JP2009238312A - 磁気ヘッドスライダーの製造方法、磁気ヘッドスライダー及び磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ヘッドスライダーの製造方法、磁気ヘッドスライダー及び磁気ディスク装置 Download PDF

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Abstract

【課題】磁気ヘッドスライダーに関し、磁気ヘッドスライダーの浮上面の潤滑剤の滞留を防止する。
【解決手段】磁気ヘッドスライダーの浮上面に、負圧発生用の第１の凹部（３）と、潤滑剤の流動促進のための第２の凹部（１１）と、磁気ヘッド素子（３０）を設けたセンターパッド（４）を設ける。第２の凹部（１１）を、第１の凹部（３）より浅く形成して、空気流により作用する剪断応力が一点に集中する領域である淀み点の発生を抑制する。淀み点に潤滑剤が滞留して塊状の液滴に成長する前に、潤滑剤を後縁方向に連続的に排出することができる。又、スライダー流出端の絶縁層（２２）における段差の形成を防止し、更に、潤滑剤の滞留を起こりにくくし，滞留した潤滑剤が相当な大きさの塊となって、磁気記録媒体に落下して、信頼性を損なうトラブルを防止することが可能となる。
【選択図】図１６

Description

本発明は、磁気ヘッドを磁気ディスクに対し、浮上するための磁気ヘッドスライダーの製造方法、磁気ヘッドスライダー及び磁気ディスク装置に関し、特に、浮上安定性を得るために表面に凹部が設けられた磁気ヘッドスライダーの製造方法、磁気ヘッドスライダー及び磁気ディスク装置に関する。
磁気ディスク装置の記録密度の増大に伴い、磁気ヘッドが磁気ディスク上に浮上しながら作動する際の磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の距離をより小さくすることが要求されている。磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の距離を低減するには、磁気ヘッドが搭載されたヘッドスライダーの浮上量を低減する必要がある。近年の磁気ディスク装置におけるヘッドスライダーの浮上量は１０ｎｍ以下にまで低減されている。
磁気ディスク装置のヘッドスライダーには、浮上量を調節し且つ浮上時の安定性を得るために、その表面に凹部（溝とも称する）が設けられる（例えば、特許文献１参照）。磁気ヘッドの回転に伴って発生した空気流が，凹部に沿って流れる際に，適度な静圧が発生する。これにより、ヘッドスライダーを，磁気ディスク上で所定の距離を維持しながら，安定して浮上させることができる。
特開２００４−５５１２７号公報
通常、磁気ディスクの表面には、ヘッドスライダーとの偶発的な接触によるヘッドやディスクの損傷を防止するための潤滑剤（例えば、ＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル油））が塗布されている。この潤滑剤は液体であるが、比較的粘度は高く、磁気ディスクが高速で回転しても、磁気ディスク表面上に膜状に付着している。したがって、ヘッドスライダーは、磁気ディスク上の潤滑剤の被膜の上で浮上する。
ヘッドスライダーと磁気ディスクとの間の距離（浮上量）を小さくすると、ヘッドスライダーが潤滑剤に接触して、微量な潤滑剤がヘッドスライダーの表面に付着するおそれがある。また、気化した潤滑剤がヘッドスライダーの表面に接触して凝縮することで、潤滑剤がヘッドスライダーの表面に付着するという現象も起こる。
付着した潤滑剤は、表面に作用する種々の力により、スライダー表面を流れ、様々な紋様を作り、潤滑剤汚れと呼ばれる現象を発生する。即ち、ヘッドスライダーの表面に沿って流れる空気流により作用する剪断応力が、一点に集中する領域が存在すると、その領域に潤滑剤が集まることとなる。
このように、ある程度溜まって大きくなった潤滑剤の液滴が。スライダーから離脱して磁気ディスク上（潤滑剤の被膜の上）に落ちると、落ちたばかりの潤滑剤の液滴は、磁気ディスク上の潤滑剤の被膜の上で突起状になる。そして、磁気ディスクが一回転して、落ちた潤滑剤が、ヘッドスライダーの位置に戻ってくると、落ちた潤滑剤に、ヘッドスライダーが衝突することがある。又、ヘッドスライダーの浮上量の変動の原因となる。
磁気ディスクは、高速で回転しており、また潤滑剤の粘度が高いため、磁気ディスク上に落ちて突起状となった潤滑剤が、平坦な状態に戻る前に、磁気ディスクが一回転してしまうためである。
このように、磁気ディスク上に、落下した潤滑剤が存在すると、最悪の場合、衝突の衝撃で、ヘッドスライダーが損傷するおそれがある。又、浮上量の変動で、リード／ライトエラーが、発生しやすくなる。このような問題は、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の距離が小さくなるほど顕著になる。
本発明の目的は、上述の問題に鑑みなされたものであり、磁気ヘッドスライダーの表面に潤滑剤が滞留することを防止するための磁気ヘッドスライダー、磁気ヘッドスライダーの製造方法及び磁気ディスク装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、磁気ヘッドスライダーの表面に潤滑剤が滞留することを防止するための潤滑剤排出面を高精度に形成するための磁気ヘッドスライダー、磁気ヘッドスライダーの製造方法及び磁気ディスク装置を提供することにある。
この目的の達成のため、本発明の磁気ヘッドスライダーは、スライダーの大部分を成すスライダー本体部と、前記スライダー本体部の空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有し、前記スライダー本体の記録媒体に対向する面に，少なくとも、第１の深さを有する第１の凹部と，前記第１の深さより浅い第２の深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，前記センターパッドの流出端面が、前記第２の凹部の端面と一致している。
又、本発明の磁気ヘッドスライダーは、スライダーの大部分を成すスライダー本体部と、前記空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有し、前記スライダー本体の記録媒体に対向する面に，少なくとも第１の凹部と，前記第１の凹部の深さより浅い深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，前記第２の凹部の前記スライダー本体と前記絶縁層の接する領域において，前記第２の凹部よりも高い畝部を有する。
又、磁気ディスク装置は、回転する磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するためのスライダーの大部分を成すスライダー本体部と前記スライダー本体部の空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有する磁気ヘッドスライダーとを有し、前記磁気ヘッドスライダーは、前記スライダー本体の磁気記録媒体に対向する面に，少なくとも、第１の深さを有する第１の凹部と，前記第１の深さより浅い第２の深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，前記センターパッドの流出端面が、前記第２の凹部の端面と一致している。
又、磁気ディスク装置は、回転する磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するためのスライダーの大部分を成すスライダー本体部と前記スライダー本体部の空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有する磁気ヘッドスライダーとを有し、前記磁気ヘッドスライダーは、前記スライダー本体の磁気記録媒体に対向する面に，少なくとも第１の凹部と，前記第１の凹部の深さより浅い深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，前記第２の凹部の前記スライダー本体と前記絶縁層の接する領域において，前記第２の凹部よりも高い畝部を有する。
更に、磁気ディスクスライダーは、前記センターパッドの前記流出端側に、前記センターパッドの最上面から所定の深さを有する浅溝を設けた。
更に、磁気ディスクスライダーは、前記センターパッドは、前記空気流の流出方向と交差する方向において、前記第２の凹部の中央に設けられた。
更に、磁気ディスクスライダーは、前記第１の凹部に、一対の側壁部を設けた。
更に、磁気ディスクスライダーは、前記第２の凹部の前記空気流の流出方向と交差する方向に、一対のサイドパッドを設けた。
更に、磁気ヘッドスライダーの製造方法は、スライダーの大部分を成すスライダー本体部の空気流の流出側に、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層から成るブロックを、少なくとも、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッド領域を残して、第２の深さをエッチングする第１のエッチング工程と、少なくとも、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッド領域と前記第２の深さの第２の凹部領域を残して、前記第２の凹部より深い第１の深さを有する第１の凹部を形成するための第２のエッチング工程とを有し，前記第１のエッチング工程は、前記スライダー本体部と前記絶縁層とをエッチングする第３のエッチング工程と、前記絶縁層をマスクして、前記スライダー本体部をエッチングする第４のエッチング工程とを有する。
又、磁気ヘッドスライダーの製造方法は、前記第４のエッチング工程は、前記第２の凹部のスライダー本体と絶縁層の接する領域において，第二の凹部よりも高い畝部を形成する工程を有する。
又、磁気ヘッドスライダーの製造方法は、前記センターパッドの前記流出端側に、前記センターパッドの最上面から所定の深さを有する浅溝を設けるための第５のエッチング工程を有する。
又、磁気ヘッドスライダーの製造方法は、前記第１のエッチング工程は、前記センターパッドを、前記空気流の流出方向と交差する方向において、前記第２の凹部の中央に設けられる工程からなる。
又、磁気ヘッドスライダーの製造方法は、前記第１及び前記第２のエッチング工程は、前記第１の凹部に、一対の側壁部を設ける工程からなる。
又、磁気ヘッドスライダーの製造方法は、前記第１のエッチング工程は、前記第２の凹部の前記空気流の流出方向と交差する方向に、一対のサイドパッドを設ける工程からなる。
ヘッドスライダーの浮上面において、空気流により作用する剪断応力が一点に集中する領域である淀み点の発生を抑制することができ、淀み点に潤滑剤が滞留して塊状の液滴に成長する前に、潤滑剤を後縁方向に連続的に排出することができる。又、スライダー流出端の絶縁層における段差の形成を防止するため、潤滑剤の滞留を起こりにくくし，滞留した潤滑剤が相当な大きさの塊となって、磁気記録媒体に落下して、信頼性を損なうトラブルを防止することが可能となる。これにより、潤滑剤の液滴に起因するヘッドスライダーの浮上特性への影響を低減することができ、液滴への衝突によるヘッドスライダーの損傷を防止することができる。
以下、本発明を、磁気ディスク装置、ヘッドスライダーの基本構成、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。
（磁気ディスク装置）
図１は、本発明の磁気ディスク装置の一実施の形態の外観図、図２は、図１の磁気ヘッドスライダーの説明図である。図１は、磁気ディスク装置として、ハードディスクドライブを例に示す。
図１に示すように、ディスクエンクロージャ（ＤＥという）１００では、磁気記録媒体である磁気ディスク２が、スピンドルモータ４の回転軸に設けられている。スピンドルモータ４は、磁気ディスク２を回転する。アクチュエータ（ＶＣＭという）５は、アーム５２、サスペンションの先端に磁気ヘッドスライダー１を備え、磁気ヘッドスライダー１を磁気ディスク２の半径方向に移動する。
アクチュエータ５は、回転軸を中心に回転するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）で構成される。図１では、磁気ディスク装置に、１枚の磁気ディスク２が搭載され、２つの磁気ヘッドスライダー１が、同一のアクチュエータ５で同時に駆動される。
磁気ヘッドスライダー１は、リード素子と、ライト素子を有する。磁気ヘッドスライダー１は、スライダーに、磁気抵抗（ＭＲ）素子を含むリード素子を積層し、その上にライトコイルを含むライト素子を積層して、構成される。
磁気ディスク２の外側には、磁気ヘッドスライダー１を磁気ディスク２から退避し、パーキングするためのランプ機構５４が設けられる。
又、図１の下部には、プリント回路アッセンブリ（制御回路部）が設けられ、プリント回路アッセンブリには、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）、リード／ライトチャネル回路（ＲＤＣ）、サーボコントロール回路、データバッファ（ＲＡＭ）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）が設けられる。
図２に示すように、磁気ヘッドスライダー１は、記録媒体である磁気ディスク２の上で浮上しながら、磁気ヘッド素子（図示せず）により、磁気ディスク２に磁気信号を書き込み、磁気ディスク２に記録された磁気信号を読み取るよう構成されている。磁気ヘッドスライダー１は、例えば幅１ｍｍ、長さ１．２ｍｍ、厚さ数３００μｍ程度の小さな磁気ヘッドであり、磁気ディスク２に対向する浮上面１ａを有している。又、磁気ディスク２の表面には、潤滑剤の被膜２ａが形成されている。
磁気ヘッドスライダー１は、磁気ディスク２の回転により発生する空気流により浮上するよう構成されている。磁気ヘッドスライダー１の浮上時は、磁気ヘッドスライダー１の浮上面１ａの前縁１ｂ、すなわち、空気流の方向に関して上流側の辺は、磁気ヘッドスライダー１の浮上面１ａの後縁１ｃ、すなわち、空気流の方向に関して下流側の辺よりも高い位置となる。したがって、磁気ヘッドスライダー１は、後縁１ｃが、磁気ディスク２に最も近い状態で、磁気ディスク２上に浮上する。磁気ヘッド素子は、浮上時に磁気ディスク２に近い位置である後縁１ｃの近傍に搭載される。浮上面１ａに沿った空気流は、後縁１ｃから流出するので、後縁１ｃは流出端とも称される。なお、以下において、前とは空気流に対してヘッドスライダーの軸方向に沿った上流側を意味し、後とは空気流に対してヘッドスライダーの軸方向に沿った下流側を意味する。
（ヘッドスライダーの基本構造）
本発明者等は、特許願２００６−３５４１４２号明細書及び特許願２００７−７１６３９号明細書により、新規な潤滑剤流動面を有する磁気ヘッドスライダーを提案している。この磁気ヘッドスライダーの構造を説明する。
図３は、本発明者等の先の出願に係る磁気ヘッドスライダーの斜視図、図４及び図５は、その動作説明図、図６は、図３の構成における浮上面の表面における空気流による剪断応力ベクトルを示す剪断応力ベクトル線図である。
図３は、磁気ヘッドスライダー１の浮上面１０ａ側の斜視図である。浮上面１０ａには空気流を制御するための凹凸が形成されている。磁気ヘッドスライダー１の表面に、凹部（溝とも称する）を形成することにより凹凸を形成する。図３において、垂直方向の寸法（凹部又は溝の深さ）は拡大して描かれており、実寸ではない。例えば、磁気ヘッドスライダー１の寸法が、幅１ｍｍ、長さ１．２ｍｍであれば、凹部又は溝の底面の深さは１．５〜２．０μｍ程度である。
磁気ヘッドスライダー１の浮上面１０ａの前縁１０ｂ側は、凹部は形成されておらず、後縁１０ｃ側に凹部３が形成される。凹部３を形成することで、凹部３の底面３ａから突出した部分が形成されている。この突出した部分は、磁気ヘッドスライダー１の側面近傍において長さ方向に沿って形成された２つの側壁部５を含む。
凹部３（第１の凹部）の他に、後縁１０ｃ側に、凹部１１（第２の凹部）を有する。第２の凹部１１の底面１１ａの深さは、第１の凹部３の底面３ａの深さより小さくなっており、結果として深さが、２段となった凹部が形成されている。
後縁１０ｃの第２の凹部１１の底面１１ａから突出した部分に、磁気ヘッドスライダー１の幅方向の中央位置に形成されたセンターパッド４（第１の凸部）と、側壁部５の後方の位置に形成された２つのサイドパッド（第２の凸部）６とを有する。前縁部１０ｂ、センターパッド４、サイドパッド６の流入側には、０．１〜０．３μｍ程度の浅溝が適宜設けられる。この浅溝は、前縁部１０ｂ、センターパッド４、サイドパッド６の最上面において、強い圧力を発生させる作用を持つ。
センターパッド（第１の凸部）４は、後縁１０ｃの近傍に位置しており、表面近傍に磁気ヘッド素子（図示せず）が搭載されている。サイドパッド（第２の凸部）６は、磁気ヘッドスライダー１の後側で、磁気ヘッドスライダー１の両側面の近傍に位置しており、磁気ヘッドスライダー１の浮上時の姿勢を安定させるために設けられる。側壁部５は、磁気ヘッドスライダー１の略中央に空間を画成するために設けられる。この空間に、空気流が入り込むと、空間内に負圧が発生し、磁気ヘッドスライダーを、適度な圧力で、磁気ディスク２に押し付ける力が生じる。
即ち、２つのサイドパッド６の前面を結ぶ線より前側を、凹部３（第１の凹部）とし、凹部１１（第２の凹部）の底面１１ａは、２つのサイドパッド６の前面を結ぶ線より後側全体に渡って設けられている。したがって、サイドパッド６及びセンターパッド４を取り囲むように、第２の凹部１１の底面１１ａが形成されている。言い換えれば、センターパッド４及びサイドパッド６は、第２の凹部１１内に設けられ、底面１１ａから突出している。
図４及び図５に示すように、スライダーは、流入端１０ｂでは、正圧により、浮上力を与えられ、第１、第２の凹部３，１１で、磁気ディスク２に押し付ける負圧が与えられ、流出端のセンターパッド４及びサイドパッド６で、正圧により、浮上力を与えられ、姿勢を保つ。
図４に示すように、スライダー１０の浮上面には、クエット流が流れる。このクエット流成分は、凹部の深さが、浅い程、速度勾配が大きい。先の出願では、第１の凹部３の底面３ａの深さより、 浅い深さの第２の凹部１１を設けることにより、クエット流成分による流出方向への剪断応力を促進する。これにより、剪断応力の淀み点を解消し、潤滑剤の滞留が起き難い浮上面を形成した。
図６は、図３の構成において、浮上面１０ａの前縁１０ｂ側から後縁１０ｃに向かって空気を流した際に、空気流により浮上面１０ａに加わる剪断応力の方向をベクトルで表した図である。センターパッド４の後方及びサイドパッド６の後方において、淀み点が発生しやすい。淀み点に、潤滑剤が滞留するが、図６のように、淀み点が発生していないことがわかる。すなわち、先願では、凹部を２段とし、サイドパッド６より後側を、浅い第２の凹部１１の底面１１ａとすることで、センターパッド４及びサイドパッド６の後方における淀み点の発生を防止している。このように、第２の凹部１１は、剪断応力の淀み点を持たないように設計されている。
図６の剪断応力解析図からわかるように、凹部の深さを小さくすると、サイドパッド６のような空気流に対する障害物の後方での淀みが生じ難くなる。言い換えれば、障害物の高さを低くすれば、淀みが生じ難くなる。しかし、凹部３の深さは、それにより発生する負圧に関係しており、適度な負圧を発生させるためには、ある程度の深さが必要となる。このため、凹部の底面を２段とし、深い方の第１の凹部３により、必要な負圧を発生させ、浅い方の第２の凹部１１を、サイドパッド６のような障害物がある領域に設けて、淀み点の発生を防止している。
このような磁気ヘッドスライダーを製造する場合には、一般に、スライダー本体部は、硬いＡｌ２Ｏ３・ＴｉＣ（アルミナ・チタン・カーバイド：アルチック材料）で構成され、その流出端に、リード・ライト素子が埋め込まれるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）層が形成される。
即ち、未加工のアルチック基板上にアルミナ層を設け、その上に、多数の磁気ヘッド素子を形成し、周囲を、絶縁性のアルミナで更に覆って、アルチック基板状に多数の磁気ヘッド素子を形成する。そして、このアルチック基板を、バー状に切断し、磁気ヘッドが設けられたスライダーが、横方向に複数個並んだバーを作成する。このバーに、エッチングにより、前述の磁気ヘッドスライダーの凹部や凸部を形成し、個々の磁気ヘッドスライダーに切り出す。
即ち、未加工のスライダーは、スライダー本体のアルチック本体の流出端に、アルチックとは、異なるアルミナ層が、存在することになる。
図７は、このスライダーの製造プロセスの説明図、図８は、流出端でのエッチング動作の説明図、図９は、図７の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの上面図、図１０は、その断面図である。
図８〜図１０を参照して、図７で製造プロセスを説明する。一連の加工は，スライダーが横方向に複数個連なったバー状態で行なわれるのが一般的であるが，図７中では、便宜的に，ひとつのスライダーの領域のみを示している。
加工開始前のスライダーは、スライダー本体（アルチック）２０の流出端に、磁気ヘッド３０が形成されたアルミナ層２２が設けられている（図７(ａ)）。図７（ｂ）の工程において，最上面から０．１２μｍ深い位置にできる浅溝面を露出させるための段差加工を行なう。この段差加工は，最終的に最上面とする領域（図７（ｂ）の斜線部）を、フォトリソグラフィーでパターニングされたフォトレジストで覆い，フォトレジストで覆われていない領域を、イオンミリングまたはＲＩＥ(reactive ion etching)等の方法でエッチングすることにより行なわれる。最終的に、浅溝面とする面およびそれより深い位置に形成したい面が同時に加工される。
図７（ｃ）の工程において，最上面から１μｍ低い位置にできる第２の凹部(潤滑剤流動促進面)に相当する面１１ａを露出させるための段差加工を行なう．このエッチングは，第２の凹部に相当する領域１１ａにおいて，図７（ｂ）の工程で行なったエッチングと合わせた累積のエッチング深さが、１μｍになるように行なわれる。
この工程のエッチングは，最終的に、最上面と浅溝面になる領域を、フォトリソグラフィーでパターニングされたフォトレジストで覆って行なわれ，第２の凹部１１ａおよびそれより深い位置に形成する第１の凹部(深溝面)に相当する領域３ａを同時に加工する。
最後に，図７（ｄ）の工程において、底面３ａを形成するための段差加工を行なう。この加工は，第１の凹部３に相当する領域の累積のエッチング深さが、最上面から２μｍになるように行なわれる。
以上の製造プロセスにおいて、図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の工程において，図８に示すように、流出端に当たるアルミナ部２２は，アルチック２０よりエッチングレートが大きいため，アルチック部２０に比べて、約１．６倍の深さにエッチングされ，意図しない第３の凹部４０が、流出端に形成される。
この結果、図９及び図１０に示すように、第２の凹部１１ａは、流出端まで到達しておらず、流出端に、第３の凹部４０が形成される。従来は，浮上面の設計において、潤滑剤の流動や滞留を制御する思想はあまり発達しておらず，圧力に大きな影響を及ぼすことのないこの部分の段差は、大きな問題とはならず、特に、段差を解消する努力が払われては来なかった。
しかし，潤滑剤の流動や滞留を考慮した設計においては，こうした流出端アルミナ部の段差４０を解消することが必要である。即ち、第３の凹部４０により、流出端でのクエット流成分が、変化する。
図１１は、図７乃至図１０の磁気ヘッドスライダーの浮上面１０ａの前縁１０ｂ側から後縁１０ｃに向かって空気を流した際に、空気流により浮上面１０ａに加わる剪断応力の方向をベクトルで表した図である。第３の凹部４０では、剪断応力の方向を示すベクトルが、逆流し、ベクトルが、第２の凹部１１ａと第３の凹部４０の境に集中し、潤滑剤の溜りが、出来やすくなる。第３の凹部４０の深さや、それによる剪断応力の淀み点の発生の有無は、エッチング方法、エッチング条件、浮上面形状に依存するが、本実施例のように、剪断応力の淀み点が生じ、潤滑剤の連続的な排出が妨げられる場合もあり得る。
この発明は、先願の発明に加え、第２の凹部（潤滑剤流動促進面）１１ａの後端の第３の凹部４０の形成を防止し、より潤滑剤の流動を促進するものである。
（第１の実施の形態）
図１２及び図１３は、本発明の第１の実施の形態の説明図である。図７（ｃ）の潤滑剤溜まり防止のために設ける第二の凹部１１を形成する工程を、図１２に示すように、所定の深さ（図８では、深さ１．００μｍ）よりも浅いところまでを第一のエッチッング工程で形成し，しかる後に，図１３に示すように、流出端のアルミナ層２２を含む部分をマスクし，それより流入側を、第二のエッチング工程で所定の深さ（１．００μｍ）まで形成する。
このようにすることにより，アルミナ層２２に形成される第３の凹部４０は、第２の凹部１１と同一深さとなる。又、図１２中のマスク領域は、例えば、フォトリソグラフィーでパターニングされたフォトレジストで覆われ、エッチングされない領域である。
この第３の凹部４０の深さは、第２の凹部１１と完全に一致していなくても，剪断応力のよどみ点が出来ない程度であればよい。
図１４は、図１２及び図１３の原理を使用した本発明の第１の実施の形態のスライダーの製造プロセスの説明図、図１５は、図１４の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの上面図、図１６は、その断面図である。
加工開始前のスライダーは、スライダー本体（アルチック）２０の流出端に、磁気ヘッド３０が形成されたアルミナ層２２が設けられている（図１４(ａ)）。図１４（ｂ）の工程において，最上面から０．１２μｍ深い位置にできる浅溝面を露出させるための段差加工を行なう。この段差加工は，最終的に最上面とする領域（図１４（ｂ）の斜線部）を、フォトリソグラフィーでパターニングされたフォトレジストで覆い，フォトレジストで覆われていない領域を、イオンミリングまたはＲＩＥ(reactive ion etching)等の方法でエッチングすることにより行なわれる。最終的に、浅溝面とする面およびそれより深い位置に形成したい面が同時に加工される。本実施例においては、センターパッド４のマスク領域は、スライダーの最後端まで延長する。
次に、図１４(ｃ)の工程においては，最上面から第２の凹部１１に相当する面を露出させるための段差加工の第１工程を行なう。図１２で説明したように、このエッチングは，第２の凹部１１に相当する領域において，図１４（ｂ）の工程で行なったエッチングと合わせた累積のエッチング深さが、０．６３μｍになるように行なわれる。この工程のエッチングは，最終的に、最上面と浅溝面になる領域を、フォトリソグラフィーでパターニングされたフォトレジストで覆って行なわれ、第２の凹部１１およびそれより深い位置に形成する第１の凹部３に相当する領域を同時に加工する。図１２で説明したように、この時，センターパッド４以外の流出端のアルミナ部２２は、エッチングレートの違いにより，深さ１μｍとなっている。
図１４（ｄ）の工程は，第２の凹部１１を形成するための第２工程であり，第２の凹部１１とそれより深い位置に形成したい領域の深さを、最上面から１μｍに合わせ込むための工程である。このエッチングは，図１３で説明したように、最終的に最上面および浅溝面としたい領域に加え，流出部のアルミナ部２２を、フォトリソグラフィーでパターニングしたフォトレジストで覆って行われる。この図１４（ｃ）、（ｄ）の工程により，アルミナ部２２の段差は解消される。
最後に，図１４（ｅ）の工程において、底面３ａを形成するための段差加工を行なう。この加工は，第１の凹部３に相当する領域の累積のエッチング深さが、最上面から２μｍになるように行なわれる。
これにより、図１５及び図１６に示すようなスライダーが完成する。即ち、流出端部のアルミナ層２２において、深い部分が形成されない。このため、潤滑剤の滞留が、起きにくくすることができる。
又、図１４乃至図１６で示すように、センターパッド４の流出端側の面は、スライダーの第２の凹部１１を形成するスライダーの流出端面と一致している。これを、図１４（ｅ）の点線部分Ａで示す。一方、図３の先願の構成では、センターパッド４の流出端側には、第２の凹部１１ａの一部が存在する。このため、先願の構成では、センターパッド４の流出端側で、潤滑剤の滞留が、起き易くなる。
この実施の形態では、センターパッド４の流出端側の面は、スライダーの第２の凹部１１を形成するスライダーの流出端面と一致しているため、センターパッド４の流出端側で、潤滑剤の滞留が、起きることを、より確実に防止できる。但し、流出端の一致は、必須の要件ではない。
（第２の実施の形態）
図１７及び図１８は、本発明の第２の実施の形態の説明図である。又、図１９は、図１７及び図１８の原理を使用した本発明の第２の実施の形態のスライダーの製造プロセスの説明図、図２０は、図１９の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの上面図、図２１は、その断面図である。
この第２の実施の形態も、第１の実施の形態と同様に、図７（ｃ）の潤滑剤溜まり防止のために設ける第二の凹部１１を形成する工程を、図１７、図１９（ｃ）に示すように、所定の深さ（図８では、深さ１．００μｍ）よりも浅いところまでを第一のエッチッング工程で形成し，しかる後に，図１８，図１９（ｄ）に示すように、流出端のアルミナ層２２を含む部分をマスクし，それより流入側を、第二のエッチング工程で所定の深さ（１．００μｍ）まで形成する。
ここで、第２の実施の形態では、図１８に示すように、エッチングの第２工程において，マスク領域が、一部アルチック２０にまで差し掛かっている点が異なる。この重なりを許容することにより，フォトリソグラフィーのマスク位置合わせ精度を緩和することができる。
その結果、図１８、図１９（ｄ），図１９（ｅ）、図２０、図２１に示すように、アルチック２０とアルミナ２２の境界付近に、第２の凹部１１より高い畝７が形成される。尚、図１９は、図１４に対応するものであり、図１９において、図１４と異なるのは，図１９（ｄ）の工程において，図１８の第２工程を取り入れた。これにより，アルチック２０とアルミナ２２の境界付近に、第２の凹部１１より高い畝７が形成される。
図２２は、図２０及び図２１の磁気ヘッドスライダーの浮上面１０ａの前縁１０ｂ側から後縁１０ｃに向かって空気を流した際に、空気流により浮上面１０ａに加わる剪断応力をベクトルで表した図である。図２２に示すように、第２の凹部１１に付着した潤滑剤は，空気の剪断流により、この畝７を乗り越えて排出されることが、シミュレーションで確認できる。
即ち、アルチック２０とアルミナ２２の境界に形成された突起部７では、クエット流成分の剪断応力が増大するため、付着した潤滑剤は、突起部７を乗り越えて排出される。
この第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、流出端部のアルミナ層２２において、深い部分が形成されないため、潤滑剤の滞留が、起きにくくすることができる。又、センターパッド４の流出端側の面は、スライダーの第２の凹部１１を形成するスライダーの流出端面と一致しているため、センターパッド４の流出端側で、潤滑剤の滞留が、起きることを、より効果的に防止できる。
更に、フォトリソグラフィーのマスク位置合わせ精度を緩和することができる。
（第３の実施の形態）
図２３は、本発明の第３の実施の形態のスライダーの斜視図、図２４は、その動作説明図、図２５は、本発明の第３の実施の形態のスライダーの製造プロセスの説明図である。
図２３において、図１２乃至図２１で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。図２３において、図１４乃至図１６の構成と異なる点は、センターパッド４の最上面の流出端側に、浅溝面８を形成した点である。
図２に示したように、スライダー１０の浮上姿勢は、流出端で、磁気ディスク２の面に最接近する。即ち、スライダーのセンターパッド４の最上面が、磁気ディスク２の面に最接近する。このため、センターパッド４の最上面の流出端側に、浅溝面８を形成することにより、流出端で、磁気ディスク面との接触を防止することに有効である。
又、このように形成しても、図２４に示すように、磁気ディスク面と近い場所では、クエット流成分の剪断応力が十分大きいため、スライダーの最上面の潤滑剤は、滑らかに、排出される。
図２５の第３の実施の形態の工程は、図１４に対応するものであり、図２５において、図１４と異なるのは，図１９（ｂ）の浅溝形成工程において，センターパッド４のマスク領域を、流出端を除き、センターパッド４の流出端に、浅溝を形成する点である。
その結果、図２３に示すように、センターパッド４の最上面の流出端側に、浅溝面８を形成できる。この第３の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、流出端部のアルミナ層２２において、深い部分が形成されないため、潤滑剤の滞留が、起きにくくすることができる。又、センターパッド４の流出端側の面は、スライダーの第２の凹部１１を形成するスライダーの流出端面と一致しているため、センターパッド４の流出端側で、潤滑剤の滞留が、起きることを、より確実に防止できる。
（他の実施の形態）
図１４、図１９、図２４の製造工程は、例を示したものであり，各面を形成するエッチングの順番はこれに限るものではなく，適宜入れ替えても構わない。また，最上面，浅溝面，潤滑剤流動促進面，深溝面を最低限含んでいればよく，それ以外の面を含むものについても有効である。しかも、スライダ本体の材料をアルチック、絶縁層をアルミナで説明したが、他の材料であっても良い。
更に、上述の各実施の形態において、浮上時のヘッドスライダーの姿勢を安定させるために、浮上面の両側に、サイドパッド６を設けているが、必ずしもサイドパッド６を設ける必要はない。
以上のように、本明細書は以下の発明を開示する。
（付記１）磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するための磁気ヘッドスライダーであって、スライダーの大部分を成すスライダー本体部と、前記スライダー本体部の空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有し、前記スライダー本体の記録媒体に対向する面に，少なくとも、第１の深さを有する第１の凹部と，前記第１の深さより浅い第２の深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，前記センターパッドの流出端面が、前記第２の凹部の端面と一致していることを特徴とする磁気ヘッドスライダー。
（付記２）磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するための磁気ヘッドスライダーであって、スライダーの大部分を成すスライダー本体部と、前記空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有し、前記スライダー本体の記録媒体に対向する面に，少なくとも第１の凹部と，前記第１の凹部の深さより浅い深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，前記第２の凹部の前記スライダー本体と前記絶縁層の接する領域において，前記第２の凹部よりも高い畝部を有することを特徴とする磁気ヘッドスライダー。
（付記３）前記センターパッドの前記流出端側に、前記センターパッドの最上面から所定の深さを有する浅溝を設けたことを特徴とする付記１及び２のいずれかの磁気ヘッドスライダー。
（付記４）前記センターパッドは、前記空気流の流出方向と交差する方向において、前記第２の凹部の中央に設けられたことを特徴とする付記１及び２のいずれかの磁気ヘッドヘッドスライダー。
（付記５）前記第１の凹部に、一対の側壁部を設けたことを特徴とする付記１及び２のいずれかの磁気ヘッドヘッドスライダー。
（付記６）前記第２の凹部の前記空気流の流出方向と交差する方向に、一対のサイドパッドを設けたことを特徴とする付記１及び２のいずれかの磁気ヘッドスライダー。
（付記７）磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するための磁気ヘッドスライダーの製造方法において、スライダーの大部分を成すスライダー本体部の空気流の流出側に、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層から成るブロックを、少なくとも、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッド領域を残して、第２の深さをエッチングする第１のエッチング工程と、少なくとも、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッド領域と前記第２の深さの第２の凹部領域を残して、前記第２の凹部より深い第１の深さを有する第１の凹部を形成するための第２のエッチング工程とを有し，前記第１のエッチング工程は、前記スライダー本体部と前記絶縁層とをエッチングする第３のエッチング工程と、前記絶縁層をマスクして、前記スライダー本体部をエッチングする第４のエッチング工程とを有することを特徴とする磁気ヘッドスライダーの製造方法。
（付記８）前記第４のエッチング工程は、前記第２の凹部のスライダー本体と絶縁層の接する領域において，第二の凹部よりも高い畝部を形成する工程を有することを特徴とする付記７の磁気ヘッドスライダーの製造方法。
（付記９）前記センターパッドの前記流出端側に、前記センターパッドの最上面から所定の深さを有する浅溝を設けるための第５のエッチング工程を有することを特徴とする付記７の磁気ヘッドスライダーの製造方法。
（付記１０）前記第１のエッチング工程は、前記センターパッドを、前記空気流の流出方向と交差する方向において、前記第２の凹部の中央に設けられる工程からなることを特徴とする付記７の磁気ヘッドヘッドスライダーの製造方法。
（付記１１）前記第１及び前記第２のエッチング工程は、前記第１の凹部に、一対の側壁部を設ける工程からなることを特徴とする付記７の磁気ヘッドヘッドスライダーの製造方法。
（付記１２）前記第１のエッチング工程は、前記第２の凹部の前記空気流の流出方向と交差する方向に、一対のサイドパッドを設ける工程からなることを特徴とする付記７の磁気ヘッドスライダーの製造方法。
（付記１３）回転する磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するためのスライダーの大部分を成すスライダー本体部と前記スライダー本体部の空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有する磁気ヘッドスライダーとを有し、前記磁気ヘッドスライダーは、前記スライダー本体の磁気記録媒体に対向する面に，少なくとも、第１の深さを有する第１の凹部と，前記第１の深さより浅い第２の深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，前記センターパッドの流出端面が、前記第２の凹部の端面と一致していることを特徴とする磁気ディスク装置。
（付記１４）回転する磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するためのスライダーの大部分を成すスライダー本体部と前記スライダー本体部の空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有する磁気ヘッドスライダーとを有し、前記磁気ヘッドスライダーは、前記スライダー本体の磁気記録媒体に対向する面に，少なくとも第１の凹部と，前記第１の凹部の深さより浅い深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，前記第２の凹部の前記スライダー本体と前記絶縁層の接する領域において，前記第２の凹部よりも高い畝部を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
（付記１５）前記センターパッドの前記流出端側に、前記センターパッドの最上面から所定の深さを有する浅溝を設けたことを特徴とする付記１３及び１４のいずれかの磁気ディスク装置。
（付記１６）前記センターパッドは、前記空気流の流出方向と交差する方向において、前記第２の凹部の中央に設けられたことを特徴とする付記１３及び１４のいずれかの磁気ディスク装置。
（付記１７）前記第１の凹部に、一対の側壁部を設けたことを特徴とする付記１３及び１４のいずれかの磁気ディスク装置。
（付記１８）前記第２の凹部の前記空気流の流出方向と交差する方向に、一対のサイドパッドを設けたことを特徴とする付記１３及び１４のいずれかの磁気ディスク装置。
（付記１９）前記第１の凹部を形成する凸部の流入側に、浅溝を設けたことを特徴とする付記１の磁気ヘッドスライダー。
（付記２０）前記第１の凹部を形成する凸部の流入側に、浅溝を設ける工程を有することを特徴とする付記７の磁気ヘッドスライダーの製造方法。
（付記２１）前記第１の凹部を形成する凸部の流入側に、浅溝を設けたことを特徴とする付記１４の磁気ディスク装置。
ヘッドスライダーの浮上面において、空気流により作用する剪断応力が一点に集中する領域である淀み点の発生を抑制することができ、淀み点に潤滑剤が滞留して塊状の液滴に成長する前に、潤滑剤を後縁方向に連続的に排出することができる。又、スライダー流出端の絶縁層における段差の形成を防止するため、潤滑剤の滞留を起こりにくくし，滞留した潤滑剤が相当な大きさの塊となって、磁気記録媒体に落下して、信頼性を損なうトラブルを防止することが可能となる。これにより、潤滑剤の液滴に起因するヘッドスライダーの浮上特性への影響を低減することができ、液滴への衝突によるヘッドスライダーの損傷を防止することができる。
本発明の一実施の形態の磁気ディスク装置の構成図である。 図１の磁気ヘッドスライダーの側面図である。 本発明の基となる先願で提案した磁気ヘッドスライダーの浮上面の斜視図である。 図３のクエット流の説明図である。 図３の構成の圧力分布の説明図である。 図３に示す浮上面における剪断応力の方向を示すベクトル線図である。 図３の磁気ヘッドスライダーの製造工程の説明図である。 図７のエッチング工程の説明図である。 図７の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの上面図である。 図７の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの断面図である。 図７の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの浮上面における剪断応力の方向を示すベクトル線図である。 本発明の第１の実施の形態の第１のエッチング工程の説明図である。 本発明の第１の実施の形態の第２のエッチング工程の説明図である。 本発明の第１の実施の形態の磁気ヘッドスライダーの製造工程の説明図である。 図１４の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの上面図である。 図１４の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの断面図である。 本発明の第２の実施の形態の第１のエッチング工程の説明図である。 本発明の第２の実施の形態の第２のエッチング工程の説明図である。 本発明の第２の実施の形態の磁気ヘッドスライダーの製造工程の説明図である。 図１９の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの上面図である。 図１９の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの断面図である。 図１９の製造方法で作成された磁気ヘッドスライダーの浮上面における剪断応力の方向を示すベクトル線図である。 本発明の第３の実施の形態の磁気ヘッドスライダーの斜視図である。 本発明の第３の実施の形態の動作説明図である。 本発明の第３の実施の形態の磁気ヘッドスライダーの製造工程の説明図である。
符号の説明
１ 磁気ヘッドスライダー
１０ａ 浮上面
２ 磁気ディスク
３ 第１の凹部
３ａ 底面
４ センターパッド
５ 側壁部
６ サイドパッド
１０ｂ 前縁
１０ｃ 後縁
１１ 第２の凹部
１１ａ 底面

Claims (6)

  1. 磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するための磁気ヘッドスライダーであって、
    スライダーの大部分を成すスライダー本体部と、
    前記スライダー本体部の空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有し、
    前記スライダー本体の記録媒体に対向する面に，少なくとも、第１の深さを有する第１の凹部と，前記第１の深さより浅い第２の深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，
    前記センターパッドの流出端面が、前記第２の凹部の端面と一致している
    ことを特徴とする磁気ヘッドスライダー。
  2. 磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するための磁気ヘッドスライダーであって、
    スライダーの大部分を成すスライダー本体部と、
    前記空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有し、
    前記スライダー本体の記録媒体に対向する面に，少なくとも第１の凹部と，前記第１の凹部の深さより浅い深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，
    前記第２の凹部の前記スライダー本体と前記絶縁層の接する領域において，前記第２の凹部よりも高い畝部を有する
    ことを特徴とする磁気ヘッドスライダー。
  3. 前記センターパッドの前記流出端側に、前記センターパッドの最上面から所定の深さを有する浅溝を設けた
    ことを特徴とする請求項１及び２のいずれか記載の磁気ヘッドスライダー。
  4. 磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するための磁気ヘッドスライダーの製造方法において、
    スライダーの大部分を成すスライダー本体部の空気流の流出側に、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層から成るブロックを、少なくとも、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッド領域を残して、第２の深さをエッチングする第１のエッチング工程と、
    少なくとも、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッド領域と前記第２の深さの第２の凹部領域を残して、前記第２の凹部より深い第１の深さを有する第１の凹部を形成するための第２のエッチング工程とを有し，
    前記第１のエッチング工程は、
    前記スライダー本体部と前記絶縁層とをエッチングする第３のエッチング工程と、
    前記絶縁層をマスクして、前記スライダー本体部をエッチングする第４のエッチング工程とを有する
    ことを特徴とする磁気ヘッドスライダーの製造方法。
  5. 回転する磁気記録媒体と、
    前記磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するためのスライダーの大部分を成すスライダー本体部と前記スライダー本体部の空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有する磁気ヘッドスライダーとを有し、
    前記磁気ヘッドスライダーは、前記スライダー本体の磁気記録媒体に対向する面に，少なくとも、第１の深さを有する第１の凹部と，前記第１の深さより浅い第２の深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し、
    前記センターパッドの流出端面が、前記第２の凹部の端面と一致している
    ことを特徴とする磁気ディスク装置。
  6. 回転する磁気記録媒体と、
    前記磁気記録媒体の回転による空気流で浮上するためのスライダーの大部分を成すスライダー本体部と前記スライダー本体部の空気流の流出側に設けられ、磁気ヘッド素子を設けた絶縁層とを有する磁気ヘッドスライダーとを有し、
    前記磁気ヘッドスライダーは、前記スライダー本体の磁気記録媒体に対向する面に，少なくとも第１の凹部と，前記第１の凹部の深さより浅い深さの第２の凹部と、前記第２の凹部に設けられ、前記磁気ヘッド素子を設けた前記絶縁層を含むセンターパッドとを有し，
    前記第２の凹部の前記スライダー本体と前記絶縁層の接する領域において，前記第２の凹部よりも高い畝部を有する
    ことを特徴とする磁気ディスク装置。
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