JP2006059501A - Manufacturing method of slider - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄膜磁気ヘッドを搭載したスライダの製造方法に関し、特に、エアベアリング面の平滑度を向上させることのできる、スライダの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a slider on which a thin film magnetic head is mounted, and more particularly to a method for manufacturing a slider that can improve the smoothness of an air bearing surface.
高速、大容量、高信頼性、低コストの記録媒体としてハードディスクドライブが、デジタル情報の記録に広く用いられており、長年の技術開発によりハードディスクドライブの記録密度は、100ギガビット/平方インチを超えつつある。ハードディスクドライブにでは、アームと、アームの先端に設けられたヘッドジンバルアセンブリとを有するヘッドアームアセンブリが、記録媒体である磁気ディスクの枚数に応じて複数個設けられている。ヘッドジンバルアセンブリは、記録媒体への情報の記録・再生をおこなう薄膜磁気ヘッドを搭載・支持する磁気ヘッドスライダ(以下、スライダという。)を有している。スライダが記録媒体と対向する面は媒体対向面(ABS)と呼ばれる。スライダは、記録媒体への情報の記録・再生をおこなう際には、高速回転する記録媒体の上を空気圧によりわずかに浮上する。このように空気圧により浮上しているときのABSと記録媒体の表面との距離は浮上量と呼ばれている。 Hard disk drives are widely used for recording digital information as high-speed, large-capacity, high-reliability, low-cost recording media, and the recording density of hard disk drives has exceeded 100 gigabits per square inch due to many years of technological development. is there. In a hard disk drive, a plurality of head arm assemblies each having an arm and a head gimbal assembly provided at the tip of the arm are provided according to the number of magnetic disks as recording media. The head gimbal assembly has a magnetic head slider (hereinafter referred to as a slider) that mounts and supports a thin film magnetic head for recording and reproducing information on a recording medium. The surface where the slider faces the recording medium is called the medium facing surface (ABS). When recording / reproducing information to / from the recording medium, the slider slightly floats on the recording medium rotating at high speed by air pressure. Thus, the distance between the ABS and the surface of the recording medium when flying by air pressure is called the flying height.
浮上量が小さくなると記録媒体のビット長が短くなるため、記録媒体の高密度化には浮上量の低減が有効である。このため、近年のさらなるハードディスクドライブの高記録密度化の要求により、浮上量をより一層抑えることが要求されている。 Since the bit length of the recording medium is shortened when the flying height is reduced, reducing the flying height is effective for increasing the density of the recording medium. For this reason, with the recent demand for higher recording density of hard disk drives, it is required to further suppress the flying height.
ところで、スライダの媒体対向面には、スライダと記録媒体との間に適切な風圧を発生させるために、空気の流れを整える凹凸が形成されている。この凹凸のうち凸部(本明細書では凸部とは記録媒体に近い部分を、凹部は記録媒体から遠い部分をいう。)は、薄膜磁気ヘッド部と、主として記録媒体の円周方向に延びるレール部を含み、実質的に媒体対向面を形成している。ところが、わずかな浮上量で安定して浮上させるためには、この凸部(レール部)の平滑化が必要となる。 By the way, the medium facing surface of the slider is provided with unevenness for adjusting the air flow in order to generate an appropriate wind pressure between the slider and the recording medium. Of these irregularities, the convex portion (in this specification, the convex portion is a portion close to the recording medium, and the concave portion is a portion far from the recording medium) and extends mainly in the circumferential direction of the thin film magnetic head portion. A rail part is included and the medium facing surface is substantially formed. However, in order to stably float with a slight flying height, it is necessary to smooth the convex portion (rail portion).
このため、磁気ヘッドスライダの製造法に工夫を施すことによって、レール部の製作精度を高めること技術が開示されている。例えば、イオンビームやエキシマレーザービーム等の高エネルギービームを減圧下で照射してスライダにレール部を直接加工する技術が開示されている(特許文献1参照。)。また、レール部を形成するエッチング工程の後、スライダの切出し前または切出し後にポリッシングをおこなう技術が開示されている(特許文献2。)。
しかしながら、近年のさらなるハードディスクドライブの高記録密度化の要求により、浮上量の要求値は10nm以下が要求されている。これらの従来技術ではかかる厳しい浮上量の要求値に対応できるだけの平坦度を確保することはできなかった。例えば、特許文献1には、発明の効果として、条件によっては100nm以下の加工面粗さも実現できると記載されているが、浮上量10nm以下の要求に応えることはできない。
However, due to the recent demand for higher recording density of hard disk drives, the required flying height is required to be 10 nm or less. In these conventional techniques, it was not possible to ensure flatness sufficient to cope with such strict flying height requirements. For example,
また、媒体対向面は、研磨や、切断(スライス)などの機械加工や、保護膜の形成などの薄膜技術を伴う上、媒体対向面には、磁気ヘッドスライダの主材料であるAlTiC材のほかに、アルミナなどのセラミクス、パーマロイを初めとする金属などのさまざまな材料が露出しているため、精密な加工が困難であった。 The medium facing surface is accompanied by thin film technology such as polishing, cutting (slicing), and formation of a protective film, and the medium facing surface is made of AlTiC material, which is the main material of the magnetic head slider. In addition, since various materials such as ceramics such as alumina and metals such as permalloy are exposed, precise processing has been difficult.
また、凹凸形成時には、通常、レジストの剥離が数回繰り返されるので、従来、その都度クリーニングが行われていたが、クリーニングは通常ブラシ等を用いておこなわれていたため、保護膜や素子そのものにスクラッチ等を引き起こす場合があった。また、通常凹凸形成前には、数個から数十個のバーがドライエッチ用の治具に接着され、凹凸形成後にはバーが治具から取外され、トレイに移載されるが、この一連の工程でバー同士がぶつかったり、移載のためにバーを掴むことによって、保護膜や素子そのものにスクラッチ等のダメージが引き起こされる場合があった。このように、保護膜や素子にダメージが加わると素子の腐食が起こりやすくなり、素子の特性に影響を及ぼす。 Also, when forming irregularities, resist peeling is usually repeated several times. Conventionally, cleaning has been performed each time. However, since cleaning is usually performed using a brush or the like, the protective film or the element itself is scratched. Etc. may be caused. Usually, several to several tens of bars are bonded to a dry-etching jig before forming the unevenness, and the bars are removed from the jig and transferred to the tray after forming the unevenness. In some cases, the bars collide with each other in a series of processes, or when the bars are gripped for transfer, damage to the protective film or the element itself may be caused. As described above, when the protective film or the element is damaged, the element is easily corroded and affects the characteristics of the element.
さらに、従来の技術では、凹凸形成時に、スライダの凹凸部に異物が再付着(フェンスと呼ばれる。)することがあった。これは、特に、レジストのカバーが不十分な凸面のコーナー部に生じ、その高さは数〜数十nmになる場合があり、スライダの平坦度向上を阻害していた。クリーニングによってある程度除去できる場合もあるが、上述のようにクリーニングによる保護膜のダメージの問題が付きまとう。 Furthermore, in the conventional technology, foreign matter sometimes reattaches to the uneven portion of the slider (called a fence) when the uneven portion is formed. This occurs particularly at the corners of the convex surface where the resist cover is insufficient, and the height may be several to several tens of nm, which hinders the improvement of the flatness of the slider. Although it may be removed to some extent by cleaning, there is a problem of damage to the protective film due to cleaning as described above.
また、ハードディスクドライブのモバイル化が進む中でハードディスクドライブの耐ショック性がますます重要になってきている。しかしながら、従来技術では、スライダーの凸面のコーナー部が非常に鋭利に形成されてしまうため、ハードディスクドライブが衝撃を受けたときにヘッドが記録媒体にぶつかり、鋭利なコーナー部が記録媒体を傷つける場合があった。この問題は上記の異物再付着の場合でも同様である。 In addition, shock resistance of hard disk drives has become increasingly important as hard disk drives become more mobile. However, in the prior art, the corner portion of the convex surface of the slider is formed very sharply, so when the hard disk drive receives an impact, the head may hit the recording medium, and the sharp corner portion may damage the recording medium. there were. This problem is the same even in the case of the foreign matter reattachment.
本発明は、かかる事情に鑑みて、ハードディスクドライブのさらなる高記録密度化を実現するために、スライダの精密加工、特に凸部(レール部)の平滑度のばらつきを抑えることのできるスライダの製造方法を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a slider manufacturing method capable of suppressing variations in smoothness of a precision processing of a slider, in particular, a convex portion (rail portion), in order to realize further higher recording density of a hard disk drive. The purpose is to provide.
本発明のスライダの製造方法は、記録媒体から磁気記録を読み出す磁気抵抗効果素子または、記録媒体に磁気記録の書き込みを行なう誘導型磁気変換素子の少なくとも一方を備えた薄膜磁気ヘッド素子部を有するスライダの、スライダが記録媒体と対向する記録媒体対向面の研磨加工を含む製造方法である。そして、本発明のスライダの製造方法は、上記の課題を解決するため、記録媒体対向面に仮保護膜を形成するステップと、仮保護膜が形成された記録媒体対向面の表面の一部を除去して、薄膜磁気ヘッド素子部が記録媒体に読み込みまたは書き込みをおこなう際のスライダの記録媒体に対する浮上量を制御する凹凸部を記録媒体対向面に形成する凹凸部形成ステップと、凹凸部が形成された記録媒体対向面から仮保護膜を除去する仮保護膜除去ステップとを有している。 The slider manufacturing method of the present invention is a slider having a thin film magnetic head element portion provided with at least one of a magnetoresistive effect element for reading magnetic recording from a recording medium or an inductive magnetic transducer element for writing magnetic recording on the recording medium. In this manufacturing method, the slider includes a polishing process of the surface facing the recording medium where the slider faces the recording medium. In order to solve the above problems, the slider manufacturing method of the present invention includes a step of forming a temporary protective film on the recording medium facing surface, and a part of the surface of the recording medium facing surface on which the temporary protective film is formed. An uneven portion forming step for forming an uneven portion on the surface opposite to the recording medium to remove and form an uneven portion for controlling the flying height of the slider relative to the recording medium when the thin film magnetic head element portion reads or writes to the recording medium, and the uneven portion is formed. A temporary protective film removing step for removing the temporary protective film from the recording medium facing surface.
このような製造方法によれば、凹凸部形成ステップ後に、凹凸部形成ステップによって平坦度の悪化した仮保護膜を除去し、凹凸部形成ステップによってダメージを受けていない、仮保護膜の下層にある、平坦度が高くかつ平坦度のばらつきの少ない凸部を露出させ、かかる凸部を基準にその後の工程が進められる。この結果、凹凸部形成ステップの際の薄膜磁気ヘッド素子部への腐食等のダメージを防ぎながら、スライダの浮上量に影響を与える凸部の平滑度のばらつきを抑えることができる。 According to such a manufacturing method, after the concavo-convex portion forming step, the temporary protective film whose flatness is deteriorated by the concavo-convex portion forming step is removed, and is not damaged by the concavo-convex portion forming step. Then, a convex portion having a high flatness and a small variation in flatness is exposed, and the subsequent steps are performed based on the convex portion. As a result, it is possible to suppress variations in the smoothness of the convex portions that affect the flying height of the slider while preventing damage such as corrosion to the thin film magnetic head element portion during the uneven portion forming step.
仮保護膜は、ダイヤモンド状炭素またはSiO2を含む無機材料を用いることができる。
As the temporary protective film, an inorganic material containing diamond-like carbon or
また、仮保護膜除去ステップは乾式エッチングによっておこなうことができ、特にミリングまたは反応性イオンエッチングを用いることが好ましい。 The temporary protective film removal step can be performed by dry etching, and it is particularly preferable to use milling or reactive ion etching.
凹凸部形成ステップのあと、記録媒体対向面を研磨する研磨ステップを有してもよい。この結果、凸面を平坦化することができ、さらには、凸面のコーナー部に再付着した異物を除去したり、凸面のコーナー部を丸く研磨することができる。 You may have the grinding | polishing step which grind | polishes a recording medium opposing surface after an uneven | corrugated | grooved part formation step. As a result, the convex surface can be flattened, and further, foreign matter reattached to the corner portion of the convex surface can be removed, or the corner portion of the convex surface can be polished round.
さらに、研磨ステップのあと、記録媒体対向面に保護膜を形成するステップを有してもよい。 Further, after the polishing step, a step of forming a protective film on the recording medium facing surface may be included.
以上説明したように、本発明のスライダの製造方法によれば、記録媒体対向面の凹凸部形成後にいったん仮保護膜を除去するので、スライダの精密加工、特にレール部や薄膜磁気ヘッド素子部等の凸部の平滑度のばらつきを抑えることがでる。また、凹凸形成工程後に再度平坦化を行って保護膜を形成するので、保護膜にダメージを及ぼすプロセスを極力省くことが可能となる。この結果、スライダの信頼性向上だけでなく、浮上量の低減によるハードディスクドライブの高記録密度化への対応が容易となる。 As described above, according to the slider manufacturing method of the present invention, the temporary protective film is once removed after the formation of the concavo-convex portion on the recording medium facing surface. Therefore, precision processing of the slider, particularly the rail portion and the thin film magnetic head element portion, etc. It is possible to suppress the variation in the smoothness of the convex portion. Further, since the protective film is formed by performing flattening again after the unevenness forming step, it is possible to omit the process of damaging the protective film as much as possible. As a result, it becomes easy not only to improve the reliability of the slider but also to cope with a higher recording density of the hard disk drive by reducing the flying height.
以下、本発明のスライダの製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明のスライダの製造方法の対象であるスライダについて説明する。図1には、スライダを先端に有するヘッドアームアセンブリの斜視図を示している。ヘッドアームアセンブリ1は、ハードディスク装置(図示せず)の内部に、ディスクの枚数に応じて複数個設けられている。ヘッドアームアセンブリ1は、アーム11と、アーム11の先端に設けられたヘッドジンバルアセンブリ2とを有しており、アーム11の他端は回転する軸12に支持されている。ヘッドジンバルアセンブリ2は、薄膜磁気ヘッド部28(図2参照)を有するスライダ21と、スライダ21を支持するフレクシャ22と、フレクシャ22をアーム11に接続するロードビーム23とを有している。ヘッドアームアセンブリ1は、軸12を中心に回転し、記録媒体Pに対してスライダ21を所定の位置に位置決めする。図1においては、スライダ21は記録媒体Pの下側に設けられているが、記録媒体Pの上側にも同様のヘッドアームアセンブリが設置されている。
Hereinafter, the slider manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the slider which is the object of the slider manufacturing method of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view of a head arm assembly having a slider at the tip. A plurality of
図2には、スライダを媒体対向面ABSからみた斜視図を示す。スライダ21は、図1と同様に斜め上から見下ろす向きで表示されており、図面では、スライダ21の上方に、回転駆動される円盤状の記録媒体Pが位置している。スライダ21は、基板27と、積層体の薄膜磁気ヘッド部28とを有している。スライダ21はほぼ六面体形状をなし、六面のうちの一面が記録媒体Pと対向する。スライダ21の媒体対向面ABSには凹凸部が形成され、凸部は薄膜磁気ヘッド部28の読み込み・書き込み素子が設けられたリードライト部24と、段差を有するレール部25a、25bとからなり、その他の部分は凹部26となっている。
FIG. 2 is a perspective view of the slider as seen from the medium facing surface ABS. The
記録媒体Pが回転すると、記録媒体Pとスライダ21との間を通過する空気流によって、スライダ21に、図1、2のy方向下向きの揚力が生じる。スライダ21は、この揚力によって記録媒体Pの表面から浮上する。なお、図1、2におけるx方向は、記録媒体Pのトラック横断方向、z方向は記録媒体Pの円周方向である。レール部は全体として、z方向に沿って形成され、薄膜磁気ヘッド部28は、スライダ21の空気流出側の端部(図2における左下の端部)側に形成されている。すなわち、空気は、レール部25bと記録媒体Pとの間のわずかな隙間から入って、両側のレール部25aで整流されながらリードライト部24に当たり、リードライト部24と記録媒体Pとの間の隙間から抜けるように流れ、これによってスライダ21は、記録媒体Pの表面から浮上する。このように、スライダ21は、薄膜磁気ヘッド素子部28が記録媒体Pに読み込みまたは書き込みをおこなう際に、媒体対向面ABSの凹凸部によって、記録媒体Pに対して浮上することが可能となり、浮上量はその形状によって調整される。
When the recording medium P rotates, an air flow passing between the recording medium P and the
図3には、図2に示すスライダの、同図中3−3線に沿った断面図を示す。図3において、記録媒体P(図示せず)は、媒体対向面ABSの図面上側に、図面と垂直な方向に広がっている。薄膜磁気ヘッド部28は、記録媒体Pから磁気記録を読み出す磁気抵抗効果素子と、記録媒体Pに磁気記録の書き込みを行なう誘導型磁気変換素子とを有しているが、いずれか一方だけを有していてもかまわない。誘導型磁気変換素子は、記録媒体Pの面内方向への記録を行なう水平記録方式と、記録媒体Pの面外方向への記録を行なう垂直記録方式のいずれでもよい。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the slider shown in FIG. 2 along the line 3-3 in FIG. In FIG. 3, the recording medium P (not shown) extends in the direction perpendicular to the drawing above the medium facing surface ABS. The thin film
薄膜磁気ヘッド部28は、図中右側のアルティック(Al2O3・TiC)等のセラミック材料からなる基板27から、左に向けて順次積層されて構成されている。基板27の上(図中では左側。以下同じ。)には、絶縁層を介して、例えばパーマロイ(NiFe)からなるシールド層31が形成されている。シールド層31の上には読み込み素子であるMR素子32が、媒体対向面ABSに面して設けられている。MR素子32としては、AMR(異方性磁気抵抗効果)素子、GMR(巨大磁気抵抗効果)素子、またはTMR(トンネル磁気抵抗効果)素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。また、MR素子32には、読み取った信号を送る一対のリード層(図示せず)が接続されている。
The thin film
MR素子32の上には、例えば、パーマロイやCoNiFe等の、めっき法によって成膜可能な磁性材料からなる下部磁極層33が形成されている。下部磁極層33は、記録ヘッドの下部磁極層としての機能と、再生ヘッド(MR素子32)の上部シールド層としての機能を兼ねている。
On the MR element 32, a lower
下部磁極層33の上には、絶縁のための記録ギャップ34を介して、上部磁極層35が設けられている。記録ギャップ34の材料としては、例えば、NiP等のめっき法によって成膜可能な非磁性金属材料が用いられる。上部磁極層35の材料としては、例えば、パーマロイやCoNiFe等のめっき法によって成膜可能な磁性材料が用いられ、特に、高飽和磁束密度材料が好ましい。下部磁極層33と上部磁極層35は接続部36によって接続され、全体で1個のU字型導体を形成している。
An upper magnetic pole layer 35 is provided on the lower
上部磁極層35と下部磁極層33との間の、媒体対向面ABSと接続部36との間には、銅等の導電性材料からなる2段積みのコイル37a、37bが設けられている。コイル37a、37bは接続部36を中心に巻回して設けられ、上部磁極層35と下部磁極層33とに磁束を供給する。コイル37aは絶縁層38に、コイル37bは絶縁層39、40に取り囲まれて周囲から絶縁されている。ここで、2段積み構成は一つの例示であって、1段積みまたは3段以上の多層積みでもよい。なお、コイル37bには外部からの電流信号を受けるリード層(図示せず)が接続している。最後に、上部磁極層35とリード層とを覆うように、オーバーコート層41が形成されている。オーバーコート層41の材料には、例えばアルミナ等の絶縁材料が用いられる。
Between the medium facing surface ABS and the connection portion 36 between the upper magnetic pole layer 35 and the lower
媒体対向面ABSは、レール部25aが記録媒体Pに対して最も突出し、リードライト部24は、レール部25aよりも1〜3nmほど記録媒体Pに対して引込んでいる。レール部25a、25bの段差は必ずしも必要ではない。リードライト部24と凹部26との段差は1〜5μmである。また、媒体対向面ABSには、SiとDLC(Diamond like carbon;ダイヤモンド状炭素)との混合膜からなる厚さ1〜4nm程度の保護膜42が形成されている。なお、スライダ21の媒体対向面ABSの裏面43はスライダ21を支持するフレクシャ22との接触面となる。
In the medium facing surface ABS, the
次に、以上説明したスライダの製造方法を、図4のフロー図および図5、6A〜6Dのステップ図を用いて、特に媒体対向面ABSの加工を重点的に説明する。 Next, the manufacturing method of the slider described above will be described with emphasis on the processing of the medium facing surface ABS with reference to the flowchart of FIG. 4 and the step diagrams of FIGS. 5 and 6A to 6D.
(ステップ51)まず、図5(a)のように、ウエハ71の上に多数個の薄膜磁気ヘッド部28を薄膜工程によって積層し、図5(b)のように、ウエハ71を短冊状の複数のバー72に切断する。なお、ウエハ71および切断されたバー72には、次のステップ52における媒体対向面ABSの研磨量を管理するため、あらかじめ複数の薄膜磁気ヘッド部28ごとに1つの測定素子73が設けられている。
(Step 51) First, as shown in FIG. 5A, a large number of thin film
(ステップ52)次に、バー72の裏面43を研磨する。研磨作業は例えば、ダイヤモンド砥粒を含む水溶性または油性のラップ液を供給しながら、回転する研磨台上にバー72を固定し、裏面43を押し当てておこなわれる。これによって裏面43が平滑化され、完成したスライダ21がフレクシャ22に確実に固定される。
(Step 52) Next, the back surface 43 of the
(ステップ53)次に、媒体対向面ABSを研磨する。この研磨作業は、図6Aに示すように、MR素子32のMR高さ(MR素子の媒体対向面ABSから反対側の端部までの高さ)をあらかじめ余裕をもって形成しておき、媒体対向面ABSを研磨することによって所定のMR高さを形成するためにおこなわれる。研磨作業は例えば、Sn(スズ)からなる円板の表面にダイヤモンド砥粒を埋め込んで形成された研磨板の表面に、バー72の媒体対向面ABSを押し当てておこなわれる。これによって、媒体対向面ABSの位置は本ステップ開始前に比べて全体的に内側(コイル37a等のある側)移動する。
(Step 53) Next, the medium facing surface ABS is polished. In this polishing operation, as shown in FIG. 6A, the MR height of the MR element 32 (the height from the medium facing surface ABS to the opposite end of the MR element) is previously formed with a margin, and the medium facing surface is formed. This is done to form a predetermined MR height by polishing the ABS. The polishing operation is performed, for example, by pressing the medium facing surface ABS of the
(ステップ54)次に、図6Bに示すように、例えばスパッタリングによって、媒体対向面ABSに厚さ1〜4nm程度のSiとDLCとの混合膜からなる仮保護膜45を形成する。従来、凹凸部形成工程(ステップ55)では、媒体対向面ABSが酸、アルカリ、有機溶媒などの化学的に活性な液体に曝されていたため、高飽和磁束材料であるFe系合金材料が腐食され、媒体対向面ABSの磁極部分(下部磁極層33や上部磁極層35)がわずかに凹む傾向があった。そこで、凹凸部形成工程の前に仮保護膜45を形成しておくことにより、耐食性の乏しいFe系合金材料を用いた磁極部分の腐食を防ぐことができる。DLCを用いた理由は、耐食性が十分であることに加え、膜厚1〜4nm程度で緻密な薄い仮保護膜45が形成でき、後述のように除去が容易で、しかも凹凸(レール)形成を阻害せずにレールを正確な形状に形成できるからである。仮保護膜45としてはこの他、耐食性があり除去が容易で同様の性質を有するSiO2などの無機系材料を用いることもできる。
(Step 54) Next, as shown in FIG. 6B, a temporary
(ステップ55)次に、図6Cに示すように、媒体対向面ABSに凹凸部を形成する。具体的には、媒体対向面ABSの一部をイオンミリング、RIE(反応性イオンエッチング)などの乾式エッチングによって除去し、凹部26とレール部25bとを形成する。また、除去されない部分はリードライト部24と、レール部25aとになる。なお、このときの深さ方向の加工精度は30nm程度である。
(Step 55) Next, as shown in FIG. 6C, uneven portions are formed on the medium facing surface ABS. Specifically, a part of the medium facing surface ABS is removed by dry etching such as ion milling or RIE (reactive ion etching) to form the
(ステップ56)次に、図6Dに示すように、ステップ54で形成され、ステップ55でリードライト部24およびレール部25aの表面に残った仮保護膜45を、ミリング、RIEなどの乾式エッチングによっていったん除去する。ここでいったん仮保護膜45を除去する理由は、第1に、仮保護膜45の下層にあるレール部25aはステップ53において平坦に研磨されており、ステップ55の凹凸部形成工程においても仮保護膜45に保護され、高い平坦度が維持され、平坦度のばらつきが抑えられているので、このような平坦度の良好な部分を露出させ、その後の工程の基準とすることによって、完成時のスライダの媒体対向面ABSの平坦度が向上し、平坦度のばらつきが抑えられるからである。第2に、仮保護膜45は凹凸部形成加工の際にダメージを受けているので、仮保護膜45をいったん除去し健全な保護膜を改めて形成することによって、スライダの信頼性が高まるからである。仮保護膜45をステップ58の再研磨時でなく、この段階で除去する理由は、DLCは高硬度であるため、次の研磨工程で除去することは大変困難であり、この段階で、仮保護膜45を乾式エッチングによって一括除去する方が効果的であるためである。乾式エッチングを用いる理由は、スライダの他の部分や保護膜の下層へのダメージを最小限に抑えつつ、1〜4nmの薄い保護膜だけを均一に除去することができるからである。
(Step 56) Next, as shown in FIG. 6D, the temporary
(ステップ57)次に、バー72を100〜200℃で1〜2時間、プレヒートする。これは研磨時と製品としての使用時との温度差によって基板27と薄膜磁気ヘッド部28との間に生じる熱変形の差を補正するためである。ハードディスクドライブ駆動時には、薄膜磁気ヘッド部28周辺(全成膜層)の温度は100℃近くなり、薄膜磁気ヘッド部28と基板27との間で温度差が生じ、しかも基板27と薄膜磁気ヘッド部28との熱膨張率が異なるため、オーバーコート層41などが部分的に出張り、段差が生じる。ところが、基板27と薄膜磁気ヘッド部28とに生じる残留応力のため、常温に戻ったときにこれらが加熱前の状態に戻らず、オーバーコート層41などに部分的に数nmの出張りが残る。これに対し、プレヒートをおこない、常温に戻しその後に研磨すると、残留応力が開放されるので、再加熱、冷却を繰り返しても常温に戻ったときに出張りが残ることはない。プレヒートは、最初の研磨(ステップ53)の前に行ってもよく、各研磨(ステップ53、57)の前に各々おこなってもよい。
(Step 57) Next, the
(ステップ58)次に、媒体対向面ABSを常温で再研磨する。これによって、レール25a、25bやリードライト部24の平滑度が向上し、レール部のエッジR1,R2、R3、R4が、丸みを帯びるため、エッジ部の欠落やレール部周辺への異物の付着を抑えることができる。
(Step 58) Next, the medium facing surface ABS is re-polished at room temperature. As a result, the smoothness of the
(ステップ59)次に、媒体対向面ABSに保護膜42を形成する。保護膜42は最終的な保護膜であって、ステップ54で形成した仮保護膜45と同様、厚さ1〜4nm程度のDLC膜である。このように、ダメージを受けた仮保護膜45がいったん除去され、健全な保護膜42が再度形成されるので、保護膜、ひいてはスライダの信頼性が高まる。保護膜42としては、この他SiO2などの無機系材料を用いることもできる。なお、このときの状態は図3に示したとおりである。
(Step 59) Next, the protective film 42 is formed on the medium facing surface ABS. The protective film 42 is a final protective film, and is a DLC film having a thickness of about 1 to 4 nm, like the temporary
(ステップ60)次に、バー72を洗浄する。
(Step 60) Next, the
(ステップ61)次に、バー72を切断し1片毎のスライダピースを作成する。
(Step 61) Next, the
このようなステップによって形成されたスライダの媒体記録面ABSの平坦度を実際に確認するため、100個のスライダ試料を作成し、媒体対向面ABSを原子間力顕微鏡(AFM)で走査して、凹み量を測定した。図7に、オーバーコート層41、下部磁極層33、およびシールド層31における凹み量の平均値と、標準偏差と、最大値・最小値と、最大値・最小値の差分とを示す。ここで凹み量とは、図中にも示すように、媒体対向面ABSの基板側の基準面を0としたときの薄膜磁気ヘッド部の各部の凹み量である。試料のシールド層31および下部磁極層33はFe−Ni合金から、オーバーコート層41はアルミナから各々なっている。図中丸印は概略の測定位置を示す。従来技術と本発明による製造方法を比較すると、いずれの部位でも、本発明の方が凹み量のばらつきを示す標準偏差と差分値が小さくなり、媒体対向面ABSの平坦度のばらつきが小さい、より精密な加工が可能になったことが確認された。
In order to actually confirm the flatness of the medium recording surface ABS of the slider formed by such steps, 100 slider samples were prepared, the medium facing surface ABS was scanned with an atomic force microscope (AFM), The amount of dents was measured. FIG. 7 shows the average value of the dent amount in the
また、ステップ58において、仮保護膜45除去、プレヒート後に再研磨をおこなった効果を確認するため、スライダの媒体対向面ABSのコーナー部の形状を従来技術による製造結果と比較した。図8には、媒体対向面ABSを上側に表示した、スライダ表面の断面プロファイルをAFMで測定した結果を示す。同図(a)は従来技術により製作されたスライダの断面プロファイルであり、同図(b)は本発明による断面プロファイルである。図中、縦軸0の線が媒体対向面ABSの基準線を示し、従来技術、本発明ともにリードライト部は基準線より内側に加工されている。また、図中の数字は図6Eにおける矢印に対応している。図中に丸印で示したように、従来技術では特にコーナー部のエッジが鋭角な形状をなしているが、本発明によれば、コーナー部を丸みを帯びた形状に形成することができる。これによりコーナー部のエッジの欠落や、異物の付着を押さえることができる。
Further, in
本発明の効果をまとめると以下の通りである。まず、凹凸部形成ステップの際の薄膜磁気ヘッド素子部への腐食等のダメージを防ぎながら、スライダの浮上量に影響を与える凸部の平滑度のばらつきを抑え、その分浮上量を低減することができるので、ハードディスクドライブの高記録密度化につながる。次に、ダメージを受けた仮保護膜45がいったん除去され、健全な保護膜42が再度形成されるので、凸部のコーナーに再付着した異物を除去したり、凸部の各コーナー部のエッジを丸めることが可能となり、スライダの信頼性が高まる。
The effects of the present invention are summarized as follows. First, while preventing damage such as corrosion to the thin-film magnetic head element during the concavo-convex formation step, suppress unevenness in the smoothness of the convex part that affects the flying height of the slider, and reduce the flying height accordingly. Can lead to higher recording density of hard disk drives. Next, the damaged temporary
なお、本発明は、バーの状態で記録媒体対向面への凹凸部形成、仮保護膜の形成・除去、再研磨等をおこなう手順に限定されず、あらかじめバーを1片毎のスライダピースに切断し、各スライダピースに対して上記の各ステップをおこなう手順や、ステップの途中段階(たとえば仮保護膜の除去後、再研磨前)でスライダピースに切断する手順なども可能である。 Note that the present invention is not limited to the procedure for forming irregularities on the recording medium facing surface in the bar state, forming / removing the temporary protective film, re-polishing, etc., and cutting the bar into individual slider pieces in advance. In addition, a procedure for performing each step described above on each slider piece, a procedure for cutting the slider piece in the middle of the step (for example, after removal of the temporary protective film and before re-polishing) are also possible.
1 ヘッドアームアセンブリ
2 ヘッドジンバルアセンブリ
21 スライダ
22 フレクシャ
23 ロードビーム
24 リードライト部
25a、25 レール部
26 凹部
27 基板
28 薄膜磁気ヘッド部
31 シールド層
32 MR素子
33 下部磁極層
34 記録ギャップ
35 上部磁極層
36 接続部
37a、37b コイル
38、39、40 絶縁層
41 オーバーコート層
42 保護膜
43 裏面
45 仮保護膜
71 ウエハ
72 バー
ABS 媒体対向面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記記録媒体対向面に仮保護膜を形成するステップと、
前記仮保護膜が形成された前記記録媒体対向面の表面の一部を除去して、前記薄膜磁気ヘッド素子部が記録媒体に読み込みまたは書き込みをおこなう際の前記スライダの記録媒体に対する浮上量を制御する凹凸部を前記記録媒体対向面に形成する凹凸部形成ステップと、
前記凹凸部が形成された前記記録媒体対向面から前記仮保護膜を除去する仮保護膜除去ステップとを有する、スライダの製造方法。 A slider having a thin film magnetic head element having at least one of a magnetoresistive effect element for reading magnetic recording from a recording medium or an inductive magnetic conversion element for writing magnetic recording on the recording medium, the slider facing the recording medium A manufacturing method including polishing processing of a recording medium facing surface,
Forming a temporary protective film on the recording medium facing surface;
A part of the surface of the recording medium facing surface on which the temporary protective film is formed is removed, and the flying height of the slider with respect to the recording medium when the thin film magnetic head element unit reads or writes to the recording medium is controlled. Forming a concavo-convex portion to be formed on the recording medium facing surface;
And a temporary protective film removing step of removing the temporary protective film from the recording medium facing surface on which the concave and convex portions are formed.
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JP2007280560A (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Shinka Jitsugyo Kk | Slider and manufacturing method thereof |
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2004
- 2004-08-23 JP JP2004242683A patent/JP2006059501A/en active Pending
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