JPH0474304A - 垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製造方法 - 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】 産業上の利用分野 二の発明は、電算機用、テープ用、映像記録用などの垂
直磁気記録再生薄膜ヘッドの改良に係り、成膜積層して
なる１リターンバス用磁性基板を所要寸法に研摩加工時
、記録媒体に対向する摺動面に露出させる主磁極部に発
生する凹部（ボールリセノション）を、前記積層端面に
成膜した酸化物被膜にて凹部を充填した後、精密加工に
て同酸化物を除去して所要位置に主磁極を露出させるこ
とにより減少させて、薄膜ヘッドの記録特性の改善向上
を計った垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製造方法に関す
る。

従来の技術 一般に、垂直磁気記録再生薄膜ヘッド（以下、薄膜磁気
ヘッドという）は、磁気回路が微／ＪＮであること、高
透磁率、高飽和磁束密度の磁性薄膜を用いるという点で
、磁気記録の高密度化に適しており、半導体テクノロジ
ーに基づく製造プロセスで製造されるため、高精度の磁
気ヘッドを低コストで製造可能であり、今後、垂直磁気
ヘッドの主流となるものと考えられる。

く２〉 垂直磁気記録再生薄膜ヘッドは従来、磁性基板上に多数
個の薄膜ヘッドパターンを一度に成膜形成した後、この
磁性基板を分割形成して個々のへラドチップに加工すべ
く、下記工程にて製造されている。

すなわち、この発明による垂直磁気記録再生薄膜ヘッド
の製造工程を示す第１図に基づいて説明すると、 く１〉 Ｎｉ−Ｚｎ系またはＭｎ−Ｚｎ系フェライトの磁性基板
（１）の−主面に、所定間隔で複数の主溝部（２）を所
要パターンにて配設し、各溝部（２）にガラス、５ｉ０
２、Ａｌ２Ｏ３、チタン酸バリウム等の非磁性材（３）
を溶着法、スパッタリング法等にて充填し、その後、磁
性基板（１）の前記溝部（２）を設けた主面に、メカノ
ケミカル研摩を施す。（第１図ｇ）磁性基板（１）の前
記研摩面に、Ａｕ、　Ｃｕ、Ｃｒ、　ＡＩ等からなる薄
膜導体コイル（４）をスパッタリング法、真空蒸着法に
て形成する。（第１図ｂ） なお、前記磁性基板がＭｎ−Ｚｎ系フェライトの場合、
薄膜導体コイル形成前に絶縁層を設ける。

く３〉　この薄膜導体コイル（４）層と後に被着する厚
膜主磁極膜（７）との電気的絶縁のために、５ｉ０２、
Ａｌ２Ｏ３等の無機酸化膜あるいはポリイミド等の有機
膜からなる層間絶縁被膜（５）を形成する。（第１図Ｃ
） く４〉　前記薄膜導体コイル（４）による層間絶縁被膜
（５）の凹凸面を除去するため、ダイヤモンド研摩等の
精密研摩あるいはエッチ バック法を施して、５００Å以下に平坦化する。（第１
図ｄ） く５〉　後工程にて被着する厚膜主磁極膜（７）と磁性
基板（１）を接続するための１リターンバス部（６）を
、前記層間絶縁被膜（５）に、イオンエツチング、ケミ
カルエツチング等の方法にて形成する。（第１図ｅ） く６〉　層間絶縁被膜（５）面及び１リターンバス部（
６）の磁性基板（１）面上に、パーマロイ、センく７〉 く８〉 く９〉 ＜１０〉 ダスト等のＦｅ系合金あるいはアモルファス等からなる
厚膜主磁極膜（７）をスパッタリング法、蒸着法、めっ
き法等にて被着形成し、パターン化する。（第１図Ｏ その後、前記厚膜主磁極膜（７）上に主磁極膜（８）を
スパッタリング法、蒸着法、めっき法等にて被着形成し
、パターン化す る。（第１図ｇ） ヘッド保護膜（９）を積層被着する。（第１図ｈ） その後、所要寸法、形状に切断加工する際に、酸化物か
らなる保護膜（９）が剥離するのを防止のため、保護膜
（９）部分にのみ、例えば＃２０００のダイヤモンドブ
レードにて予備溝部（１０）を形成する。（第１図ｉ）
前記予備溝部（１０）幅より小さい、例えば＃２００の
粒径のダイヤモンドブレードにて、成膜積層した磁性基
板（１）を切断する。（第１図ｊン ＜１１〉磁性基板（１）上に成膜積層した主磁極膜（８
）を厚膜主磁極膜（′７）先端部より、摺動面側に１０
μｍの位置までダイヤモンド研摩を施す。（第１図ｋ） ［１２］　　前記磁性基板（１）を成膜積層したパター
ン部より８００ｐｍ厚み位置まで切断除去する。（第１
図ｎ） ［１３］　　　前記磁性基板（１）の磁気記録媒体に対
向する摺動面側を、３００￥ｘｍｘ３００１１ｍ寸法大
きさに加工する。（第１図０） さらに摺動ノイズを小さくするため、角度付きダイヤモ
ンドブレードにて、摺動面側を１００μｍ×５０μｍ寸
法に形状加工する。（第１図ｐ） ［１４］　　　次いで所要寸法、形状のヘントチツブ片
に切断加工する。（第１図ｇ） 発明が解決しようとする課題 前記工程中、工程＜１１〉においては、Ａｌ２Ｏ３など
の酸化物からなる保護膜（９）の硬度がＨｖ８００、Ｃ
ｏ−Ｚｒ系からなる主磁極膜（８）の硬度がＨｖ４５０
．　Ｎｉ−Ｚｒ系フェライトからなる磁性基板（１）の
硬度がＨｖ７５０と異なり、かかる硬度差のため、硬度
の低い主磁極膜（８）は記録媒体の対向摺動面より、２
００人〜３００人の凹部（ボールリセツション）が形成
されてしまう。

一般に、薄膜磁気ヘッドの出力記録密度は磁気ヘッドと
記録媒体間のスペーシングに大きく影響される。そのた
め最近では、磁気ヘッドと記録媒体間のスペーシング量
は０．１μｍ以下になりつつあるが、かかる薄膜磁気ヘ
ッドにおいて、主磁極膜が摺動面より２００Ａ〜３００
人の凹みとなっていると、その凹状量だけスペーシング
ロスは大きくなり、出力、記録再生などヘッド特性が低
下する等の問題があった。

この発明は、上述した垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製
造工程中で、磁性基板を分割形成して個々のヘントチノ
ブへ加工する際に、硬度の低い主磁極膜に発生する凹部
（ボールリセソション）を低減でき、出力、記録再生な
どヘッド特性の改善向上を計ることができる薄膜ヘッド
の製造方法の提供を目的としている。

課題を解決するための手段 この発明は、 １リターンバス用磁性基板の一主面に、磁気記録媒体に
対向する摺動面に平行な主溝部を設けて該溝に非磁性材
を充填し、 該溝部上部に少なくとも薄膜導体コイル、層間絶縁膜、
主磁極膜、ヘッド保護膜が成膜積層し、かつ１リターン
バス部にて磁性基板と主磁極膜と接続した１リターンバ
ス用磁性基板を所要寸法に切断、研摩加工後、 記録媒体に対向する摺動面の前記積層端面に酸化物被膜
を成膜して、切断、研摩加工に伴う主磁極部の凹部に前
記酸化物を充填後、 積層端面上の酸化物被膜及び主磁極部の凹部に充填の酸
化物を精密加工にて除去して、前記積層端面より１００
Ａ以下の位置に主磁極を露出させることを特徴とする垂
直磁気記録再生薄膜ヘッドの製造方法である。

作用 この発明は、薄膜磁気ヘッドの出力、記録再生などヘッ
ド特性の改善向上を計り、成膜積層した磁性基板より磁
気ヘッドチップを製造する際に、記録媒体の対向摺動面
に露出する主磁極部に形成される凹部を極力減少するた
め、種々検討した結果、記録媒体に対向する摺動面の前
記積層端面に酸化物被膜を成膜して、切断、研摩加工に
伴う主磁極部の凹部に前記酸化物を充填後、所要位置に
主磁極が露出するよう精密加工することにより、得られ
た垂直薄膜磁気ヘッドは、記録媒体の対向摺動面よりの
主磁極膜の凹部が著しく低減され、記録再生特性は大き
く改善向上する。

図面に基づく開示 第１図ａ−ｑはこの発明による垂直磁気記録再生薄膜ヘ
ッドの製造工程を示す説明図である。

まず、第１図ａから同図ｋまでの工程は、前述した従来
の工程くｌ〉〜＜１１〉と同様であり、この発明の特徴
である工程＜１２〉から説明する。

＜１２〉　工程＜１１〉で得られた研摩面に、Ａｌ２Ｏ
３，５ｉ０２、ＺｒＯ２等の酸化物被膜（１１）をスパ
ッタリング等の気相成膜法にて１．０ｐｍ以下成膜し、
摺動面に露出する主磁極膜（８）の凹部に前言己酸化物
被膜を充填する。（第１図１、ｍ） ＜１３〉その後、平均粒径０．１ｐｍ以下のダイヤモン
ド微粒またはＭＣＰ研摩研摩石前記工程＜１２〉にて成
膜した１、０ｐｍ以下厚の酸化物被膜（１１）をすべて
研摩除去し、そのときの研摩除去する時間を測定して、
研摩速度を計算する。

＜１４〉工程＜１３〉にて、前記研摩面に成膜した酸化
物被膜（１１）は研摩除去されるが、記録媒体に対向摺
動面の主磁極膜（８）の凹部に充填の酸化物被膜（１１
）は残存するので、工程＜１３〉にて計算された研摩速
度にて所要時間、主磁極の凹部に充填の酸化物被膜を粒
径０．１μｍ以下のダイヤモンド微粒にて研摩を施した
り、あるいはＭＣＰ研摩を施すことにより、例えば、第
１図ｍに示す想像線位置まで精密加工することによ り、記録媒体に対向する摺動面の主磁極の凹部を１００
Å以下に低減することができる。

＜１５〉前記工程＜１２〉〜＜１４〉を経た磁性基板（
１）を成膜積層したパターン部より８００ｐｍ厚み位置
まで切断除去する。（第１図ｎ）＜１６〉前記磁性基板
（１）の磁気記録媒体に対向する摺動面側を、３００ｐ
ｍｘ３００ｐｍ寸法大きさに加工する。（第１図０） さらに摺動ノイズを小さくするため、角度付きダイヤモ
ンドブレードにて、摺動面側を１００ｐｍｘ１００ｐ寸
法に形状加工する。（第１図ｐ） ＜１７〉次いで所要寸法、形状のヘッドチップ片に切断
加工する。（第１図ｑ） また、この発明におけるＭＣＰ研摩法は、粒径０．１ｐ
ｍ以下のＭｇＯ，５ｉ０２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２の単
独または混合微粒粉末を純水中に所定割合で懸濁させだ
液を貯めた容器内に例えば、硬質クロス、Ｓｎ等からな
る円盤型のポリラシャ−を回転可能に配設して、被加工
材をこの懸濁液中でポリラシャ−表面に所定荷重で当接
させ、両者を相対的に回転させて、研摩を行うもので、
ポリラシャ−材及び回転速度、荷重圧力は微細粉末の粒
径や純水中の懸濁量、被加工材等の条件により適宜選定
すればよい。

実施例 以下、この発明の詳細な説明する。

表面を精密仕上げしたＮｉ−Ｚｎフェライト基板上に、
幅０．１５ｍｍＸ深さ０．０２５ｍｍＸ長さ５０ｍｍの
溝を複数本、機械加工で形成する。

また、前記溝部に直交する幅０．０７５Ｘ深さ０．０２
５Ｘ長さ５０ｍｍの溝を複数本、機械加工で形成する。

このようにして得られた溝部に、５ｐ以上の気泡が１ヶ
／ｍｍ３以下の状態でＡｌ２Ｏ３を充填した後、前記主
面にメカノケミカル研摩を施し、前記研摩面上に、薄膜
導体コイル用Ｃｕ膜をスパッタリングにて形成し、所定
形状のパターン化する。

その後、電気的絶縁のための層間絶縁被膜として、ポリ
イミド系樹脂も用いて被膜した後、エッチバック法を用
いて、表面を平坦化した。

その後、Ｃｏ系アモルファスからなる厚膜主磁極膜をス
パッタリング法にて被着形成パターン化し、さらに、Ｃ
ｏ系アモルファスからなる薄膜主磁極膜をスパッタリン
グ法にて被着形成パターン化し、さらにＡｌ２Ｏ３から
なるヘッド保護膜を積層被着した。

その後、Ａｌ２Ｏ３からなるヘッド保護膜に、＃２００
０のダイヤモンドブレードにより深さ２ＯｐｍＸ幅３０
０ｐｍの予備溝部を形成後、前記予備溝部幅より小さい
＃２００の粒径のダイヤモンドブレードにて成膜積層し
た磁性基板を切断後、主磁極部を厚膜部先端部より、摺
動面側に１０ｐｍの位置までダイヤモンド研摩を施した
。

さらに、前記研摩面にＡｌ２Ｏ３被膜をスパッタリング
法にて０．５ｐｍ厚みに成膜し、摺動面に露出する主磁
極の２５０人の凹部に前記Ａｌ２Ｏ３被膜を充填した後
、平均粒径０．１ｐｍダイヤモンド微粒にて前記１．０
ｐｍ厚のＡｌ２Ｏ３被膜を研摩除去すると共に、その研
摩除去する時間を測定して、その研摩速度を求めた。

その後、前記研摩速度にて主磁極の凹部に充填したＡｌ
２Ｏ３被膜を、粒径０．１ｐｍ以下のダイヤモンド微粒
にて研摩した結果、主磁極の凹部（ボールリセッション
）をＷＹＫＯ社製の非接触表面形状測定機を用いて測定
した結果、この発明による薄膜磁気ヘッドのボールリセ
ノションは１００Ａ以下であった。

ちなみに、従来の製造方法により得られた薄膜磁気ヘッ
ドのボールリセノションは２００人〜３００人であった
。

また、この発明法及び従来法により得られた薄膜ヘッド
の磁気記録特性を測定した結果を第２図に表す。第２図
における記録特性を測定した試験条件は下記の通りであ
る。

記録特性測定の試験条件 相対速度　　　　　７．５ｍ／ｓｅｅ 記録電流　　　　　２０ｍＡｐ−ｐ 媒体　　　　　　　Ｃｏ−Ｃｒ／Ｎｉ−Ｆｅの二層媒体
記録周波数　　　　０．５〜２０ＭＨｚディスク回転数
　　１８００ｒｐｍ 発明の効果 この発明は、垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製造に際し
、記録媒体に対向する摺動面の前記積層端面に酸化物被
膜を成膜して、切断、研摩加工に伴う主磁極部の凹部に
前記酸化物を充填後、所要位置に主磁極が露出するよう
精密加工することにより、得られた垂直薄膜磁気ヘッド
は、記録媒体の対向摺動面よりの主磁極膜の凹部が著し
く低減され、実施例、特に第２図に示す如く、記録再生
特性は大きく改善向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ−ｑはこの発明による垂直磁気記録再生薄膜ヘ
ッドの製造工程を示す説明図である。 第２図は薄膜磁気へノドの記録周波数と再生出力の関係
を示すグラフである。 １・・溝構造磁性基板、２・・・主溝部、２０・・・細
溝部、３・・・非磁性材、４・・薄膜導体コイル、５・
・層間絶縁被膜、６・・・１リターンバス音阻 ７・・・厚膜主磁極膜、８・・・主磁極膜、９・・・ヘ
ッド保護膜、１０・・・予備溝部、１１・・・酸化物被
膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リターンバス用磁性基板の一主面に、磁気記録媒体に対
   向する摺動面に平行な主溝部を設けて該溝に非磁性材を
   充填し、該溝部上部に少なくとも薄膜導体コイル、層間
   絶縁膜、主磁極膜、ヘッド保護膜が成膜積層し、かつリ
   ターンバス部にて磁性基板と主磁極膜と接続したリター
   ンバス用磁性基板を所要寸法に切断、研摩加工後、記録
   媒体に対向する摺動面の前記積層端面に酸化物被膜を成
   膜して、切断、研摩加工に伴う主磁極部の凹部に前記酸
   化物を充填後、積層端面上の酸化物被膜及び主磁極部の
   凹部に充填の酸化物を精密加工にて除去して、前記積層
   端面より１００Å以下の位置に主磁極を露出させること
   を特徴とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの製造方法。