JP3301655B2 - 薄膜磁気ヘッドのスライダ加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜磁気ヘッドの製造時
に用いられるスライダ加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の磁気記録再生装置では高密度記録
並びに小型化が盛んに進んでいる。このような磁気記録
再生装置では磁気ヘッドに薄膜磁気ヘッドが用いられ
る。又小型の記録媒体に対して安定した電磁変換特性が
要求されている。このため記録媒体と薄膜磁気ヘッドと
の隙間を微小な一定間隔に保つ必要がある。

【０００３】このような要求を満たすために薄膜磁気ヘ
ッドのスライダ（浮上面又は浮上トラック）は、従来の
機械加工における単純な形状から複雑な形状のものへと
変わりつつある。スライダの加工にはフォトリソグラフ
ィ技術又はイオントリミング技術を用いたものが一般的
に採用されている。

【０００４】図４は従来のフォトリソグラフィを用いた
スライダの加工工程を示す説明図である。図４（ａ）に
示すようにセラミック等で構成される基板を平板状に加
工し、基板の各面の表面粗さを所定精度に仕上げる。こ
の基板をスライダブロック１とし、その上面に多数の薄
膜磁気ヘッド素子２をマトリックス状にパターン形成す
る。

【０００５】次に図４（ｂ）に示すように薄膜磁気ヘッ
ド素子２がＸ−Ｘ方向に沿って１列に並ぶようスライダ
ブロック１を切断分離する。そして１組の切断されたス
ライダブロックを取り出し、これをスライダ基板３とす
る。

【０００６】次に図４（ｃ）に示すように角板又は円盤
状のプレート４を用意し、その上面に媒体対向面３ａが
上になるようにスライダ基板３を数本並べて接着する。
こうして形成された被加工物をスライダ基板ブロック５
とする。そして複数のスライダ基板３の媒体対向面３ａ
が形成する共通面をスライダ形成面５ａとし、この面に
後述するフォトリソグラフィ法とイオントリミング法を
用いた加工により、スライダ溝を加工する。図４（ｄ）
はスライダ基板ブロック５にスライダマスクのパターン
に従って複数の浮上レール６を形成した状態を示してい
る。

【０００７】次に図４（ｅ）に示すようにプレート４か
ら浮上レール６が形成されたスライダ基板３を取り外
す。そしてスライダ基板３に付着したフォトレジストを
洗い流し、図４（ｆ）に示すように各スライダ単位にス
ライダ基板３を切断する。こうして複数の薄膜磁気ヘッ
ド７が同時に製造され、中央のスライダ溝を挟んで両側
に浮上面８が形成される。

【０００８】上述したフォトリソグラフィとイオントリ
ミングを用いた従来のスライダ形成工程について詳細に
説明する。図５は従来のスライダ形成工程を示す説明図
である。図５（ａ）に示すように基板３とプレート４を
含むスライダ基板ブロック５の上面にポジ型のフォトレ
ジスト９を成膜する。フォトレジスト９の膜厚は、イオ
ンエッチング時におけるスライダ基板ブロック５とフォ
トレジスト９のエッチングレートにより異なるが、ここ
では３０〜６０μｍとする。

【０００９】次にフォトレジスト９の上部に浮上面８の
パターンを有するフォトマスク１０を配置し、図示しな
い露光装置によって露光する。図５（ｂ）に示すように
ポジ型のフォトレジスト９を用いた場合、露光部分が溶
解して浮上面８となる部分にレジストマスク１１が形成
される。

【００１０】次にレジストマスク１１の付着したスライ
ダ基板ブロック５をイオントリミング法によりイオンエ
ッチングする。こうすると図５（ｃ）に示すようにレジ
ストマスク１１とスライダ基板３が共にエッチングさ
れ、スライダ溝１２が形成される。浮上面８の部分にレ
ジストマスク１１が一部残る状態では、スライダ溝１２
の深さは２０μｍとなる。次に溶剤を用いてレジストマ
スク１１を除去すると、図５（ｄ）に示すように浮上レ
ール８が形成されたスライダ１３が完成する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】イオントリミング法と
してアルゴンイオンを用いた場合、一般的にスライダ材
料であるセラミック（アルチック）とフォトレジストの
加工レートは１：３程度となる。このため２０μｍ程度
のスライダ溝１２を得るためにはフォトレジスト９の膜
厚は６０μｍ程度が必要である。このような膜厚は液状
のフォトレジストを用いる限り１回の塗布では不可能で
ある。このため数回の重ね塗りが必要となり、レジスト
塗布とベーキング処理の工程を繰り返さなければならな
い。このような方法では、フォトレジスト膜の形成工程
が複雑になるという問題があった。又フォトレジスト９
の塗布法についても従来のスピンコート法やロールコー
ト法では膜厚を均一にすることが技術的に極めて困難で
ある。

【００１２】図６はスライダ基板ブロック５に対しフォ
トレジスト９を塗布するとき生じる問題点を示した説明
図である。図６（ａ），（ｂ）に示すようにプレート４
に載置されたスライダ基板３の各上面にフォトレジスト
９を塗布し、ベーキングする。このときフォトレジスト
９はスライダ基板３間の隙間に毛細管現象により滲み込
み、その部分のフォトレジスト９の膜厚が減少する。薄
膜磁気ヘッド素子２はスライダ基板３の端部より数十μ
ｍ程度の場所に形成されているため、このようなフォト
レジスト９の膜厚の減少（膜べり）が生じると、図６
（ｃ）に示すように薄膜磁気ヘッド素子２がイオントリ
ミング加工時に損傷を受け易くなるという問題があっ
た。

【００１３】又これを防止するため更にフォトレジスト
９の膜厚を厚くすると、パターン形成が極めて困難とな
ってしまう。更にその後のイオンエッチング工程におい
て、加工レートを上昇させるためにイオンビームのエネ
ルギーを大きくとると、イオンビームの照射されたフォ
トレジスト９の表面温度が上昇し、パターンだれやレジ
スト焼けが発生する。このためスライダ基板ブロック５
の加工精度が劣化し、加工物を不良品にしてしまう等の
欠点があった。

【００１４】最近では例えば特開平４−132011号に開示
されるように、マスクに有機系レジスト材料を用いたも
のがある。ここではハードベークした膜厚５０μｍ程度
のレジストを酸素プラズマエッチングでパターニング
し、その後イオンエッチングによりスライダ加工をする
方法がとられている。しかしこの方法ではレジストのベ
ーク処理や酸素プラズマエッチングに約５時間もかか
り、工数も多くなるという欠点がある。更に有機系レジ
スト材料は通常のレジストと比較し価格が１０倍程度で
あり、加工価格が高くなる欠点がある。

【００１５】又ドライフィルムレジストによってパター
ンを形成する方法も試みられているが、その主成分がア
クリル系の樹脂であるためイオンエッチングに対する耐
蝕性に乏しく実用的ではない。

【００１６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、ドライエッチに耐蝕性のあるシ
ートを用いることにより、スライダ基板間でのレジスト
の膜べりを生じないスライダ加工方法を実現すること、
及び生産性及び製品歩留りに優れ低コストで生産できる
薄膜磁気ヘッドを実現することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、複数の薄膜磁気ヘッド素子を上面にまとめて形成し
た平板状のスライダブロックを、各薄膜磁気ヘッド素子
が１列に配置されるよう縦断してスライダ基板とし、記
録媒体と当接するスライダ基板の当接面にスライダパタ
ーンに基づいた浮上面を形成する薄膜磁気ヘッドのスラ
イダ加工方法であって、複数のスライダ基板を各当接面
が揃うようプレート上に載置する工程と、接着層が塗布
されドライエッチング時に耐蝕性を有するポリイミドシ
ートをスライダ基板の当接面に張り付ける工程と、ポリ
イミドシートにスライダパターンのマスクを介してレー
ザビームを照射し、レーザビームの照射部分を除去する
ことによってスライダパターンのレジストマスクを形成
する工程と、スライダ基板にイオンエッチングすること
によりレジストマスクが除去された部分にスライダ溝を
形成する工程と、スライダ溝が形成されたスライダ基板
を所定の磁気ヘッド素子単位に切断する工程と、を含み
スライダ基板に一対の浮上面を形成することを特徴とす
るものである。

【００１８】本願の請求項２記載の発明は、請求項１の
薄膜磁気ヘッドのスライダ加工方法において、前記ポリ
イミドシートの接着層がアクリル系又はシリコン系樹脂
であることを特徴とするものである。

【００１９】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１記載の
発明によれば、接着層が塗布されたポリイミドシートを
スライダ基板に張り付ける。こうすると所望の薄膜のレ
ジストマスクが容易に形成され、その膜厚もスライダ基
板の全面に渡って均一になる。次にポリイミドシートに
マスクを介してレーザビームを照射し、スライダパター
ンの露光を行う。そしてレーザビームの照射部分を除去
することによってレジストマスクを形成する。更にレジ
ストマスクの付着しない部分のスライダ基板をイオンエ
ッチングし、スライダ溝を形成する。こうすると加熱工
程の不要なポリイミドシートが使用できる。

【００２０】

【００２１】

【実施例】本発明の第１実施例における薄膜磁気ヘッド
のスライダ加工方法について図１を参照しつつ説明す
る。図１はレジストマスクとしてポリイミドシート及び
その接着層に熱可塑性のポリイミド樹脂を用いた場合の
スライダ形成工程を示す説明図である。図１（ａ）に示
すようにプレート４に複数のスライダ基板３を載置した
ものをスライダ基板ブロック５とする。次に図１（ｂ）
に示すようにスライダ基板ブロック５の上面にポリイミ
ドシート２０を張り付ける。ポリイミドシート２０は熱
可塑性ポリイミド樹脂を接着層２０ａとして下面にコー
トしたもので、ドライフィルムや加工用保護テープの張
り付け時に用いられるラミネータにより張り付ける。そ
してスライダ基板ブロック５を加熱し、その温度が２０
０℃程度となると接着層２０ａが溶融し、スライダ基板
３に接着する。スライダ基板ブロック５をこの温度まで
上げられない場合、ポリイミドシート２０のみを加熱
し、スライダ基板ブロック５上に張り付ける。

【００２２】次に図１（ｃ）に示すようにポリイミドシ
ート２０の上面に通常の液状ポジ型のフォトレジスト２
１を塗布する。そしてフォトレジスト２１をベークし溶
剤を飛ばす。次にアライナーやステッパー等を有する露
光装置を用いてスライダパターンをフォトレジスト２１
に露光する。この場合のフォトレジスト２１の膜厚は１
０μｍもあれば充分であり、精度の高いパターンが簡単
に得られる。こうして図１（ｄ）に示すように浮上面８
となる位置にフォトレジストマスク２２が形成される。

【００２３】次にフォトレジストマスク２２が形成され
たポリイミドシート２０をエッチングする。この場合に
用いるポリイミドシート２０のエッチングには、アルカ
リ溶液を使用する。このエッチング液として、エチルア
ルコール８０ccに対して純水２０ccを混合する。次に水
酸化カリウムを１０ccを混合し、最後にヒドラジン（Ｈ
₂ ＮＮＨ₂ ）を２〜６cc混合する。尚エッチングについ
ては浸漬で行うが、パターン精度によってはエッチング
液を加熱しエッチングレートを早めることができる。例
えば２５μｍのポリイミドシート２０に対しエッチング
液を７０℃に加熱して用いるとエッチング時間は１０秒
程度になる。

【００２４】図１（ｅ）のようなポリイミドシート２０
のエッチングが完了すると、フォトレジストマスク２２
を除去する。次にイオンエッチングを用いてスライダ基
板３の表面をエッチングし、スライダ溝２３を形成す
る。尚、ポリイミドシート２０のイオンエッチングレー
トは従来のポジ型フォトレジストと同程度である。従っ
てスライダ基板３としてアルチックを用いた場合、２０
μｍのスライダ溝２３を形成するためには、ポリイミド
シート２０の膜厚を７５μｍとすればよい。このような
膜厚のポリイミドシート２０は標準品として一般に市販
されている。

【００２５】最後に図１（ｆ）のように表面に残存した
ポリイミドシート２０を溶液で除去すると、図１（ｇ）
に示すようなスライダ２４が得られる。このスライダ２
４を切断し、図４（ｆ）に示すような２つの浮上面８を
有する薄膜磁気ヘッド７に仕上げる。

【００２６】次に本発明の第２実施例における薄膜磁気
ヘッド用のスライダ加工方法について説明する。図２は
スライダのレジストマスクとしてアクリル系及びシリコ
ン系の接着層を持ったポリイミドシートを用いた場合の
スライダ形成工程の説明図である。第１実施例と同様、
図２（ａ）に示すようにプレート４の上面に複数のスラ
イダ基板３を載置したものをスライダ基板ブロック５と
する。

【００２７】次に図２（ｂ）に示すようにスライダ基板
ブロック５の上面に、アクリル系又はシリコン系の接着
層３０ａを有するポリイミドシート３０を張り付ける。
尚ポリイミドシート３０の張り付けは第１実施例と同様
の方法で行うが、このときスライダ基板ブロック５又は
ポリイミドシート３０の加熱は不要であり、常温で張り
付ければよい。次にポリイミドシート３０のパターニン
グを行うに際し、第１実施例で用いたアルカリ溶液でポ
リイミドシート３０をエッチングすると、その接着層３
０ａがエッチングされずに残ってしまう。このため別の
方法でパターニングをする必要がある。

【００２８】図２（ｃ）はエキシマレーザ加工を用いた
ポリイミドシート３０のパターンニングの工程を示す図
で、その詳細は図３に示す。図３はエキシマレーザを用
いたマスクイメージ法の説明図である。

【００２９】エキシマレーザによるポリイミドシート３
０の加工は高精度に短時間で行われる。このようなレー
ザ加工はスライダパターンの製作だけではなく、フレキ
シブルプリント基板，ＴＡＢテープの加工にも広く用い
られている。加工法は大きく分けて２種類あり、直接マ
スク法とマスクイメージ法があるが、ここでは高精度微
細加工の観点からマスクイメージ法が用いられることが
多い。

【００３０】エキシマレーザ加工装置３１においてレー
ザの光源にはＡｒＦ，ＫｒＦ，ＸｅＦ等のガスが用いら
れる。この光源から出射されたレーザビーム３２はメタ
ルマスク３３を介しレンズ３４に入射される。マスクイ
メージ法はマスク縮小型の加工法であるため、メタルマ
スク３３のパターンは高精度なものを必要としない。図
３においてメタルマスク３３からレンズ３４までの距離
をａとし、レンズ３４から被加工物３５までの距離を
ｂ、レンズ３４の焦点距離をｆとすると、次式が成り立
つ。 １／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ 倍率をＭとすると、Ｍ＝ａ／ｂとなり、Ｍの値は２〜５
程度にする。

【００３１】ＸＹステージ３６は加工物３５を載置して
微動送りするもので、ここではポリイミドシート３０が
塗膜されたスライダ基板ブロック５を載置する。そして
画像処理装置３７によりマスクアライメントのデータが
取り込まれ、これを元にＸＹステージ３６をフィードバ
ックループを用いて高精度に位置決めすることができ
る。

【００３２】エキシマビームの加工条件としてレーザビ
ームのエネルギー密度は１Ｊ／cm²程度で良好な加工面
形状が得られる。尚エキシマレーザでの加工は被加工物
の材料によってエネルギー密度の閾値があり、ある値以
下の強度のレーザビームでは被加工物は加工されないと
いう現象がある。ここではポリイミドシート３０を加工
するエネルギー密度の閾値は、セラミック等で構成され
たスライダ基板３に比べ充分小さい。このためエキシマ
レーザ加工を行うと、図２（ｄ）に示すようにポリイミ
ドシート３０のみが加工され、スライダ基板ブロック５
は加工されない状態となる。

【００３３】以上のようにスライダパターンの形成され
たスライダ基板ブロック５はイオンエッチング加工の工
程に廻される。図２（ｄ）に示す状態のスライダ基板ブ
ロック５にイオンエッチングを行うと、図２（ｅ）に示
すようにスライダ溝３８が形成される。この基板をアセ
トン等の溶剤に浸漬すると、残存した接着層３０ａが除
去される。そうすると図２（ｆ）に示すようなスライダ
３９が得られる。

【００３４】その後スライダ３９を図４（ｆ）に示すよ
うにスライダ単体に切断し、薄膜磁気ヘッドに仕上げ
る。以上のようにエキシマレーザによるパターン加工は
フォトリソ工程を必要としないため、従来の加工方法に
比べて工数が大幅に削減され、処理能力が大幅に向上す
る。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ポリイミドシートにレーザビームを照射してスライ
ダパターンのレジストマスクを形成し、薄膜磁気ヘッド
のスライダを加工することにより、正確で極めて簡略化
された工程を実現できる。従って従来のレジストマスク
を使用した場合に生じるスライダ基板間でのレジスト膜
の不均一がなくなり、量産性に優れたスライダ加工方法
が低価格で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における薄膜磁気ヘッドの
スライダ加工方法を示す工程図である。

【図２】本発明の第２実施例における薄膜磁気ヘッドの
スライダ加工方法を示す工程図である。

【図３】第２実施例のスライダ加工方法において、スラ
イダパターンの形成に用いられるエキシマレーザ加工装
置の構成を示す図である。

【図４】薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す工程図であ
る。

【図５】薄膜磁気ヘッドにおける従来のスライダ加工方
法に用いられるフォトリソグラフィの工程を示す説明図
である。

【図６】従来のフォトリソグラフィ工程で生じるレジス
ト膜の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ スライダブロック ２ 薄膜磁気ヘッド素子 ３，２４，３９ スライダ基板 ４ プレート ５ スライダ基板ブロック ６ 浮上レール ７ 薄膜磁気ヘッド ８ 浮上面 ２０，３０ ポリイミドシート ２０ａ，３０ａ 接着層 ２１ フォトレジスト ２２ フォトレジストマスク ２３，３８ スライダ溝 ２４，３９ スライダ ３１ エキシマレーザ加工装置 ３２ レーザビーム ３３ メタルマスク ３４ レンズ ３５ 被加工物 ３６ ＸＹステージ ３７ 画像処理装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の薄膜磁気ヘッド素子を上面にまと
   めて形成した平板状のスライダブロックを、各薄膜磁気
   ヘッド素子が１列に配置されるよう縦断してスライダ基
   板とし、記録媒体と当接する前記スライダ基板の当接面
   にスライダパターンに基づいた浮上面を形成する薄膜磁
   気ヘッドのスライダ加工方法であって、 複数の前記スライダ基板を各当接面が揃うようプレート
   上に載置する工程と、接着層が塗布されドライエッチン
   グ時に耐蝕性を有するポリイミドシートを前記スライダ
   基板の当接面に張り付ける工程と、 前記ポリイミドシートにスライダパターンのマスクを介
   してレーザビームを照射し、レーザビームの照射部分を
   除去することによってスライダパターンのレジストマス
   クを形成する工程と、 前記スライダ基板にイオンエッチングすることにより前
   記レジストマスクが除去された部分にスライダ溝を形成
   する工程と、 前記スライダ溝が形成された前記スライダ基板を所定の
   磁気ヘッド素子単位に切断する工程と、を含み前記スラ
   イダ基板に一対の浮上面を形成することを特徴とする薄
   膜磁気ヘッドのスライダ加工方法。
2. 【請求項２】 前記ポリイミドシートの接着層がアクリ
   ル系又はシリコン系樹脂であることを特徴とする請求項
   １記載の薄膜磁気ヘッドのスライダ加工方法。