成された、第１の空気ベアリング表面と、該第１の空気ベアリング表面より低い第１のステップ面とを有するフロントレールと、
   前記媒体対向面の空気流出端側の近傍に形成された、第２の空気ベアリング表面と、該第２の空気ベアリング表面より低い第２のステップ面と、該第２の空気ベアリング表面の空気流出端側に形成されたヘッド素子とを有するリアレールとを備え、
   前記第１の空気ベアリング表面は第１のステップ面に略囲まれて形成されてなることを特徴とするヘッドスライダ。
2. 前記リアレールの前記第２の空気ベアリング表面が第２のステップ面に略囲まれて形成されてなることを特徴とする請求項１記載のヘッドスライダ。
3. 前記第２の空気ベアリング表面は、空気流出端側を除いて第２のステップ面に囲まれて形成されてなることを特徴とする請求項２記載のヘッドスライダ。
4. 前記媒体対向面の空気流出端側の近傍の幅方向両端に形成された、第３の空気ベアリング表面と、該第３の空気ベアリング表面より低い第３のステップ面とを有するリアサイドレールを更に備えることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載のヘッドスライダ。
5. 前記第１または第２の空気ベアリング表面は、媒体対向面の面内方向において１μｍ以上の幅を有する第１または第２のステップ面に囲まれて形成されてなること特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載のヘッドスライダ。
6. 記録媒体と、
   前記記録媒体を回転させる媒体駆動手段と、
   請求項１〜５のうちいずれか一項記載のヘッドスライダと、
   前記ヘッドスライダを支持するヘッドサスペンションと、
   前記ヘッドサスペンションを支持すると共に、記録媒体の半径方向にヘッドスライダを移動するヘッド駆動手段が接続されたヘッドアクチュエータと、を備えた磁気記憶装置。
   

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