JP3740186B2 - 磁気ヘッドスライダの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気ディスク装置の製造技術に関し、特に非直線形状のレールを有する浮上量の小さい薄膜磁気ヘッドスライダの製造方法に関する。特に、本発明はドライエッチング技術に係り、エッチング速度の遅いセラミックス等の加工時に生じる再付着物を除去する加工方法に関する。また、安定した低浮上容量を得ると共に、ヘッドクラッシュを防止するのに好適な薄膜磁気ヘッドスライダの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置の記録密度は年々飛躍的に向上しており、そのためには磁気ヘッドの浮上量を低減することが必須となっている。図１０は磁気ヘッドの浮上状態を説明する図であって、磁気ヘッド１は、磁気ディスク１１と相対する面である浮上面２、テーパ部４、磁気素子５、空気流入端７、空気流出端８を有し、板バネ１０により支持されている。浮上面２には図２に示すレール３が形成されている。磁気ディスク回転停止時は磁気ヘッド１と磁気ディスク１１は接触状態にあるが、回転数が一定値に達すると、レール３に沿って空気流入端７から流入し空気流出端８から流出する空気流４０により空気ベアリングスライダ機構が形成され浮上力が発生し、板バネ１０の押圧力と浮上力により浮上量１２が決定される。この浮上量１２を低減するとともに、磁気ディスクの内周と外周の周速度の差に起因する浮上量変動を低減することも重要な課題の一つである。
【０００３】
図１１は従来の磁気ヘッドスライダ及びその加工方法を示す図であり、従来の磁気ヘッドスライダは直線のレール３を有し、その加工は砥石２７を用いた機械加工によって行われていた。図１４は周速度と浮上量の関係を示すものであり、直線形状のレールの場合はディスクの周速度の使用範囲１５から３５ｍ／ｓにおいて浮上量は約１４０から２００ｎｍであり、浮上量はディスク内外周において約６０ｎｍ変動しており周速度に大きく依存している。また、直線形状のレールにおいてはレール幅と浮上量が比例関係にあり、浮上量を低減するためにはレール幅をより細幅とすることが望まれるが、図１１に示す磁気素子５の部分においてはレール幅は磁気素子５と同等の幅が必要であるためおのずと限界が生じる。そこで、米国特許第４，６７３，９９６号に開示されているようにレール３の前期空気流に沿う角部にチャンファと呼ばれる傾斜面を設けることにより浮上量の低減とその変動の抑制を実現している。この傾斜面は、浮上面とのなす角度が０．５度から２度の間であり、レールの面積に対してチャンファの面積が占める割合は１２．５から２２．５％であり、チャンファの一例としては１０μｍ程度の幅と２μｍの高さを有する。また、特開平６３−１０３４０６号公報に開示されているようにレール３の一部分を細幅とすることによっても浮上量の低減とその変動の抑制が実現されている。また、特開平４−１８８４７９号公報に開示されているようにレール３の前期空気流に沿う角部に流入端から流出端に向かって徐々に幅が広くなる傾斜面を設けることによっても浮上量の低減とその変動の抑制が実現されている。このようなチャンファを設けることにより、浮上量は図１４に示すように、周速度１５から３５ｍ／ｓにおいて約８０から１２０ｎｍと低浮上化され、同時にディスク内外周での浮上量変動も約４０ｎｍと低減されている。近年、浮上量を低減する最も有効な手段として、特開平４−２７６３６７号公報に開示されているように非直線形状のレールを用いる方法が盛んに行われている。非直線形状のレールを有する磁気ヘッドの一例を図１２に示す。このような非直線形状のレールを用いる場合、浮上量は図１４に示すように、周速度１５から３５ｍ／ｓにおいて約６０から７５ｎｍと低浮上化され、ディスク内外周での浮上量変動も約１５ｎｍと非常に小さくなっている。非直線形状のレールは、前記の直線形状のレールにチャンファを施した場合と同等あるいはそれ以上の浮上量低減効果を有し、特にディスクの内外周の周速度の差に起因する浮上量変動を抑制する効果が大きい。それ故、直線形状のレールにチャンファを施した物と同等以上の効果を持つ非直線形状のレールにチャンファを施すことは、さらにより一層の浮上特性の向上が期待でき、実現できる浮上量とその安定性がよりすぐれているために、直線形状のレールにチャンファを施す場合とその効果を厳密に区別する必要がある。現時点では非直線形状のレールにチャンファを設けた例は開示されていない。非直線形状のレールはチャンファなしでも浮上量を低減し浮上量変動を押さえる効果が十分大きく、わずかなチャンファを設けることで浮上特性をさらに向上する効果が期待できるため設けるチャンファの最適形状は、直線形状の場合に比べて小さく、かつ高精度な加工が要求される。
【０００４】
チャンファ形状は以上述べた浮上特性を向上する効果の他に特開昭６０−９６５６号公報に開示されている次なる効果も有する。図１０に示すように浮上量は空気流入端７に比べ空気流出端８の方が小さく磁気ディスク１１と接触しやすい状態にある。そのため磁気ヘッド１の空気流出端８の形状は磁気ディスク１１への損傷防止かつ磁気ヘッド自身への損傷防止のためにもなめらかな形状であることが望まれ、チャンファが形成されている。このような効果を非直線形状のレールにおいても実現するためには、上記浮上特性に及ぼす効果と同様に厳しい精度が要求される。
【０００５】
非直線形状のレールを有する磁気ヘッドの形成プロセスを図１３を用いて説明する。基板材料であるアルミナチタンカーバイド１３に磁気素子５を形成した後、該基板を複数のスライダからなるブロック１４に切断し所定の寸法になるように研磨して浮上面２を形成し（ａ）、浮上面に保護膜１５をスパッタ、ＣＶＤ等で成膜し（ｂ）、レールを形成するためのマスク材であるレジスト１６を塗布しリソグラフィーによりレジストパターンを形成して（ｃ）、浮上面にエッチング加工によりレールを形成し（ｄ）（ｅ）、個々のスライダに切断し（ｆ）図１２の磁気ヘッド１’を得る。浮上面にレールを形成する工程（ｄ）は、レール形状が非直線のため従来の砥石を用いた機械加工により形成することは不可能であるため、通常反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、スパッタエッチングやイオンミリングのようなエッチング加工が用いられる。基板材であるアルミナチタンカーバイドはエッチングガスとの反応性が非常に低いためにエッチング加工は主に高エネルギーのイオンの衝撃による物理的な除去作用による。そのため、物理的にエッチングされ飛散した被エッチング物はすべて真空ポンプ側へ排気されるのではなく、図５（ａ）に示すように一部マスク材料やアルミナチタンカーバイドの側壁に付着する。この現象を再付着と呼ぶ。この再付着物１９は、マスク材であるレジスト１６を除去した後も図５（ｂ）に示すように突起状に残って形状不良を生じる。この再付着を除去するために、特開平５−１０９６６８に示されているアルゴンイオンビームの基板への入射角度を加工中に変化させることにより再付着を除去する方法が開示されている。この方法は、アルゴンイオンビームの入射角度が５度以内でまず加工を行いその後イオンビームの入射角度を３０度以上として再付着を除去するという方法である。また、特開平６−１３３５７号公報に示すようにイオンミリング後に等方性のプラズマエッチングを行うことにより再付着を除去する方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
磁気ヘッドスライダの加工において再付着が生じると、エッチング加工後にマスク材料の除去を行っても依然として再付着物が磁気ヘッドスライダレールの浮上面に残り、磁気ヘッドの始動、停止時に磁気ディスクへ傷を付ける、再付着物が磁気ディスク装置使用中に落下し不良の原因となる等の問題がある。そればかりではなく、浮上量は年々低下しているために、この再付着物の浮上面からの高さが浮上量と同等になり、磁気ヘッドの浮上そのものに深刻な影響を及ぼす。そのため再付着を除去するプロセスの開発が要求されている。前記従来例に開示されているアルゴンイオンビームの入射角を変えて再付着を除去する方法は、再付着除去方法として最も有効な方法の一つであるが、磁気ヘッドスライダの基板材料であるアルミナチタンカーバイド等のセラミックのイオンミリング等のエッチング加工においては以下の理由のため再付着を除去することはできない。アルミナチタンカーバイドをレジストをマスク材料としてアルゴンガスを用いたイオンミリングにより加工する場合の再付着形成について図２１を用いて説明する。図２１は再付着が形成される概念図であり、１６はレジスト、１３はアルミナチタンカーバイド、１９及び１９ａは再付着物、３９はイオンビームである。イオンビーム３９がレジスト１６及びアルミナチタンカーバイド１３に照射されるとイオンの衝撃によりそれぞれの材料の微粒子が放出される。放出された微粒子のあるものは真空チャンバー内の雰囲気中に浮遊し真空ポンプへと排気され、またあるものはレジストやアルミナチタンカーバイドの表面に衝突する。レジストやアルミナチタンカーバイドの表面に衝突した微粒子は、そのまま付着するものと跳ね返されて再度放出されるものとがあり、付着する確立はイオンビームのエネルギーや被加工材等の加工条件に依存する。イオンミリングのように高エネルギーのイオンビームによる加工の場合この付着確率はかなり高く１に近いものと考えられている。そのため加工中はレジストとアルミナチタンカーバイドの表面にはアルミナチタンカーバイドもしくはレジストもしくはその２材料の混合物から成る微粒子が常に付着している。ここで、アルミナチタンカーバイドとレジストのイオンミリング速度を図２２に示す。アルミナチタンカーバイドのイオンミリング速度に対するレジストのイオンミリング速度の比（以下これを選択比と呼ぶ）はイオンビームの入射角度によって変化するが約０．３から０．５とレジストの加工速度のほうが常に２倍から３倍速い。そのために、図２１に示すようにレジストの側壁にアルミナチタンカーバイドからなる再付着物１９が付着するとその部分はまわりのレジストに比べミリング速度が遅く加工量に差があるため凹凸が形成される。この凹凸の上に微粒子の付着が繰り返されることにより図５（ａ）に示すような再付着層が形成される。前記実施例はイオンビームの入社角度を変化させてレジストと被加工材料の側壁に入射するイオンビームの量を増やして再付着を除去する方法であるから，このアルミナチタンカーバイドの加工においてもイオンミリングの途中でイオンビームの入射角度を大きくしてみる。イオンビームの入射角度を６０度以上とすると側壁に再付着物が付着する速度よりも側壁に付着した再付着物がエッチングされる速度のほうが大きくなるため，理論的には再付着物は除去されるはずである。しかしながら，このアルミナチタンカーバイドの加工においてはアルミナチタンカーバイドとレジストの加工速度が大きく異なり前述のように側壁に図２１（ｂ）に示す凹凸即ち荒れが生じこの荒れの凹部分に付着した再付着物１９ａはイオンビームの入射角度を９０度以上にしない限りはイオンビームにさらされないため除去不可能である。しかしながら，イオンビームの入射角度を９０度以上にすると側壁はすべてイオンビームに対してレジストの陰の部分になってしまうため側壁にイオンビームは入射せずこのような加工条件は実現しない。この側壁の荒れの原因はレジストとアルミナチタンカーバイドの選択比が悪いことにあり、もし選択比が１程度であれば荒れは生じず再付着も発生しないが、アルミナチタンカーバイドと同程度に加工速度の遅いレジストは、現時点では存在しない。従来アルミナチタンカーバイドの加工においては，イオンビームの入射角を初めは加工速度の速い４５度で加工し，所望の加工量に近くなったら入射角を７５度にして再付着物の除去を行っていた。図２３（ａ）に示すように４５度で加工したときはレジストとアルミナチタンカーバイドの側壁には多くの再付着物が見られ、図２３（ｂ）に示すように７５度で加工することにより再付着物はかなり除去されるが上述した理由により依然として再付着物はわずかに残り，レジスト除去後においても図２３（ｃ）に示すようにごくわずかな再付着物が残る。アルミナチタンカーバイドの加工においては、このようにイオンミリング時のイオンビームの入射角度を変化させても除去することができない微少な再付着が特に問題となっており、その除去方法を確立することが課題となっている。
【０００７】
また、等方性のプラズマエッチングにより再付着を除去する方法は薄膜プロセスが主体で加工量の少ない半導体プロセスにおいては有効であるが、磁気ヘッドスライダの場合は加工量が大きく同時に再付着量も多いためこの手法では長時間を要することが問題である。さらに、磁気ヘッドスライダはレールの幅とその深さが浮上量に密接に関係するため、加工精度が非常に厳しく上記等方性のエッチングは側壁のエッチング量が多いために加工中の寸法シフトが大きく、形状が大きく変化するため適用することはできない。
【０００８】
磁気ヘッドスライダの製造方法において、再付着を浮上面のみならずレールの側壁部分においても完全に除去でき、かつレールの寸法変化の非常に小さい再付着除去方法を開発することが課題となっている。
【０００９】
また、非直線形状のレールを採用することにより浮上量は低下し、同時にディスク内外周の収束度の差に起因する浮上量変動が低減されたが、さらに浮上特性を向上するためにはレールの角部にごく小さいチャンファ部を形成することが有効である。また、磁気ディスク始動停止時の衝撃を緩和するために、空気流出端においてもチャンファが形成されていることが望ましい。これらのチャンファは従来の直線形状のレールに設けられていたチャンファに比べ、その大きさが１０分の１程度と小さく、また、非常に厳しい加工精度が要求されている。このようなチャンファは、従来の直線形状のレールにおいては、切削やテープ研磨によって形成されていたが、非直線形状のレールに対してはそのような加工技術でチャンファを形成するのは困難である。そこで、非直線形状のレールに高精度なチャンファを設ける加工技術を開発することも課題となっている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明では浮上面に非直線形状のレールをエッチング加工により形成した後に研磨加工を行う。この研磨加工においては砥粒を含んだ研磨液ないし砥粒を含まない研磨液ないし水が研磨液として用いられる。また研磨布、特にポリエステル不織布を用いて研磨するのが有効であることが見いだされた。
【００１１】
【作用】
磁気ヘッドスライダのレールをエッチング加工により形成した後に研磨加工を行うことによって、エッチング加工によりレール及びレジストの側壁に付着した再付着物がすべて除去される。この作用は砥粒を含んだ研磨液を用いる場合、砥粒を含まない研磨液を用いる場合、水を研磨液として用いる場合いずれにおいても有効である。また、研磨布を用いる場合、特にポリエステル不織布を用いる場合その効果が顕著である。研磨により再付着物が完全に除去されることによって、再付着物がディスクを傷つける、ディスク上に落下した再付着物が読み書き時の障害となるといった不良は発生しなくなり信頼性の高い磁気ディスク装置を製造することができる。また、レールの角部に微小な傾斜面もしくは曲面からなる微小なチャンファが形成される。このチャンファによって浮上量及び浮上量変動を低減することが可能となる。また、このチャンファは空気流出端７においても形成されるため磁気ディスク始動停止時に磁気ディスクへ与える衝撃を減少できる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【００１３】
（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１から図９及び図１９を用いて説明する。図２は本発明により形成された磁気ヘッド１の概観図である。本発明の磁気ヘッド１は浮上面２、該浮上面に形成された非直線形状のレール３、テーパ部４、磁気素子５、素子形成部６、空気流入端７、空気流出端８を有し、レール３の角部には微小な傾斜面９が存在する。
【００１４】
本発明の磁気ヘッドスライダの作成プロセスを図１、図３、図４、図８、図９、及び図１９を用いて説明する。図３に示すように、アルミナチタンカーバイド１３に磁気素子５を形成した後、所定の寸法に切断して複数のヘッドブロック１４を形成し、このヘッドブロックをヘッドブロック研磨治具２０に固定して研磨を行い浮上面２を形成する。このヘッドブロック１４をヘッドブロック固定治具１８に整列配置する。このブロックを磁気素子側から見た側面図を図１（ａ）に示す。浮上面２に保護膜１５をスパッタもしくはＣＶＤにより成膜した後（ｂ）、レジスト１６を塗布してリソグラフィーによりレール加工用のマスクを形成する（ｃ）。レジスト１６をマスク材としてエッチング加工、例えばアルゴンガスを用いるイオンミリング（ｄ）によりレジストのレールパターンをアルミナチタンカーバイドに転写する。図１９は公知のイオンミリング装置の構成図である。図１９において１３はアルミナチタンカーバイド、２８は試料ホルダ、２９は真空ポンプ、３０は試料交換室、３１は永久磁石、３２はソレノイドコイル、３３はマイクロ波、３４はマイクロ波発振器、３５はガス導入口、３６はプラズマ、３７は引き出し電極である。本装置は、ガス導入口３５よりイオンミリングガスを供給し、マイクロ波３３によりプラズマ３６を励起し、イオンを引き出し電極３７により高エネルギーに加速して引き出し、試料に照射して加工を行うものである。イオンミリング条件の一例は次の通りである。イオンミリングガスにはアルゴンを用い、流量１０sccm、真空度０．２Pa、ビーム電流密度０．８mA/cm2、加速電圧９００V、ビーム入射角度４５゜、加工時間４８０分である。このようにして加工されたレール３の溝深さは約１０μｍである（ｅ）。このときのレールの断面形状を図５（ａ）に示す。アルミナチタンカーバイドとレジストの側壁全体にかけて再付着物１９が付着している。そこで、イオンミリング後、研磨布１７を用いて研磨加工（ｆ）を行い、イオンミリング時に生じた再付着物を除去する。このときの研磨加工について以下に詳述する。図４は、ヘッドブロック１４の研磨加工の概念図である。図４において、１４はヘッドブロック固定ジグ１８上に固定されたヘッドブロック、２１は回転可能なチャック、１７は回転可能な定盤２２の上に貼付けた研磨布、２３は研磨液である。本発明の再付着除去研磨加工によりイオンミリング時に生じた再付着物を除去するプロセスを図４を用いて説明する。図４に示すように、ヘッドブロック固定ジグ１８上に固定されたヘッドブロック１４をチャック２１に取り付け、回転する研磨布１７の表面に研磨液２３を供給しながら、ヘッドブロック固定ジグ１８上に固定されたヘッドブロック１４を研磨布１７に押圧摺動させながら、定盤２２の半径方向に揺動させる。研磨条件の一例は次の通りである。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力１０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、研磨液２３として平均粒径０．２５μｍのダイヤモンドスラリを用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は１０分である。本発明において使用するポリエステル不織布はたとえばｓｕｂａ４００（ロデ−ルニッタ社の商品名）、ＢａｉｋａｌｏｘＣＡ（Ｂａｉｋａｌｏｘ社の商品名）、ベルエースの下地（鐘紡の商品名）等であって図２４（ａ）、（ｂ）のＳＥＭ写真に示すように表面がけばだった構造を有している。このようなポリエステル不織布は、図２４（ｃ）に示す発泡ポリウレタンからなるスエードと呼ばれる研磨布に比べて変形しやすいという特徴を持つ。図２５は圧力と研磨布の変形量の関係を示すものであって、ポリエステル不織布であるｓｕｂａ４００はスエードであるＮＦ２００に比べてわずかな荷重で大きく変形している。本発明の再付着除去研磨加工においては、イオンミリングにより加工されたレールの側壁に研磨布が十分に変形して接触し再付着物を漏れなく研磨することが重要であるため変形しやすいポリエステル不織布を使用するのが望ましい。上記研磨条件において、ポリエステル不織布は十分に変形し、図１（ｆ）に示すようにレジスト及びレールの側壁とポリエステル不織布は接触した状態で研磨が行われる。この再付着除去研磨加工後のレールの断面形状を図６（ａ）に示す。図５（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、レジストの側壁と基板面とのなす角度２４（以下これをテーパ角と呼ぶ）は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な傾斜面９が形成されており，その大きさは幅約１μｍ高さ約０．５μｍである。ただし、レール幅とレール溝深さは研磨前と比べ変化していない。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。この時点では個々の磁気ヘッドの浮上面１は治具への接着時のひずみや成膜時の応力によるひずみを原因として、図７（ａ）に示すようにわずかに凹形状に変形しており、その変形量は約０．２５μｍである。この変形を補正するための平面度補正研磨加工について図８を用いて説明する。図８において、１は磁気ヘッド、２５は磁気ヘッドを支持する回転可能なヘッド研磨治具２５、２２は回転可能な定盤、２３は研磨液である。磁気ヘッド１を研磨治具２５に取り付け、回転する定盤２２に研磨液２３を供給しながら１０数秒間浮上面２の研磨を行う。この平面度補正研磨加工よって浮上面は約０．２５μｍ研磨され、その変形は図７（ｂ）に示すように平面もしくはごくわずかな凸面に修正される。また、レールの角部の断面形状は図６（ｂ）に示すように浮上面がわずかに研磨されることにより図６（ａ）と比較して傾斜面９がやや減少し、幅０．５μｍ高さ約０．２５μｍとなっている。また、保護膜は研磨されてなくなっている。この浮上面の平面度補正研磨加工後、個々の磁気ヘッドを図９に示すヘッド固定治具２６に固定して洗浄を行った後、浮上面に保護膜をスパッタもしくはＣＶＤにより成膜する。成膜後ヘッド固定治具２６より取り外し図２に示す磁気ヘッドを得る。
【００１５】
以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状は図６（ｃ）のようになり、微小な傾斜面９が存在する。その大きさは、傾斜面９の幅が約０．５μｍ高さが０．２５μｍである。また、この傾斜面が浮上面となす角度は約２７度であり、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約０．６％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．２μｍ以下である。レール幅及びレール溝深さは再付着除去研磨の前後で変化していない。
【００１６】
以上説明したように、イオンミリング後に再付着除去研磨加工を行うことによってレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され、微小な傾斜面が形成される。再付着が完全に除去されることにより、再付着物からなる突起が磁気ディスクを傷つける、落下した再付着物が読み書き時のエラーを生ずるといった不良は全く発生しない。さらに、図１４に示すように、非直線形状のレールにチャンファを設けるとその浮上量は周速度１５から３５ｍ／ｓにおいて約５０から６０ｎｍであり、ディスク内外周での浮上量変動は約１０ｎｍとなり、浮上量、浮上量変動ともにチャンファがない場合に比べて低減されている。すなわち、微小な傾斜面が付与されることにより浮上量を低減し、磁気ディスクの内周と外周の周速度の差に起因する浮上量の変動を抑制できるという効果が生じる。また、空気流出端においても傾斜面が形成されるため、磁気ディスク始動停止時の磁気ディスクと磁気ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク、磁気ヘッド双方への損傷が防止される。本発明の磁気ヘッドスライダを磁気ディスク装置に搭載することにより、低浮上でかつ浮上量変動が少なく信頼性の高い磁気ディスク装置を提供することができる。
【００１７】
（比較例１）
従来の非直線形状の磁気ヘッドスライダの作成プロセスの一例を図１３を用いて説明する。レジストマスク形成までの工程は図１（ａ）〜（ｄ）に示す実施例１の工程と全く同じであり、以下の条件でイオンミリングを行う。イオンミリングの第１の工程において、イオンミリングガスにはアルゴンを用い、流量１０sccm、真空度０．２Pa、ビーム電流密度０．８mA/cm2、加速電圧９００V、ビーム入射角度０゜、加工時間４３０分である。イオンミリングの第２の工程において、イオンミリングガスにはアルゴンを用い、流量１０sccm、真空度０．２Pa、ビーム電流密度０．８mA/cm2、加速電圧９００V、ビーム入射角度３０゜、加工時間１４０分である。このようなイオンミリング後のレジスト及びアルミナチタンカーバイドの側壁には図５（ａ）に示すような再付着物が付着している。イオンミリング後にレジストを除去した後、個々のスライダに切断し（ｆ）、磁気ヘッドスライダ１’を得る。従来プロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの断面形状は図５（ｂ）のようになる。レジストを除去する事により、再付着物の大半はレジストと共に除去されるが、一部の再付着物は完全に除去されずにスライダの浮上面に残り、その高さは約０．０５μｍである。このような再付着物が浮上面上に存在すると、磁気ディスク装置の始動時及び停止時に磁気ディスクにスクラッチをつけ、エラーの原因となる。また、再付着物がディスクとの接触により磁気ディスク上に落下しエラーの原因となる場合もある。さらに、低浮上の磁気ヘッドスライダにおいては、再付着物の高さが浮上量と同等であり浮上安定性に大きな支障を来す。
【００１８】
このような従来プロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部には傾斜面は存在しない。また、傾斜面の保護膜は傾斜面の端部においても中央部と同じ膜厚を有している。このときのレール底面の面粗さは０．７μｍである。
【００１９】
（実施例２）
本発明の第２の実施例ではレールのイオンミリングによる形成の工程までは第１の実施例と同様であり、次なる条件で再付着除去研磨を行う。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力１０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、研磨液２３として水を用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は１０分である。この再付着除去研磨加工後のレール角部の断面形状を図１５（ａ）に示す。図５（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、テーパ角２４は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な傾斜面９が形成されており，その大きさは幅約１μｍ高さ約０．００２μｍである。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。実施例１と同様にヘッドの変形を補正するための平面度補正研磨を行う。この加工後のレール角部の断面形状を図１５（ｂ）及び（ｃ）に示す。図１５（ｂ）は磁気ヘッド中央部のレールの断面形状、図１５（ｃ）は図２に示す磁気ヘッドのテーパ部４内の空気流出端近傍の断面形状である。平面度補正研磨により浮上面は約０．２５μｍ研磨され、レール中央部においてはレールの断面形状は図１５（ａ）に示すように、再付着除去研磨により生じた傾斜面及び保護膜が研磨されてなくなり、ほぼ平面となっている。しかし約０．７度に研磨されたテーパ部の端部である空気流出端近傍においては、その高さが浮上面に比べ約２．４μｍ低いため、平面度補正研磨加工により研磨されることはない。そのため空気流出端近傍においては、レールの断面形状は図１５（ｂ）に示すように図１５（ａ）の平面度補正研磨前の状態に比べ変化がない。この浮上面補正研磨加工の後実施例１と同様に保護膜を成膜し磁気ヘッドを得る。以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状を図１５（ｄ）及び（ｅ）に示す。図１５（ｄ）は磁気ヘッド中央部のレールの断面形状、図１５（ｅ）は図１５（ｃ）と同じく空気流出端近傍のレールの断面形状である。図１５（ｄ）に示すように、テーパ部以外の浮上面のレールの角部には傾斜面は存在しない。しかしながら空気流出端近傍においてはレールの角部に微小な傾斜面９が存在する。その大きさは、傾斜面３の幅が約１μｍ高さが０．００２μｍである。また、この傾斜面が浮上面となす角度は約０．１度であり、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約０．１％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．７μｍである。レール幅及びレール溝深さは再付着除去研磨の前後で変化していない。
【００２０】
以上説明したように、イオンミリング後に研磨液として水を用いて再付着除去研磨加工を行うことによって実施例１と同様にレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され。再付着物に起因する不良の発生を抑止できる。研磨液として水を用いて再付着除去研磨を行う場合に形成される傾斜面は、研磨液としてダイヤモンドスラリを使用して形成された傾斜面に比べ、その高さが１００分の１以下と非常に小さい。そのため、その後の平面度補正研磨によりその微小な傾斜面はテーパ部をのぞいて除去されてしまうため、レール面積に対してごくわずかの傾斜面しか存在しないことになり、浮上特性を向上する効果は小さい。しかしながら、空気流出端においては傾斜面が形成されているため、磁気ディスク始動停止時の磁気ディスクと磁気ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク装置の信頼性が向上するという効果が生じる。
【００２１】
（実施例３）
本発明の第３の実施例ではレールのイオンミリングによる形成の工程までは第１の実施例と同様であり、次なる条件で再付着除去研磨を行う。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力２０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、研磨液２３として水を用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は３０分である。この再付着除去研磨加工後のレール角部の断面形状を図１６（ａ）に示す。図５（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、テーパ角２４は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な曲面４１が形成されており，その大きさは幅約２μｍ高さ約１．５μｍである。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。実施例１と同様にヘッドの変形を補正するための平面度補正研磨を行う。この研磨加工後のレール角部の断面形状を図１６（ｂ）に示す。レールの角部の断面形状は図１６（ｂ）に示すように浮上面がわずかに研磨されることにより図１６（ａ）と比較して曲面４１がやや減少し、幅約１．７μｍ高さ約１．３μｍとなっている。また、保護膜は研磨されなくなっている。この平面度補正研磨加工の後実施例１と同様に保護膜を成膜し磁気ヘッドを得る。
【００２２】
以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状は図１６（ｃ）のようになり、微小な曲面４１が存在する。その大きさは、傾斜面３の幅が約１．７μｍ高さが１．３μｍである。また、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約１．２％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．２μｍである。
【００２３】
以上説明したように、イオンミリング後に再付着除去研磨加工を行うことによって実施例１と同様にレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され、再付着物に起因する不良が抑止される。また、実施例１と同様にレールの角部に傾斜面が形成されるため浮上特性が向上する。また、空気流出端においても傾斜面が形成されるため、磁気ディスク始動停止時のディスク、ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
【００２４】
（実施例４）
本発明の第４の実施例ではレールのイオンミリングによる形成の工程までは第１の実施例と同様であり、次なる条件で再付着除去研磨を行う。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力１０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、研磨液２３として水を用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は１０分である。この再付着除去研磨加工後のレール角部の断面形状を図１７（ａ）に示す。図５（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、テーパ角２４は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な傾斜面９が形成されており，その大きさは幅約１μｍ高さ約０．００２μｍである。さらに、傾斜面の保護膜は研磨加工によりその膜厚が減少している。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。ここでは平面度補正研磨は行わない。
【００２５】
以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状は図１７（ｂ）のようになり、微小な傾斜面９が存在する。その大きさは、傾斜面９の幅が約１μｍ高さが０．００２μｍである。さらに、浮上面に形成された保護膜の傾斜面の端部における膜厚はレールの中央部の保護膜の膜厚に比べ薄くなっている。また、この傾斜面が浮上面となす角度は０．１度であり、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約０．１％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．７μｍである。レール幅及びレール溝深さは再付着除去研磨の前後で変化していない。
【００２６】
以上説明したように、イオンミリング後に研磨液として水を用いて再付着除去研磨加工を行うことによって実施例１と同様にレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され、再付着物に起因する不良が抑止される。また、実施例１と同様にレールの角部に傾斜面が形成されるため浮上特性が向上する。また、空気流出端においても傾斜面が形成されるため、磁気ディスク始動停止時のディスク、ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
【００２７】
（実施例５）
本発明の第５の実施例を図１を用いて説明する。本発明の第５の実施例では第１図（ｃ）に示すレジスト形成のプロセスまでは第１の実施例と同様であり、次なるエッチング加工を行う。第５の実施例においては反応性イオンエッチング（以下ＲＩＥと呼ぶ）によりエッチング加工を行う。図２０は公知の高周波誘導方式のＲＩＥ装置である。図２０において、１３はアルミナチタンカーバイド、２９は真空ポンプ、３０は試料交換室、３５はガス導入口、３６はプラズマ、３８はコイルである。本装置は従来のＲＩＥ装置に比べプラズマ密度が高いという特徴を持つ。ガス導入口３５よりエッチングガスを供給しコイル３８に印加した高周波電力によりプラズマ３６を励起し、基板にバイアス電圧をかけることによりイオンは基板へ入射し加工が行われる。ＲＩＥにはＳＦ６とアルゴンの混合ガスを用い、流量１５sccm、真空度０．５Pa、バイアス電圧５００V、加工時間１００分である。このようにして加工されたレール３の溝深さは約１０μｍである（ｅ）。このときのレールの断面形状を図１８（ａ）に示す。アルミナチタンカーバイドとレジストの側壁全体にかけて再付着物１９が付着している。そこで、ＲＩＥ後、研磨布１７を用いて研磨加工（ｆ）を行い、ＲＩＥ時に生じた再付着物を除去する。実施例１と同様に以下の条件で研磨加工を行う。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力１０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、平均粒径０．２５μｍのダイヤモンドスラリを用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は１０分である。この再付着除去研磨加工後のレール角部の断面形状を図１８（ｂ）に示す。図１８（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、テーパ角２４は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な傾斜面が形成されており，その大きさは幅約１μｍ高さ約０．５μｍである。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。さらに、実施例１と同様にヘッドの変形を補正するための平面度補正研磨を行う。この研磨加工後のレール角部の断面形状を図１８（ｃ）に示す。レールの角部の断面形状は図１８（ｃ）に示すように浮上面がわずかに研磨されることにより図１８（ｂ）と比較して傾斜面がやや減少し、幅約０．５μｍ高さ約０．２５μｍとなっている。また、保護膜は研磨されなくなっている。この浮上面補正研磨加工の後実施例１と同様に保護膜を成膜し磁気ヘッドを得る。
【００２８】
以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状は図１８（ｄ）のようになり、微小な傾斜面９が存在する。その大きさは、傾斜面３の幅が約０．５μｍ高さが０．２５μｍである。また、この傾斜面が浮上面となす角度は２７度であり、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約０．６％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．２μｍ以下である。レール幅及びレール溝深さは再付着除去研磨の前後で変化していない。
【００２９】
以上説明したように、ＲＩＥ後に再付着除去研磨加工を行うことによって実施例１と同様にレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され、再付着物に起因する不良が抑止される。また、実施例１と同様にレールの角部に傾斜面が形成されるため浮上特性が向上する。また、空気流出端においても傾斜面が形成されるため、磁気ディスク始動停止時のディスク、ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明により、レールの浮上面に付着した再付着物は完全に除去され磁気ディスク装置の信頼性が向上する。また、微小な傾斜面が設けられることにより浮上姿勢の安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す図である。
【図２】本発明の磁気ヘッドスライダを示す図である。
【図３】本発明の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す図である。
【図４】本発明の再付着除去研磨加工の概念図である。
【図５】実施例１の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図６】実施例１の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図７】実施例１の磁気ヘッドスライダの側面図である。
【図８】平面度補正研磨加工の概念図である。
【図９】本発明の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す図である。
【図１０】磁気ヘッドの浮上状態を説明する図である。
【図１１】従来の磁気ヘッドスライダ及びその加工方法を示す図である。
【図１２】従来の非直線形状の磁気ヘッドスライダを示す図である。
【図１３】従来の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す図である。
【図１４】磁気ヘッドスライダの周速度と浮上量の関係を示す図である。
【図１５】実施例２の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図１６】実施例３の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図１７】実施例４の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図１８】実施例５の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図１９】イオンミリング装置の構成図である。
【図２０】ＲＩＥ装置の構成図である。
【図２１】再付着形成の概念図である。
【図２２】イオンビーム入射角度とイオンミリング速度の関係を示す図である。
【図２３】従来の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図２４】研磨布のＳＥＭ写真である。
【図２５】研磨布における圧力と変形量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１・・・磁気ヘッド 、 １’・・・磁気ヘッド、 ２・・・浮上面、 ３・・・レール
４・・・テーパ部、 ５・・・磁気素子、 ６・・・磁気素子形成部、
７・・・空気流入端、 ８・・・空気流出端、 ９・・・傾斜面、 １０・・・板 バネ、
１１・・・磁気ディスク、 １２・・・浮上量、
１３・・・アルミナチタンカーバイド、 １４・・・ヘッドブロック、
１５・・・保護膜、 １６・・・レジスト、
１７・・・研磨布、 １８・・・ヘッドブロック固定治具、 １９・・・再付着物、
１９ａ・・・再付着物、 ２０・・・ヘッドブロック研磨治具、
２１・・・チャック、 ２２・・・定盤、 ２３・・・研磨液、 ２４・・・テーパ角、
２５・・・ヘッド研磨治具、 ２６・・・ヘッド固定治具、 ２７・・・砥石、
２８・・・試料ホルダ、 ２９・・・真空ポンプ、 ３０・・・試料交換室、
３１・・・永久磁石、 ３２・・・ソレノイドコイル、 ３３・・・マイクロ波、
３４・・・マイクロ波発振器、 ３５・・・ガス導入口、 ３６・・・プラズマ、
３７・・・引き出し電極、 ３８・・・コイル 、 ３９・・・イオンビーム、
４０・・・空気流、 ４１・・・曲面
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気ディスク装置の製造技術に関し、特に非直線形状のレールを有する浮上量の小さい薄膜磁気ヘッドスライダの製造方法に関する。特に、本発明はドライエッチング技術に係り、エッチング速度の遅いセラミックス等の加工時に生じる再付着物を除去する加工方法に関する。また、安定した低浮上容量を得ると共に、ヘッドクラッシュを防止するのに好適な薄膜磁気ヘッドスライダの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置の記録密度は年々飛躍的に向上しており、そのためには磁気ヘッドの浮上量を低減することが必須となっている。図１０は磁気ヘッドの浮上状態を説明する図であって、磁気ヘッド１は、磁気ディスク１１と相対する面である浮上面２、テーパ部４、磁気素子５、空気流入端７、空気流出端８を有し、板バネ１０により支持されている。浮上面２には図２に示すレール３が形成されている。磁気ディスク回転停止時は磁気ヘッド１と磁気ディスク１１は接触状態にあるが、回転数が一定値に達すると、レール３に沿って空気流入端７から流入し空気流出端８から流出する空気流４０により空気ベアリングスライダ機構が形成され浮上力が発生し、板バネ１０の押圧力と浮上力により浮上量１２が決定される。この浮上量１２を低減するとともに、磁気ディスクの内周と外周の周速度の差に起因する浮上量変動を低減することも重要な課題の一つである。
【０００３】
図１１は従来の磁気ヘッドスライダ及びその加工方法を示す図であり、従来の磁気ヘッドスライダは直線のレール３を有し、その加工は砥石２７を用いた機械加工によって行われていた。図１４は周速度と浮上量の関係を示すものであり、直線形状のレールの場合はディスクの周速度の使用範囲１５から３５ｍ／ｓにおいて浮上量は約１４０から２００ｎｍであり、浮上量はディスク内外周において約６０ｎｍ変動しており周速度に大きく依存している。また、直線形状のレールにおいてはレール幅と浮上量が比例関係にあり、浮上量を低減するためにはレール幅をより細幅とすることが望まれるが、図１１に示す磁気素子５の部分においてはレール幅は磁気素子５と同等の幅が必要であるためおのずと限界が生じる。そこで、米国特許第４，６７３，９９６号に開示されているようにレール３の前期空気流に沿う角部にチャンファと呼ばれる傾斜面を設けることにより浮上量の低減とその変動の抑制を実現している。この傾斜面は、浮上面とのなす角度が０．５度から２度の間であり、レールの面積に対してチャンファの面積が占める割合は１２．５から２２．５％であり、チャンファの一例としては１０μｍ程度の幅と２μｍの高さを有する。また、特開平６３−１０３４０６号公報に開示されているようにレール３の一部分を細幅とすることによっても浮上量の低減とその変動の抑制が実現されている。また、特開平４−１８８４７９号公報に開示されているようにレール３の前期空気流に沿う角部に流入端から流出端に向かって徐々に幅が広くなる傾斜面を設けることによっても浮上量の低減とその変動の抑制が実現されている。このようなチャンファを設けることにより、浮上量は図１４に示すように、周速度１５から３５ｍ／ｓにおいて約８０から１２０ｎｍと低浮上化され、同時にディスク内外周での浮上量変動も約４０ｎｍと低減されている。近年、浮上量を低減する最も有効な手段として、特開平４−２７６３６７号公報に開示されているように非直線形状のレールを用いる方法が盛んに行われている。非直線形状のレールを有する磁気ヘッドの一例を図１２に示す。このような非直線形状のレールを用いる場合、浮上量は図１４に示すように、周速度１５から３５ｍ／ｓにおいて約６０から７５ｎｍと低浮上化され、ディスク内外周での浮上量変動も約１５ｎｍと非常に小さくなっている。非直線形状のレールは、前記の直線形状のレールにチャンファを施した場合と同等あるいはそれ以上の浮上量低減効果を有し、特にディスクの内外周の周速度の差に起因する浮上量変動を抑制する効果が大きい。それ故、直線形状のレールにチャンファを施した物と同等以上の効果を持つ非直線形状のレールにチャンファを施すことは、さらにより一層の浮上特性の向上が期待でき、実現できる浮上量とその安定性がよりすぐれているために、直線形状のレールにチャンファを施す場合とその効果を厳密に区別する必要がある。現時点では非直線形状のレールにチャンファを設けた例は開示されていない。非直線形状のレールはチャンファなしでも浮上量を低減し浮上量変動を押さえる効果が十分大きく、わずかなチャンファを設けることで浮上特性をさらに向上する効果が期待できるため設けるチャンファの最適形状は、直線形状の場合に比べて小さく、かつ高精度な加工が要求される。
【０００４】
チャンファ形状は以上述べた浮上特性を向上する効果の他に特開昭６０−９６５６号公報に開示されている次なる効果も有する。図１０に示すように浮上量は空気流入端７に比べ空気流出端８の方が小さく磁気ディスク１１と接触しやすい状態にある。そのため磁気ヘッド１の空気流出端８の形状は磁気ディスク１１への損傷防止かつ磁気ヘッド自身への損傷防止のためにもなめらかな形状であることが望まれ、チャンファが形成されている。このような効果を非直線形状のレールにおいても実現するためには、上記浮上特性に及ぼす効果と同様に厳しい精度が要求される。
【０００５】
非直線形状のレールを有する磁気ヘッドの形成プロセスを図１３を用いて説明する。基板材料であるアルミナチタンカーバイド１３に磁気素子５を形成した後、該基板を複数のスライダからなるブロック１４に切断し所定の寸法になるように研磨して浮上面２を形成し（ａ）、浮上面に保護膜１５をスパッタ、ＣＶＤ等で成膜し（ｂ）、レールを形成するためのマスク材であるレジスト１６を塗布しリソグラフィーによりレジストパターンを形成して（ｃ）、浮上面にエッチング加工によりレールを形成し（ｄ）（ｅ）、個々のスライダに切断し（ｆ）図１２の磁気ヘッド１’を得る。浮上面にレールを形成する工程（ｄ）は、レール形状が非直線のため従来の砥石を用いた機械加工により形成することは不可能であるため、通常反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、スパッタエッチングやイオンミリングのようなエッチング加工が用いられる。基板材であるアルミナチタンカーバイドはエッチングガスとの反応性が非常に低いためにエッチング加工は主に高エネルギーのイオンの衝撃による物理的な除去作用による。そのため、物理的にエッチングされ飛散した被エッチング物はすべて真空ポンプ側へ排気されるのではなく、図５（ａ）に示すように一部マスク材料やアルミナチタンカーバイドの側壁に付着する。この現象を再付着と呼ぶ。この再付着物１９は、マスク材であるレジスト１６を除去した後も図５（ｂ）に示すように突起状に残って形状不良を生じる。この再付着を除去するために、特開平５−１０９６６８に示されているアルゴンイオンビームの基板への入射角度を加工中に変化させることにより再付着を除去する方法が開示されている。この方法は、アルゴンイオンビームの入射角度が５度以内でまず加工を行いその後イオンビームの入射角度を３０度以上として再付着を除去するという方法である。また、特開平６−１３３５７号公報に示すようにイオンミリング後に等方性のプラズマエッチングを行うことにより再付着を除去する方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
磁気ヘッドスライダの加工において再付着が生じると、エッチング加工後にマスク材料の除去を行っても依然として再付着物が磁気ヘッドスライダレールの浮上面に残り、磁気ヘッドの始動、停止時に磁気ディスクへ傷を付ける、再付着物が磁気ディスク装置使用中に落下し不良の原因となる等の問題がある。そればかりではなく、浮上量は年々低下しているために、この再付着物の浮上面からの高さが浮上量と同等になり、磁気ヘッドの浮上そのものに深刻な影響を及ぼす。そのため再付着を除去するプロセスの開発が要求されている。前記従来例に開示されているアルゴンイオンビームの入射角を変えて再付着を除去する方法は、再付着除去方法として最も有効な方法の一つであるが、磁気ヘッドスライダの基板材料であるアルミナチタンカーバイド等のセラミックのイオンミリング等のエッチング加工においては以下の理由のため再付着を除去することはできない。アルミナチタンカーバイドをレジストをマスク材料としてアルゴンガスを用いたイオンミリングにより加工する場合の再付着形成について図２１を用いて説明する。図２１は再付着が形成される概念図であり、１６はレジスト、１３はアルミナチタンカーバイド、１９及び１９ａは再付着物、３９はイオンビームである。イオンビーム３９がレジスト１６及びアルミナチタンカーバイド１３に照射されるとイオンの衝撃によりそれぞれの材料の微粒子が放出される。放出された微粒子のあるものは真空チャンバー内の雰囲気中に浮遊し真空ポンプへと排気され、またあるものはレジストやアルミナチタンカーバイドの表面に衝突する。レジストやアルミナチタンカーバイドの表面に衝突した微粒子は、そのまま付着するものと跳ね返されて再度放出されるものとがあり、付着する確立はイオンビームのエネルギーや被加工材等の加工条件に依存する。イオンミリングのように高エネルギーのイオンビームによる加工の場合この付着確率はかなり高く１に近いものと考えられている。そのため加工中はレジストとアルミナチタンカーバイドの表面にはアルミナチタンカーバイドもしくはレジストもしくはその２材料の混合物から成る微粒子が常に付着している。ここで、アルミナチタンカーバイドとレジストのイオンミリング速度を図２２に示す。アルミナチタンカーバイドのイオンミリング速度に対するレジストのイオンミリング速度の比（以下これを選択比と呼ぶ）はイオンビームの入射角度によって変化するが約０．３から０．５とレジストの加工速度のほうが常に２倍から３倍速い。そのために、図２１に示すようにレジストの側壁にアルミナチタンカーバイドからなる再付着物１９が付着するとその部分はまわりのレジストに比べミリング速度が遅く加工量に差があるため凹凸が形成される。この凹凸の上に微粒子の付着が繰り返されることにより図５（ａ）に示すような再付着層が形成される。前記実施例はイオンビームの入社角度を変化させてレジストと被加工材料の側壁に入射するイオンビームの量を増やして再付着を除去する方法であるから，このアルミナチタンカーバイドの加工においてもイオンミリングの途中でイオンビームの入射角度を大きくしてみる。イオンビームの入射角度を６０度以上とすると側壁に再付着物が付着する速度よりも側壁に付着した再付着物がエッチングされる速度のほうが大きくなるため，理論的には再付着物は除去されるはずである。しかしながら，このアルミナチタンカーバイドの加工においてはアルミナチタンカーバイドとレジストの加工速度が大きく異なり前述のように側壁に図２１（ｂ）に示す凹凸即ち荒れが生じこの荒れの凹部分に付着した再付着物１９ａはイオンビームの入射角度を９０度以上にしない限りはイオンビームにさらされないため除去不可能である。しかしながら，イオンビームの入射角度を９０度以上にすると側壁はすべてイオンビームに対してレジストの陰の部分になってしまうため側壁にイオンビームは入射せずこのような加工条件は実現しない。この側壁の荒れの原因はレジストとアルミナチタンカーバイドの選択比が悪いことにあり、もし選択比が１程度であれば荒れは生じず再付着も発生しないが、アルミナチタンカーバイドと同程度に加工速度の遅いレジストは、現時点では存在しない。従来アルミナチタンカーバイドの加工においては，イオンビームの入射角を初めは加工速度の速い４５度で加工し，所望の加工量に近くなったら入射角を７５度にして再付着物の除去を行っていた。図２３（ａ）に示すように４５度で加工したときはレジストとアルミナチタンカーバイドの側壁には多くの再付着物が見られ、図２３（ｂ）に示すように７５度で加工することにより再付着物はかなり除去されるが上述した理由により依然として再付着物はわずかに残り，レジスト除去後においても図２３（ｃ）に示すようにごくわずかな再付着物が残る。アルミナチタンカーバイドの加工においては、このようにイオンミリング時のイオンビームの入射角度を変化させても除去することができない微少な再付着が特に問題となっており、その除去方法を確立することが課題となっている。
【０００７】
また、等方性のプラズマエッチングにより再付着を除去する方法は薄膜プロセスが主体で加工量の少ない半導体プロセスにおいては有効であるが、磁気ヘッドスライダの場合は加工量が大きく同時に再付着量も多いためこの手法では長時間を要することが問題である。さらに、磁気ヘッドスライダはレールの幅とその深さが浮上量に密接に関係するため、加工精度が非常に厳しく上記等方性のエッチングは側壁のエッチング量が多いために加工中の寸法シフトが大きく、形状が大きく変化するため適用することはできない。
【０００８】
磁気ヘッドスライダの製造方法において、再付着を浮上面のみならずレールの側壁部分においても完全に除去でき、かつレールの寸法変化の非常に小さい再付着除去方法を開発することが課題となっている。
【０００９】
また、非直線形状のレールを採用することにより浮上量は低下し、同時にディスク内外周の収束度の差に起因する浮上量変動が低減されたが、さらに浮上特性を向上するためにはレールの角部にごく小さいチャンファ部を形成することが有効である。また、磁気ディスク始動停止時の衝撃を緩和するために、空気流出端においてもチャンファが形成されていることが望ましい。これらのチャンファは従来の直線形状のレールに設けられていたチャンファに比べ、その大きさが１０分の１程度と小さく、また、非常に厳しい加工精度が要求されている。このようなチャンファは、従来の直線形状のレールにおいては、切削やテープ研磨によって形成されていたが、非直線形状のレールに対してはそのような加工技術でチャンファを形成するのは困難である。そこで、非直線形状のレールに高精度なチャンファを設ける加工技術を開発することも課題となっている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明では浮上面に非直線形状のレールをエッチング加工により形成した後に研磨加工を行う。この研磨加工においては砥粒を含んだ研磨液ないし砥粒を含まない研磨液ないし水が研磨液として用いられる。また研磨布、特にポリエステル不織布を用いて研磨するのが有効であることが見いだされた。
【００１１】
【作用】
磁気ヘッドスライダのレールをエッチング加工により形成した後に研磨加工を行うことによって、エッチング加工によりレール及びレジストの側壁に付着した再付着物がすべて除去される。この作用は砥粒を含んだ研磨液を用いる場合、砥粒を含まない研磨液を用いる場合、水を研磨液として用いる場合いずれにおいても有効である。また、研磨布を用いる場合、特にポリエステル不織布を用いる場合その効果が顕著である。研磨により再付着物が完全に除去されることによって、再付着物がディスクを傷つける、ディスク上に落下した再付着物が読み書き時の障害となるといった不良は発生しなくなり信頼性の高い磁気ディスク装置を製造することができる。また、レールの角部に微小な傾斜面もしくは曲面からなる微小なチャンファが形成される。このチャンファによって浮上量及び浮上量変動を低減することが可能となる。また、このチャンファは空気流出端７においても形成されるため磁気ディスク始動停止時に磁気ディスクへ与える衝撃を減少できる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【００１３】
（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１から図９及び図１９を用いて説明する。図２は本発明により形成された磁気ヘッド１の概観図である。本発明の磁気ヘッド１は浮上面２、該浮上面に形成された非直線形状のレール３、テーパ部４、磁気素子５、素子形成部６、空気流入端７、空気流出端８を有し、レール３の角部には微小な傾斜面９が存在する。
【００１４】
本発明の磁気ヘッドスライダの作成プロセスを図１、図３、図４、図８、図９、及び図１９を用いて説明する。図３に示すように、アルミナチタンカーバイド１３に磁気素子５を形成した後、所定の寸法に切断して複数のヘッドブロック１４を形成し、このヘッドブロックをヘッドブロック研磨治具２０に固定して研磨を行い浮上面２を形成する。このヘッドブロック１４をヘッドブロック固定治具１８に整列配置する。このブロックを磁気素子側から見た側面図を図１（ａ）に示す。浮上面２に保護膜１５をスパッタもしくはＣＶＤにより成膜した後（ｂ）、レジスト１６を塗布してリソグラフィーによりレール加工用のマスクを形成する（ｃ）。レジスト１６をマスク材としてエッチング加工、例えばアルゴンガスを用いるイオンミリング（ｄ）によりレジストのレールパターンをアルミナチタンカーバイドに転写する。図１９は公知のイオンミリング装置の構成図である。図１９において１３はアルミナチタンカーバイド、２８は試料ホルダ、２９は真空ポンプ、３０は試料交換室、３１は永久磁石、３２はソレノイドコイル、３３はマイクロ波、３４はマイクロ波発振器、３５はガス導入口、３６はプラズマ、３７は引き出し電極である。本装置は、ガス導入口３５よりイオンミリングガスを供給し、マイクロ波３３によりプラズマ３６を励起し、イオンを引き出し電極３７により高エネルギーに加速して引き出し、試料に照射して加工を行うものである。イオンミリング条件の一例は次の通りである。イオンミリングガスにはアルゴンを用い、流量１０sccm、真空度０．２Pa、ビーム電流密度０．８mA/cm2、加速電圧９００V、ビーム入射角度４５゜、加工時間４８０分である。このようにして加工されたレール３の溝深さは約１０μｍである（ｅ）。このときのレールの断面形状を図５（ａ）に示す。アルミナチタンカーバイドとレジストの側壁全体にかけて再付着物１９が付着している。そこで、イオンミリング後、研磨布１７を用いて研磨加工（ｆ）を行い、イオンミリング時に生じた再付着物を除去する。このときの研磨加工について以下に詳述する。図４は、ヘッドブロック１４の研磨加工の概念図である。図４において、１４はヘッドブロック固定ジグ１８上に固定されたヘッドブロック、２１は回転可能なチャック、１７は回転可能な定盤２２の上に貼付けた研磨布、２３は研磨液である。本発明の再付着除去研磨加工によりイオンミリング時に生じた再付着物を除去するプロセスを図４を用いて説明する。図４に示すように、ヘッドブロック固定ジグ１８上に固定されたヘッドブロック１４をチャック２１に取り付け、回転する研磨布１７の表面に研磨液２３を供給しながら、ヘッドブロック固定ジグ１８上に固定されたヘッドブロック１４を研磨布１７に押圧摺動させながら、定盤２２の半径方向に揺動させる。研磨条件の一例は次の通りである。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力１０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、研磨液２３として平均粒径０．２５μｍのダイヤモンドスラリを用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は１０分である。本発明において使用するポリエステル不織布はたとえばｓｕｂａ４００（ロデ−ルニッタ社の商品名）、ＢａｉｋａｌｏｘＣＡ（Ｂａｉｋａｌｏｘ社の商品名）、ベルエースの下地（鐘紡の商品名）等であって図２４（ａ）、（ｂ）のＳＥＭ写真に示すように表面がけばだった構造を有している。このようなポリエステル不織布は、図２４（ｃ）に示す発泡ポリウレタンからなるスエードと呼ばれる研磨布に比べて変形しやすいという特徴を持つ。図２５は圧力と研磨布の変形量の関係を示すものであって、ポリエステル不織布であるｓｕｂａ４００はスエードであるＮＦ２００に比べてわずかな荷重で大きく変形している。本発明の再付着除去研磨加工においては、イオンミリングにより加工されたレールの側壁に研磨布が十分に変形して接触し再付着物を漏れなく研磨することが重要であるため変形しやすいポリエステル不織布を使用するのが望ましい。上記研磨条件において、ポリエステル不織布は十分に変形し、図１（ｆ）に示すようにレジスト及びレールの側壁とポリエステル不織布は接触した状態で研磨が行われる。この再付着除去研磨加工後のレールの断面形状を図６（ａ）に示す。図５（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、レジストの側壁と基板面とのなす角度２４（以下これをテーパ角と呼ぶ）は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な傾斜面９が形成されており，その大きさは幅約１μｍ高さ約０．５μｍである。ただし、レール幅とレール溝深さは研磨前と比べ変化していない。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。この時点では個々の磁気ヘッドの浮上面１は治具への接着時のひずみや成膜時の応力によるひずみを原因として、図７（ａ）に示すようにわずかに凹形状に変形しており、その変形量は約０．２５μｍである。この変形を補正するための平面度補正研磨加工について図８を用いて説明する。図８において、１は磁気ヘッド、２５は磁気ヘッドを支持する回転可能なヘッド研磨治具２５、２２は回転可能な定盤、２３は研磨液である。磁気ヘッド１を研磨治具２５に取り付け、回転する定盤２２に研磨液２３を供給しながら１０数秒間浮上面２の研磨を行う。この平面度補正研磨加工よって浮上面は約０．２５μｍ研磨され、その変形は図７（ｂ）に示すように平面もしくはごくわずかな凸面に修正される。また、レールの角部の断面形状は図６（ｂ）に示すように浮上面がわずかに研磨されることにより図６（ａ）と比較して傾斜面９がやや減少し、幅０．５μｍ高さ約０．２５μｍとなっている。また、保護膜は研磨されてなくなっている。この浮上面の平面度補正研磨加工後、個々の磁気ヘッドを図９に示すヘッド固定治具２６に固定して洗浄を行った後、浮上面に保護膜をスパッタもしくはＣＶＤにより成膜する。成膜後ヘッド固定治具２６より取り外し図２に示す磁気ヘッドを得る。
【００１５】
以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状は図６（ｃ）のようになり、微小な傾斜面９が存在する。その大きさは、傾斜面９の幅が約０．５μｍ高さが０．２５μｍである。また、この傾斜面が浮上面となす角度は約２７度であり、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約０．６％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．２μｍ以下である。レール幅及びレール溝深さは再付着除去研磨の前後で変化していない。
【００１６】
以上説明したように、イオンミリング後に再付着除去研磨加工を行うことによってレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され、微小な傾斜面が形成される。再付着が完全に除去されることにより、再付着物からなる突起が磁気ディスクを傷つける、落下した再付着物が読み書き時のエラーを生ずるといった不良は全く発生しない。さらに、図１４に示すように、非直線形状のレールにチャンファを設けるとその浮上量は周速度１５から３５ｍ／ｓにおいて約５０から６０ｎｍであり、ディスク内外周での浮上量変動は約１０ｎｍとなり、浮上量、浮上量変動ともにチャンファがない場合に比べて低減されている。すなわち、微小な傾斜面が付与されることにより浮上量を低減し、磁気ディスクの内周と外周の周速度の差に起因する浮上量の変動を抑制できるという効果が生じる。また、空気流出端においても傾斜面が形成されるため、磁気ディスク始動停止時の磁気ディスクと磁気ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク、磁気ヘッド双方への損傷が防止される。本発明の磁気ヘッドスライダを磁気ディスク装置に搭載することにより、低浮上でかつ浮上量変動が少なく信頼性の高い磁気ディスク装置を提供することができる。
【００１７】
（比較例１）
従来の非直線形状の磁気ヘッドスライダの作成プロセスの一例を図１３を用いて説明する。レジストマスク形成までの工程は図１（ａ）〜（ｄ）に示す実施例１の工程と全く同じであり、以下の条件でイオンミリングを行う。イオンミリングの第１の工程において、イオンミリングガスにはアルゴンを用い、流量１０sccm、真空度０．２Pa、ビーム電流密度０．８mA/cm2、加速電圧９００V、ビーム入射角度０゜、加工時間４３０分である。イオンミリングの第２の工程において、イオンミリングガスにはアルゴンを用い、流量１０sccm、真空度０．２Pa、ビーム電流密度０．８mA/cm2、加速電圧９００V、ビーム入射角度３０゜、加工時間１４０分である。このようなイオンミリング後のレジスト及びアルミナチタンカーバイドの側壁には図５（ａ）に示すような再付着物が付着している。イオンミリング後にレジストを除去した後、個々のスライダに切断し（ｆ）、磁気ヘッドスライダ１’を得る。従来プロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの断面形状は図５（ｂ）のようになる。レジストを除去する事により、再付着物の大半はレジストと共に除去されるが、一部の再付着物は完全に除去されずにスライダの浮上面に残り、その高さは約０．０５μｍである。このような再付着物が浮上面上に存在すると、磁気ディスク装置の始動時及び停止時に磁気ディスクにスクラッチをつけ、エラーの原因となる。また、再付着物がディスクとの接触により磁気ディスク上に落下しエラーの原因となる場合もある。さらに、低浮上の磁気ヘッドスライダにおいては、再付着物の高さが浮上量と同等であり浮上安定性に大きな支障を来す。
【００１８】
このような従来プロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部には傾斜面は存在しない。また、傾斜面の保護膜は傾斜面の端部においても中央部と同じ膜厚を有している。このときのレール底面の面粗さは０．７μｍである。
【００１９】
（実施例２）
本発明の第２の実施例ではレールのイオンミリングによる形成の工程までは第１の実施例と同様であり、次なる条件で再付着除去研磨を行う。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力１０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、研磨液２３として水を用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は１０分である。この再付着除去研磨加工後のレール角部の断面形状を図１５（ａ）に示す。図５（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、テーパ角２４は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な傾斜面９が形成されており，その大きさは幅約１μｍ高さ約０．００２μｍである。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。実施例１と同様にヘッドの変形を補正するための平面度補正研磨を行う。この加工後のレール角部の断面形状を図１５（ｂ）及び（ｃ）に示す。図１５（ｂ）は磁気ヘッド中央部のレールの断面形状、図１５（ｃ）は図２に示す磁気ヘッドのテーパ部４内の空気流出端近傍の断面形状である。平面度補正研磨により浮上面は約０．２５μｍ研磨され、レール中央部においてはレールの断面形状は図１５（ａ）に示すように、再付着除去研磨により生じた傾斜面及び保護膜が研磨されてなくなり、ほぼ平面となっている。しかし約０．７度に研磨されたテーパ部の端部である空気流出端近傍においては、その高さが浮上面に比べ約２．４μｍ低いため、平面度補正研磨加工により研磨されることはない。そのため空気流出端近傍においては、レールの断面形状は図１５（ｂ）に示すように図１５（ａ）の平面度補正研磨前の状態に比べ変化がない。この浮上面補正研磨加工の後実施例１と同様に保護膜を成膜し磁気ヘッドを得る。以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状を図１５（ｄ）及び（ｅ）に示す。図１５（ｄ）は磁気ヘッド中央部のレールの断面形状、図１５（ｅ）は図１５（ｃ）と同じく空気流出端近傍のレールの断面形状である。図１５（ｄ）に示すように、テーパ部以外の浮上面のレールの角部には傾斜面は存在しない。しかしながら空気流出端近傍においてはレールの角部に微小な傾斜面９が存在する。その大きさは、傾斜面３の幅が約１μｍ高さが０．００２μｍである。また、この傾斜面が浮上面となす角度は約０．１度であり、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約０．１％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．７μｍである。レール幅及びレール溝深さは再付着除去研磨の前後で変化していない。
【００２０】
以上説明したように、イオンミリング後に研磨液として水を用いて再付着除去研磨加工を行うことによって実施例１と同様にレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され。再付着物に起因する不良の発生を抑止できる。研磨液として水を用いて再付着除去研磨を行う場合に形成される傾斜面は、研磨液としてダイヤモンドスラリを使用して形成された傾斜面に比べ、その高さが１００分の１以下と非常に小さい。そのため、その後の平面度補正研磨によりその微小な傾斜面はテーパ部をのぞいて除去されてしまうため、レール面積に対してごくわずかの傾斜面しか存在しないことになり、浮上特性を向上する効果は小さい。しかしながら、空気流出端においては傾斜面が形成されているため、磁気ディスク始動停止時の磁気ディスクと磁気ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク装置の信頼性が向上するという効果が生じる。
【００２１】
（実施例３）
本発明の第３の実施例ではレールのイオンミリングによる形成の工程までは第１の実施例と同様であり、次なる条件で再付着除去研磨を行う。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力２０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、研磨液２３として水を用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は３０分である。この再付着除去研磨加工後のレール角部の断面形状を図１６（ａ）に示す。図５（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、テーパ角２４は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な曲面４１が形成されており，その大きさは幅約２μｍ高さ約１．５μｍである。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。実施例１と同様にヘッドの変形を補正するための平面度補正研磨を行う。この研磨加工後のレール角部の断面形状を図１６（ｂ）に示す。レールの角部の断面形状は図１６（ｂ）に示すように浮上面がわずかに研磨されることにより図１６（ａ）と比較して曲面４１がやや減少し、幅約１．７μｍ高さ約１．３μｍとなっている。また、保護膜は研磨されなくなっている。この平面度補正研磨加工の後実施例１と同様に保護膜を成膜し磁気ヘッドを得る。
【００２２】
以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状は図１６（ｃ）のようになり、微小な曲面４１が存在する。その大きさは、傾斜面３の幅が約１．７μｍ高さが１．３μｍである。また、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約１．２％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．２μｍである。
【００２３】
以上説明したように、イオンミリング後に再付着除去研磨加工を行うことによって実施例１と同様にレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され、再付着物に起因する不良が抑止される。また、実施例１と同様にレールの角部に傾斜面が形成されるため浮上特性が向上する。また、空気流出端においても傾斜面が形成されるため、磁気ディスク始動停止時のディスク、ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
【００２４】
（実施例４）
本発明の第４の実施例ではレールのイオンミリングによる形成の工程までは第１の実施例と同様であり、次なる条件で再付着除去研磨を行う。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力１０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、研磨液２３として水を用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は１０分である。この再付着除去研磨加工後のレール角部の断面形状を図１７（ａ）に示す。図５（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、テーパ角２４は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な傾斜面９が形成されており，その大きさは幅約１μｍ高さ約０．００２μｍである。さらに、傾斜面の保護膜は研磨加工によりその膜厚が減少している。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。ここでは平面度補正研磨は行わない。
【００２５】
以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状は図１７（ｂ）のようになり、微小な傾斜面９が存在する。その大きさは、傾斜面９の幅が約１μｍ高さが０．００２μｍである。さらに、浮上面に形成された保護膜の傾斜面の端部における膜厚はレールの中央部の保護膜の膜厚に比べ薄くなっている。また、この傾斜面が浮上面となす角度は０．１度であり、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約０．１％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．７μｍである。レール幅及びレール溝深さは再付着除去研磨の前後で変化していない。
【００２６】
以上説明したように、イオンミリング後に研磨液として水を用いて再付着除去研磨加工を行うことによって実施例１と同様にレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され、再付着物に起因する不良が抑止される。また、実施例１と同様にレールの角部に傾斜面が形成されるため浮上特性が向上する。また、空気流出端においても傾斜面が形成されるため、磁気ディスク始動停止時のディスク、ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
【００２７】
（実施例５）
本発明の第５の実施例を図１を用いて説明する。本発明の第５の実施例では第１図（ｃ）に示すレジスト形成のプロセスまでは第１の実施例と同様であり、次なるエッチング加工を行う。第５の実施例においては反応性イオンエッチング（以下ＲＩＥと呼ぶ）によりエッチング加工を行う。図２０は公知の高周波誘導方式のＲＩＥ装置である。図２０において、１３はアルミナチタンカーバイド、２９は真空ポンプ、３０は試料交換室、３５はガス導入口、３６はプラズマ、３８はコイルである。本装置は従来のＲＩＥ装置に比べプラズマ密度が高いという特徴を持つ。ガス導入口３５よりエッチングガスを供給しコイル３８に印加した高周波電力によりプラズマ３６を励起し、基板にバイアス電圧をかけることによりイオンは基板へ入射し加工が行われる。ＲＩＥにはＳＦ６とアルゴンの混合ガスを用い、流量１５sccm、真空度０．５Pa、バイアス電圧５００V、加工時間１００分である。このようにして加工されたレール３の溝深さは約１０μｍである（ｅ）。このときのレールの断面形状を図１８（ａ）に示す。アルミナチタンカーバイドとレジストの側壁全体にかけて再付着物１９が付着している。そこで、ＲＩＥ後、研磨布１７を用いて研磨加工（ｆ）を行い、ＲＩＥ時に生じた再付着物を除去する。実施例１と同様に以下の条件で研磨加工を行う。定盤２２及び研磨布１７の直径は３００mm、チャック２１と定盤２２の回転数は、同方向に２０r/min、チャック２０の揺動幅１０mm、揺動速度５mm/sec、研磨圧力１０ｋＰａ、平均研磨速度８０mm/sec、研磨布１７としてポリエステル不織布、平均粒径０．２５μｍのダイヤモンドスラリを用い、１０ml/minの量を滴下した。研磨時間は１０分である。この再付着除去研磨加工後のレール角部の断面形状を図１８（ｂ）に示す。図１８（ａ）の研磨前の状態と比較すると、再付着物は完全に除去されてなくなり、テーパ角２４は研磨前に比べて小さくなり、レジストは研磨前の位置よりも後退している。またレールの角部に微小な傾斜面が形成されており，その大きさは幅約１μｍ高さ約０．５μｍである。再付着除去研磨加工の後、レジストを除去し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図１（ｇ）に示す個々の磁気ヘッド１に切断する。さらに、実施例１と同様にヘッドの変形を補正するための平面度補正研磨を行う。この研磨加工後のレール角部の断面形状を図１８（ｃ）に示す。レールの角部の断面形状は図１８（ｃ）に示すように浮上面がわずかに研磨されることにより図１８（ｂ）と比較して傾斜面がやや減少し、幅約０．５μｍ高さ約０．２５μｍとなっている。また、保護膜は研磨されなくなっている。この浮上面補正研磨加工の後実施例１と同様に保護膜を成膜し磁気ヘッドを得る。
【００２８】
以上述べたプロセスで作成された磁気ヘッドスライダのレールの角部の断面形状は図１８（ｄ）のようになり、微小な傾斜面９が存在する。その大きさは、傾斜面３の幅が約０．５μｍ高さが０．２５μｍである。また、この傾斜面が浮上面となす角度は２７度であり、レールの面積に対して傾斜面の面積が占める割合は約０．６％である。このようなプロセスで作成したレール底面の面粗さは約０．２μｍ以下である。レール幅及びレール溝深さは再付着除去研磨の前後で変化していない。
【００２９】
以上説明したように、ＲＩＥ後に再付着除去研磨加工を行うことによって実施例１と同様にレールの側壁及び浮上面に付着した再付着物は完全に除去され、再付着物に起因する不良が抑止される。また、実施例１と同様にレールの角部に傾斜面が形成されるため浮上特性が向上する。また、空気流出端においても傾斜面が形成されるため、磁気ディスク始動停止時のディスク、ヘッド間の衝撃が緩和され、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明により、レールの浮上面に付着した再付着物は完全に除去され磁気ディスク装置の信頼性が向上する。また、微小な傾斜面が設けられることにより浮上姿勢の安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す図である。
【図２】本発明の磁気ヘッドスライダを示す図である。
【図３】本発明の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す図である。
【図４】本発明の再付着除去研磨加工の概念図である。
【図５】実施例１の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図６】実施例１の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図７】実施例１の磁気ヘッドスライダの側面図である。
【図８】平面度補正研磨加工の概念図である。
【図９】本発明の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す図である。
【図１０】磁気ヘッドの浮上状態を説明する図である。
【図１１】従来の磁気ヘッドスライダ及びその加工方法を示す図である。
【図１２】従来の非直線形状の磁気ヘッドスライダを示す図である。
【図１３】従来の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す図である。
【図１４】磁気ヘッドスライダの周速度と浮上量の関係を示す図である。
【図１５】実施例２の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図１６】実施例３の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図１７】実施例４の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図１８】実施例５の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図１９】イオンミリング装置の構成図である。
【図２０】ＲＩＥ装置の構成図である。
【図２１】再付着形成の概念図である。
【図２２】イオンビーム入射角度とイオンミリング速度の関係を示す図である。
【図２３】従来の磁気ヘッドスライダの拡大断面図である。
【図２４】研磨布のＳＥＭ写真である。
【図２５】研磨布における圧力と変形量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１・・・磁気ヘッド 、 １’・・・磁気ヘッド、 ２・・・浮上面、 ３・・・レール
４・・・テーパ部、 ５・・・磁気素子、 ６・・・磁気素子形成部、
７・・・空気流入端、 ８・・・空気流出端、 ９・・・傾斜面、 １０・・・板 バネ、
１１・・・磁気ディスク、 １２・・・浮上量、
１３・・・アルミナチタンカーバイド、 １４・・・ヘッドブロック、
１５・・・保護膜、 １６・・・レジスト、
１７・・・研磨布、 １８・・・ヘッドブロック固定治具、 １９・・・再付着物、
１９ａ・・・再付着物、 ２０・・・ヘッドブロック研磨治具、
２１・・・チャック、 ２２・・・定盤、 ２３・・・研磨液、 ２４・・・テーパ角、
２５・・・ヘッド研磨治具、 ２６・・・ヘッド固定治具、 ２７・・・砥石、
２８・・・試料ホルダ、 ２９・・・真空ポンプ、 ３０・・・試料交換室、
３１・・・永久磁石、 ３２・・・ソレノイドコイル、 ３３・・・マイクロ波、
３４・・・マイクロ波発振器、 ３５・・・ガス導入口、 ３６・・・プラズマ、
３７・・・引き出し電極、 ３８・・・コイル 、 ３９・・・イオンビーム、
４０・・・空気流、 ４１・・・曲面
Claims (6)
- 磁気ヘッドスライダの浮上面に保護膜を形成し、該保護膜の上にレジストパターンを形成した後、エッチングもしくは反応性イオンエッチングもしくはスパッタエッチングもしくはイオンミリングを用いて前記レジストパターンを介して前記浮上面に非直線形状のレールを形成し、前記レジストパターンを除去せずに該レジストパターンを含む前記レールの側壁を研磨することによって前記レール形成時に該レールの側壁に付着したエッチング付着物を除去し、かつ前記保護膜の端部に傾斜面もしくは曲面を形成した後、前記レジストパターンを除去することを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造方法。
- 前記側壁の研磨が、砥粒を含む研磨液を用いてなされることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
- 前記側壁の研磨が、砥粒を含まない研磨液を用いてなされることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
- 前記研磨液が水であることを特徴とする請求項３に記載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
- 前記側壁の研磨が、研磨布を用いてなされることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
- 前記研磨布が不織布であることを特徴とする請求項５に記載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
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