JPH04278208A - 薄膜型磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜型磁気ヘッドを製
造する際に、各磁気ヘッド素子のギャップ・ディプス（
ｇａｐ　ｄｅｐｔｈ）　を均一に加工する方法に関する
。

【０００２】薄膜型磁気ヘッドは高寸法精度の製造が可
能であり、微小磁路と狭トラック幅とを実現することが
出来る。また、高分解能を可能とする急峻な磁界勾配が
得られる。そのため、小型で高記憶容量を要求されてい
るコンピュータシステムの磁気ディスク装置に広く採用
されている。他方、薄膜型磁気ヘッド素子のギャップ・
ディプスは、磁気ヘッドの電磁変換特性を左右するため
、ギャップ・ディプスを均一に加工することが求められ
ている。

【０００３】

【従来の技術】〔薄膜型磁気ヘッドの構成〕図６は薄膜
型磁気ヘッドの全容を示す斜視図、図７は薄膜型の磁気
ヘッド素子部の層構成を示す断面図（図６におけるＡ−
Ａ断面図）である。

【０００４】薄膜型磁気ヘッドは、スライダ部１とヘッ
ド部２とで構成され、ヘッド部２は成膜技術とリソグラ
フィ技術によって形成される。また、浮上レール４や流
入斜面５は、スライダ部１を研削することによって形成
される。

【０００５】図７に示すように、ヘッド部２は、磁路を
構成する下部磁極７と上部磁極１１との間にコイル９を
巻いた構成になっている。そして、ギャップ絶縁層８で
、下部磁極７と上部磁極１１間のギャップＧの寸法が規
定され、このギャップＧを磁極記録媒体に対向させるこ
とで、情報の記録／再生が行われる。

【０００６】コイル９は、コイル絶縁層１０で絶縁され
ており、また下部保護膜６と上部保護膜１２とでヘッド
部全体が覆われている。

【０００７】ギャップ・ディプスＧＤとは、下部磁極７
と上部磁極１１とのギャップＧが広がり始める点すなわ
ちギャップＧの内端Ａと、浮上レール４の面までの寸法
である。他方、ギャップ内端Ａは、コイル絶縁層１０の
形成開始点でもある。したがって、ギャップ・ディプス
の起点となるギャップ内端Ａの製造上の精度は、コイル
絶縁層１０の成膜技術に左右される。

【０００８】〔薄膜型磁気ヘッドの成膜プロセス〕図８
は、薄膜型磁気ヘッドにおける磁気ヘッド素子部の成膜
プロセスを工程順に示す断面図である。次に、成膜プロ
セスの概略を説明する。なお、各膜の形状は、成膜の後
にリソグラフィ技術とエッチング技術によって所定パタ
ーンに形成される。

【０００９】ａ．下部磁極の成膜 Ａｌ２Ｏ３　・ＴｉＣの基板（ウェハ）１３上に、　Ａ
ｌ２Ｏ３をスパッタして成膜し、下部保護膜６とする。 その上に、ＮｉＦｅをメッキで成膜し、下部磁極７とす
る。

【００１０】ｂ．ギャップ絶縁層の成膜下部磁極７上に
　Ａｌ２Ｏ３をスパッタリングで成膜し、ギャップ絶縁
層８を形成する。

【００１１】ｃ．コイル絶縁層の成膜 フォトレジストをスピンコートして熱硬化させ、コイル
絶縁層を形成する。ただし、１回のコーティングと熱硬
化では膜厚が足りないため、数回繰り返して成膜を行い
、必要とする膜厚のコイル絶縁層１０ａとする。

【００１２】また、各成膜に際して、先に形成した絶縁
膜の表面にイオンミーリングを施し、該絶縁膜の表面を
清浄化してから行う。これにより、絶縁膜相互間の密着
性が向上する。

【００１３】なお、絶縁膜を繰り返し成膜する際に、リ
ソグラフィ技術とエッチング技術によって、絶縁膜各層
の端部位置を徐々に後退させ、傾斜部１４ａを形成する
とともに、傾斜部１４ａの先端Ａをギャップ・ディプス
の起点とする。

【００１４】ｄ．コイルの成膜 コイル絶縁層１０ａ上にＣｕをメッキで成膜し、コイル
１１を形成する。

【００１５】ｅ．コイル絶縁層の成膜 コイル１１上にフォトレジストをスピンコートし、熱硬
化させてコイル絶縁層を形成する。この場合も、１回の
コーティングと熱硬化では膜厚が足りないため、数回繰
り返して成膜を行い、必要とする膜厚のコイル絶縁層１
０ｂとし、また各成膜に先立って、先に形成した絶縁膜
の表面をイオンミーリングする。

【００１６】この場合も、繰り返し行う成膜の際に、リ
ソグラフィ技術とエッチング技術によって、絶縁膜各層
の端部位置を徐々に後退させ、傾斜面１４ｂとする。

【００１７】ｆ．上部磁極の成膜 コイル絶縁層１０ｂの上にＮｉＦｅをメッキで成膜し、
上部磁極１１を形成する。

【００１８】ｇ．上部保護膜の成膜 上部磁極１１上にＡｌ２Ｏ３をスパッタリングで成膜し
、上部保護膜１２を形成する。

【００１９】〔ギャップ・ディプスの研削〕図９は、ス
ライダブロックの切断とギャップ・ディプスの研削を説
明する図で、（ａ）　はウェハの平面図、（ｂ）　は１
個のスライダブロックの平面図、（ｃ）　は１個のスラ
イダブロックの拡大斜視図、である。

【００２０】前記のプロセスによって、（ａ）　図に示
すように１枚のウェハ１６上に同時に多数の磁気ヘッド
素子３を配列形成した後、鎖線Ｌ１上を切断して数個な
いし１０個単位のスライダブロック１７に分離し、各ス
ライダブロック１７ごとに、ギャップ・ディプスが所定
の深さとなるように研削する。すなわち、　（ｃ）図に
示すギャップ・ディプス加工面１９を、図８（ｇ）　に
示す研削位置１５まで、基板１３と成膜各層を研削する
。

【００２１】ところで、ギャップ・ディプスは、スライ
ダブロック１７の外側から直接測定することはできない
。 そのため、磁気ヘッド素子３の成膜工程において、ギャ
ップ・ディプスの目安となる加工基準パターン１８ａ、
１８ｂを、スライダブロック１７の両端位置に形成して
おき、該加工基準パターン１８ａ、１８ｂの幅Ｗが所定
の値となるまで研削する。

【００２２】すなわち、スライダブロック１７の両端位
置には、図８における下部磁極７〜上部磁極１１の成膜
は行なわず、コイル絶縁層１０ａを成膜した後に、下部
保護膜６上に前記ギャップ内端Ａに合わせて加工基準パ
ターン１８ａ、１８ｂを形成し、その上に上部保護膜１
２を成膜する。そして、ギャップ・ディプス研削時に、
加工基準パターン１８ａ、１８ｂの寸法Ｗが所定の値と
なるまで研削する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに加工基準パターン１８ａ、１８ｂを設けても、加工
基準パターン１８ａ、１８ｂに近い両側の磁気ヘッド素
子３においては、所定のギャップ・ディプスが得られる
ものの、中間の磁気ヘッド素子３は、ギャップ・ディプ
スの製造誤差が増大し、歩留りが低下する。

【００２４】図９（ａ）　で説明したように、鎖線Ｌ１
上を研削砥石で切断し、各スライダブロック１７ごとに
分離するが、その際の加工ストレスなどのために、スラ
イダブロック１７が一直線に切断されずに、鎖線Ｌ２で
示すように切断位置が湾曲することがある。したがって
、ギャップ・ディプス加工のために、スライダブロック
１７を治具２０に貼りつけ固定する際に、スライダブロ
ック１７が反った状態で固定される。

【００２５】その結果、スライダブロック１７内の各磁
気ヘッド素子３のギャップ内端Ａが一直線上に揃わなく
なり、両端の加工基準パターン１８ａ、１８ｂから離れ
るに従って、ギャップ・ディプスの値が狂ってくる。ま
た、一直線に切断されたとしても、治具に貼りつける際
に、スライダブロック１７が反ることもある。

【００２６】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、各スライダブロック内において、すべての磁気
ヘッド素子のギャップ・ディプスが一定となるように加
工可能とすることにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明による薄膜
型磁気ヘッドの製造方法の基本原理を説明する図で、１
個のスライダブロックの平面図である。スライダブロッ
ク１７には、図８で説明したプロセスによって、複数個
の磁気ヘッド素子３が形成されており、また両端には、
各磁気ヘッド素子３に位置合わせした状態で、加工基準
パターン１８ａ、１８ｂが設けられている。

【００２８】本発明では、この加工基準パターン１８ａ
、１８ｂを形成する工程において、各磁気ヘッド素子３
の間に、該磁気ヘッド素子３の前記ギャップ基点Ａに位
置合わせした状態で直線性チェック用のマーク２１が形
成されている。

【００２９】そして、ギャップ・ディプス加工面１９の
研削に先立って、スライダブロック１７を治具２０に固
定した状態において、各直線性チェック用マーク２１の
位置を光学的に検出し、各直線性チェック用マーク２１
の列の直線性が許容値の範囲内であるかどうか確認する
。

【００３０】各直線性チェック用マーク２１が一直線上
にそろっておれば、該スライダブロック１７のギャップ
・ディプス加工面１９を、加工基準パターン１８ａ、１
８ｂの幅Ｗが所定の寸法となるまで研削することによっ
て、各磁気ヘッド素子３すべてのギャップ・ディプスが
必要とする所定の深さとなる。

【００３１】前記の方法で確認した結果、各直線性チェ
ック用マーク２１の列の直線性が許容値を越えていると
きは、スライダブロック１７が反った状態となっている
ため、スライダブロック１７を治具２０から取り外し、
スライダブロック１７が反らないようにして、改めて治
具に固定しなおす。

【００３２】そして、再度各直線性チェック用マーク２
１の位置を検出して測定し、直線性が許容値内であるか
どうか、確認する。

【００３３】

【作用】各直線性チェック用マーク２１は、各磁気ヘッ
ド素子３の前記ギャップ内端Ａに対し所定の位置関係で
パターニングされているため、各直線性チェック用マー
ク２１が一直線上にあれば、各磁気ヘッド素子３のギャ
ップ内端Ａも、一直線上にそろっていることになる。そ
の結果、加工基準パターン１８ａ、１８ｂの幅Ｗを測定
しながら、ギャップ・ディプス加工面１９を研削すれば
、各磁気ヘッド素子３はすべて、ギャップ・ディプスが
一定にそろうことになる。

【００３４】ところが、各直線性チェック用マーク２１
の位置を測定した結果、直線性チェック用マーク２１の
列が一直線上に無く、鎖線Ｌ３で示すように湾曲してい
る場合は、各磁気ヘッド素子３のギャップ内端Ａも、鎖
線Ｌ３に並行して湾曲した列となっている。その結果、
ギャップ・ディプス加工面１９を研削すると、加工基準
パターン１８ａ、１８ｂから離れるほど、ギャップ・デ
ィプスが設計値より増大し、不良品となる。

【００３５】このように、直線性チェック用マーク２１
の直線性が悪い場合は、請求項２に記載のように、スラ
イダブロック１７を治具２０から取り外し、再び治具２
０に貼りつけ固定する。このとき、反りが発生しないよ
うに工夫して固定するので、次に直線性を測定すると、
許容値内に修正されていることが多い。

【００３６】

【実施例】次に本発明による薄膜型磁気ヘッドの製造方
法が実際上どのように具体化されるかを実施例で説明す
る。図２は本発明の直線性測定・評価装置の全容を示す
図である。２２は高精度のＸ−Ｙテーブルであり、ワー
クであるスライダブロック１７が接着された治具２０が
固定されている。

【００３７】スライダブロック１７には、図１に示すよ
うに、加工基準パターン１８ａ、１８ｂの作製工程にお
いて、各磁気ヘッド素子３の間に、前記ギャップ内端Ａ
に対し所定の位置関係で直線性チェック用マーク２１が
形成されている。すなわち、図８（ａ）の下部保護膜６
上に、コイル絶縁層１０ａを成膜した後に、各直線性チ
ェック用マーク２１と加工基準パターン１８ａ、１８ｂ
を形成し、その上に図８（ｇ）　の上部保護膜１２を形
成する。

【００３８】Ｘ−Ｙテーブル２２のテーブル部は、駆動
部からの振動が伝わらないように、圧縮空気で浮上され
、かつワイヤ２３を介してサーボモータＭに連結されて
いる。

【００３９】２４はオートフォーカス機能を有するＣＣ
Ｄカメラであり、顕微鏡２５を備えている。ＣＣＤカメ
ラ２４による検出画像は、画像処理装置２６に入力され
て画像処理され、また画像処理装置２６から入力された
数値データを基にして、パソコン２７などの計算機で図
３、図４のような処理が行われる。

【００４０】一方、パソコン２７からの指示で、テーブ
ル制御部２８に制御信号が入力され、前記のサーボモー
タＭの動作が制御され、Ｘ−Ｙテーブル２２上の検出位
置がＣＣＤカメラ２４の下に移動される。

【００４１】次にこの測定装置による直線性チェック用
マーク２１の直線性測定を説明する。いま、図９（ｃ）
　に示すようなスライダブロック１７が治具２０に接着
された状態でＸ−Ｙテーブル２２に固定されているもの
とすると、Ｘ−Ｙテーブル２２を駆動し、顕微鏡付きの
ＣＣＤカメラ２４によって、両端の加工基準パターン１
８ａ、１８ｂおよび各直線性チェック用マーク２１…を
順次検出する。

【００４２】図３に示すように、加工基準パターン１８
ａ、１８ｂおよび各直線性チェック用マーク２１…の列
方向をＸ軸とすると、両端の加工基準パターン１８ａ、
１８ｂのＸ軸方向の値とＹ軸方向の値を検出し、座標値
ＸＯＲ、ＹＯＲおよびＸＯＬ、ＹＯＬを記憶させておく
。このとき、加工基準パターン１８ａ、１８ｂは、その
内端のＹ軸方向位置Ｂが検出される。

【００４３】両加工基準パターン１８ａ、１８ｂのＹ軸
方向の座標値ＹＯＲ、ＹＯＬを結ぶ直線２９を引いて、
基準位置とする。次に、ＣＣＤカメラ２４によって各直
線性チェック用マーク２１…のＸ軸方向の位置と基準線
２９からＹ軸方向の位置を検出して、それぞれの座標値
Ｘ１１、Ｙ１１…Ｘｎ０、Ｙｎ０、Ｘｎ１、Ｙｎ１、Ｘ
ｎ２、Ｙｎ２、Ｘｎｎ、Ｙｎｎを記憶させる。

【００４４】各直線性チェック用マーク２１…が一直線
上に有れば、基準線２９からＹ軸方向の座標値Ｙ１１…
Ｙｎ０、Ｙｎ１、Ｙｎ２、Ｙｎｎの値はほぼ等しくなる
が、スライダブロック１７が湾曲した状態で固定されて
いると、各Ｙ軸方向の座標値Ｙ１１…Ｙｎ０、Ｙｎ１、
Ｙｎ２、Ｙｎｎの値が次第に変化し、加工基準パターン
１８ａ、１８ｂから離れるほどＹ軸方向座標値が増大ま
たは減少し、湾曲線３０となる。

【００４５】次に、パソコン２７によって、両端の直線
性チェック用マーク２１のＹ軸方向の座標値の平均値（
　Ｙ１１＋Ｙｎｎ　）÷２＝Ｙｏｆｆを求めて、図４の
ように、この値Ｙｏｆｆだけ、各直線性チェック用マー
ク２１…のＹ軸方向の値Ｙ１１…Ｙｎ０、Ｙｎ１、Ｙｎ
２、Ｙｎｎを、基準線２９側にオフセットする。そして
、このオフセット曲線３０ｏｆｆ　が、各直線性チェッ
ク用マーク２１の反り量許容値を決めるスライスレベル
３１、３２の範囲内にあれば、各磁気ヘッド素子のギャ
ップ内端Ａは一直線上に有るものとみなし、加工基準パ
ターン１８ａ、１８ｂの幅を測定しながら、ギャップ・
ディプス加工面１９を研削する。

【００４６】オフセット曲線３０ｏｆｆ　がスライスレ
ベル３１、３２の範囲を越えておれば、各磁気ヘッド素
子のギャップ内端Ａは一直線上に無く、そのままギャッ
プ・ディプス加すると、不良品が発生するものとみなし
、スライダブロック１７を一旦治具２０から取り外す。 そして、当該スライダブロック１７を治具２０に改めて
接着する。

【００４７】すなわち、図３、図４の例のようにスライ
ダブロック１７が凸状に湾曲している場合は、図５（ａ
）　に矢印ａ１　で示すように、スライダブロック１７
の中央部を治具２０に押しつけた状態で接着する。通常
この接着には、熱溶融性の樹脂を用い、１００　℃以上
に加熱して溶融し、スライダブロック１７を位置決めし
た状態で、１００　℃以下に急冷して硬化させると、接
着固定される。

【００４８】スライダブロック１７が、図５（ｂ）　の
ように凹状に反っている場合は、矢印ａ２、ａ３で示す
ように、スライダブロック１７の両端を治具２０に押し
つけた状態で接着する。

【００４９】このように接着しなおした状態で、再び図
３、図４に示す測定と評価を行ない、オフセット曲線３
０ｏｆｆ　がスライスレベル３１、３２の範囲内に収ま
った状態になって初めて、ギャップ・ディプス加工を行
なう。

【００５０】図示例においては、各直線性チェック用マ
ーク２１が加工基準パターン１８ａ、１８ｂからＹ軸方
向にずれた位置に配置されているために、オフセット処
理を行なったが、各直線性チェック用マーク２１が、予
め加工基準パターン１８ａ、１８ｂの基準位置Ｂと一直
線上に配置されておれば、オフセット処理は必要ない。

【００５１】また、加工基準パターン１８ａ、１８ｂは
大きいため、その内端すなわち基準位置Ｂを検出して座
標値を求めているが、直線性チェック用マーク２１は、
５μｍ程度の微細パターンで形成されているため、その
中心位置すなわち重心位置を検出して座標値としている
。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スライダ
ブロック１７の各磁気ヘッド素子３の間に予め直線性チ
ェック用マーク２１を形成しておき、ギャップ・ディプ
ス加工に先立って、直線性チェック用マーク２１の位置
を検出して、一直線上にあるかどうか確認し、直線性が
許容値内のスライダブロックのみギャップ・ディプス加
工する方法を採っている。

【００５３】また、直線性が許容値を越える場合は、ス
ライダブロック１７を治具２０から取り外し、直線性が
許容値内に入るように接着しなおす。そのため、スライ
ダブロック１７内のすべての磁気ヘッド素子３のギャッ
プ・ディプスが均一となるように加工でき、ギャップ・
ディプス不良品の発生を未然に防止し、歩留りの向上に
寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薄膜型磁気ヘッドの製造方法の基
本原理を説明する平面図である。

【図２】本発明の方法を実施する装置の全容を示す図で
ある。

【図３】直線性チェック用マークの直線性を検出する実
施例を示す図である。

【図４】直線性チェック用マークの直線性を評価する実
施例を示す図である。

【図５】直線性チェック用マークの直線性不良のスライ
ダブロックを直線性が改善されるように接着しなおす方
法を例示する側面図である。

【図６】薄膜型磁気ヘッドの全容を示す斜視図である。

【図７】図６におけるＡ−Ａ位置の断面図である。

【図８】薄膜型磁気ヘッドの成膜プロセスを説明する断
面図である。

【図９】スライダブロックの切断とギャップ・ディプス
の研削を説明する図である。

【符号の説明】

１　　スライダ部 ２　　ヘッド部 ３　　薄膜型の磁気ヘッド素子 ４　　浮上レール ５　　流入斜面 ６　　下部保護膜 ７　　下部磁極 ８　　ギャップ絶縁層 Ｇ　　ギャップ Ａ　　ギャップ内端 ９　　コイル １０，１０ａ，１０ｂ　　コイル絶縁層１１　　上部磁
極 １２　　上部保護膜 １３　　基板 １４ａ，１４ｂ　傾斜部 １５　　研削位置 １６　　ウェハ １７　　スライダブロック １８ａ，１８ｂ　加工基準パターン Ｂ　　加工基準パターンの基準位置 １９　　ギャップ・ディプス加工面 ２０　　治具 ２１　　直線性チェック用マーク ２２　　Ｘ−Ｙテーブル ２３　　ワイヤ ２４　　ＣＣＤカメラ ２５　　顕微鏡 ２６　　画像処理装置 ２７　　パソコン ２８　　テーブル制御部 Ｍ　　サーボモータ ２９　　基準線 ３０　　湾曲線 ３０ｏｆｆ　オフセット曲線 ３１，３２　スライスレベル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ウェハ上に薄膜型の磁気ヘッド素子（
   ３）　の列を形成する際に、該磁気ヘッド素子（３）　
   のギャップ内端位置に対し所定の位置関係で加工基準パ
   ターン（１８ａ）（１８ｂ）を形成しておき、該ウェハ
   を、複数の磁気ヘッド素子（３）　を有するスライダブ
   ロック（１７）ごとに切断し、該スライダブロック（１
   ７）のギャップ・ディプス加工面（１９）を、加工基準
   パターン（１８ａ）（１８ｂ）の幅（Ｗ）　が所定の寸
   法となるまで研削することによって、各磁気ヘッド素子
   （３）　のギャップ・ディプスを所要の深さに加工する
   ための製造方法であって、前記の加工基準パターン（１
   ８ａ）（１８ｂ）を各スライダブロック（１７）の両端
   に形成する際に、各磁気ヘッド素子（３）　の間に、該
   磁気ヘッド素子（３）　のギャップ内端位置に対し所定
   の位置関係で直線性チェック用のマーク（２１）を形成
   しておき、ギャップ・ディプス加工面（１９）の研削に
   先立って、スライダブロック（１７）を治具（２０）に
   固定した状態において、各直線性チェック用マーク（２
   １）の位置を光学的に検出し、各直線性チェック用マー
   ク（２１）の列の直線性が許容値の範囲内であるかどう
   か確認することを特徴とする薄膜型磁気ヘッドの製造方
   法。
2. 【請求項２】　　請求項１の方法で確認した結果、各直
   線性チェック用マーク（２１）の列の直線性が、許容値
   を越えているときは、スライダブロック（１７）を治具
   （２０）から取り外し、改めて治具に固定しなおすこと
   を特徴とする薄膜型磁気ヘッドの製造方法。