JPH08167131A - Forming method of rail for floating thin film magnetic head, thin film magnetic head and magnetic disk device - Google Patents

Forming method of rail for floating thin film magnetic head, thin film magnetic head and magnetic disk device

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Publication number
JPH08167131A
JPH08167131A JP31067394A JP31067394A JPH08167131A JP H08167131 A JPH08167131 A JP H08167131A JP 31067394 A JP31067394 A JP 31067394A JP 31067394 A JP31067394 A JP 31067394A JP H08167131 A JPH08167131 A JP H08167131A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rail
mask
air bearing
bearing surface
forming
Prior art date
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Application number
JP31067394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Hiyoshi
康夫 日良
Takako Okawa
貴子 大川
Tamaki Toba
環 鳥羽
Hirotaka Imayama
寛隆 今山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH08167131A publication Critical patent/JPH08167131A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a rail for the floating face of a head to prevent redeposition by designing the angle of the side face of a mask to a specified range and ion milling a substrate while the substrate surface is tilted from the irradiation direction of ion beams by a specified range of angle and rotating the substrate. CONSTITUTION: A mask 41 having 37μm thickness is formed according to the desired rail shape by using a film-type photoresist on a substrate 8 comprising a ceramic material where the rail 2 for a floating face is to be formed. In this process, conditions of exposure, development, and the like are properly controlled so that the angle between the side face 70 of the mask 41 and the surface of the substrate 8 ranges from 50 deg. to 55 deg.. Then the substrate 8 is subjected to ion milling with ion beams 59 obtd. by generating plasma of inert gas such as Ar with microwaves to form a rail 2 for a floating face having desired depth, such as 6μm depth. During ion milling, the substrate 8 is rotated around the axis perpendicular to the surface to be processed while the rotation axis is tilted by a specified angle θ from the irradiation direction of the ion beams 59, for example, 45 deg..

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクとヘッドの間
隔の小さいいわゆる低浮上の非直線形状の浮上面レール
を有する薄膜磁気ヘッド及び磁気ディスク装置並びに薄
膜磁気ヘッドにおける非直線形状の浮上面レールを形成
する薄膜磁気ヘッドの浮上面レールの形成方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film magnetic head having a so-called low flying non-linear air bearing surface rail having a small distance between a disk and a head, a magnetic disk device, and a non-linear air bearing surface rail in a thin film magnetic head. The present invention relates to a method for forming an air bearing surface rail of a thin film magnetic head for forming a magnetic field.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術として、特公平5−8488号
公報および特開平4−276367号公報に記載された
内容が知られている。即ち、前者においては、保護被膜
を形成した非直線形状の浮上面レールを備えた薄膜磁気
ヘッドおよびその製造方法が記載されている。後者にお
いては、磁気ヘッドレール基板の空気ベアリング表面に
負圧空所の形状に応じたパターンを有するマスクを形成
し、該マスクを形成した空気ベアリング表面にイオンを
照射してイオンミリング加工によって負圧空所を形成す
る磁気ヘッドの浮上面レールの形成方法が記載されてい
る。
2. Description of the Related Art As prior art, the contents described in Japanese Patent Publication No. 5-8488 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-276367 are known. That is, in the former, a thin film magnetic head provided with a non-linear air bearing surface rail on which a protective film is formed, and a manufacturing method thereof are described. In the latter, a mask having a pattern corresponding to the shape of the negative pressure space is formed on the air bearing surface of the magnetic head rail substrate, the air bearing surface on which the mask is formed is irradiated with ions, and the negative pressure space is formed by ion milling. The method of forming the air bearing surface rail of the magnetic head for forming the magnetic head is described.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置にお
いて、記録密度向上を達成するためには、薄膜磁気ヘッ
ドの浮上量の低減とその安定化が必要である。特にディ
スクの内周と外周の周速度の違いによる浮上量変化を小
さくすることのできる浮上面レールの形成が、高密度記
録を実現する上で重要な課題となっている。
In order to improve the recording density in the magnetic disk drive, it is necessary to reduce the flying height of the thin film magnetic head and stabilize it. In particular, formation of an air bearing surface rail that can reduce a change in flying height due to a difference in circumferential speed between the inner circumference and the outer circumference of a disk is an important issue for realizing high density recording.

【0004】しかしながら、上記何れの従来技術におい
ても、高密度記録を実現するために薄膜磁気ヘッドにお
ける欠陥のない非直線形状の浮上面レールをイオンミリ
ング加工によって高精度に形成できるようにすることに
ついては、考慮されていなかった。
However, in any of the above-mentioned prior arts, in order to realize high-density recording, it is possible to accurately form a defect-free non-linear air bearing surface rail in a thin film magnetic head by ion milling. Was not considered.

【0005】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
浮上量の低減とその安定化を図って高密度記録を実現す
るために、欠陥のない非直線形状の浮上面レールをイオ
ンミリング加工によって高精度に形成できるようにした
薄膜磁気ヘッドの浮上面レールの形成方法を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to solve the above problems.
In order to achieve high-density recording by reducing the flying height and stabilizing it, a non-linear air bearing surface rail with no defects can be formed with high precision by ion milling. It is to provide a method of forming.

【0006】また本発明の他の目的は、浮上量の低減と
その安定化を図って高密度記録を実現した薄膜磁気ヘッ
ド及び磁気ディスク装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a thin film magnetic head and a magnetic disk device which realizes high density recording by reducing the flying height and stabilizing the flying height.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、側面において外側に拡がった傾斜が付与
され、非直線形状の浮上面レールの形状に対応した形状
のパターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール
基板の浮上面レールを形成する表面に形成するマスク形
成工程と、該マスク形成工程においてマスクが形成され
た薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射されるイオンの
照射方向に対して直角な面に対して所定の角度傾斜させ
て回転させて前記マスクが形成された表面に前記イオン
を照射して所定の溝深さまでイオンミリング加工して非
直線形状の浮上面レールを形成する非直線形状の浮上面
レール加工工程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘ
ッドの浮上面レールの形成方法である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a mask having a pattern having a shape that corresponds to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an inclined flaring outward on the side surface. And a mask forming step of forming on the surface of the thin film magnetic head rail substrate on which the air bearing surface rail is formed, and the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step On the other hand, the surface on which the mask is formed is irradiated with the ions by being rotated at a predetermined angle with respect to a surface perpendicular to the surface, and ion milling is performed to a predetermined groove depth to form a non-linear air bearing surface rail. And a non-linear air bearing surface rail processing step for forming an air bearing surface rail of a thin film magnetic head.

【0008】また本発明は、側面において外側に拡がっ
た傾斜が付与され、非直線形状の浮上面レールの形状に
対応した形状のパターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘ
ッド用レール基板の浮上面レールを形成する表面に形成
するマスク形成工程と、該マスク形成工程においてマス
クが形成された薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射さ
れるイオンの照射方向に対して直角な面に対して所望の
角度傾斜させて回転させて前記マスクが形成された表面
に前記イオンを照射して、スパッタ粒子が非直線形状の
浮上面レールの側面に再付着する再付着量よりもスパッ
タ加工される加工量を所定の溝深さまでにおいて大きく
してイオンミリング加工して側面に再付着層のない非直
線形状の浮上面レールを形成する非直線形状の浮上面レ
ール加工工程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ドの浮上面レールの形成方法である。
Further, according to the present invention, a mask having a pattern having a shape corresponding to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an outwardly sloping side surface, is used as an air bearing surface rail of a thin film magnetic head rail substrate. A mask forming step of forming on the surface to be formed and a rail substrate for a thin film magnetic head on which a mask is formed in the mask forming step are tilted at a desired angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. And rotate the mask to irradiate the surface of the mask with the ions, and the sputtered particles are reattached to the side surface of the non-linear air bearing surface rail. The non-linear air bearing surface rail processing process is performed to increase the depth up to the depth and perform ion milling to form a non-linear air bearing surface rail with no reattachment layer on the side surface. A method of forming the air bearing surface rails of the thin-film magnetic head, characterized by.

【0009】また本発明は、側面において外側に拡がっ
た傾斜が付与され、非直線形状の浮上面レールの形状に
対応した形状のパターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘ
ッド用レール基板の浮上面レールを形成する表面に形成
するマスク形成工程と、該マスク形成工程においてマス
クが形成された薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射さ
れるイオンの照射方向に対して直角な面に対して所望の
角度傾斜させて回転させて前記マスクが形成された表面
に前記イオンを照射して、スパッタ粒子が非直線形状の
浮上面レールの側面に再付着する再付着速度よりもスパ
ッタ加工される加工速度を所定の溝深さまでにおいて大
きくしてイオンミリング加工して側面に再付着層のない
非直線形状の浮上面レールを形成する非直線形状の浮上
面レール加工工程とを有することを特徴とする薄膜磁気
ヘッドの浮上面レールの形成方法である。
Further, according to the present invention, a mask having a pattern that corresponds to the shape of a non-linear air bearing surface rail is provided, which is provided with an inclination that spreads outwards on the side surface, and the air bearing surface rail of a rail substrate for a thin film magnetic head is used. A mask forming step of forming on the surface to be formed and a rail substrate for a thin film magnetic head on which a mask is formed in the mask forming step are tilted at a desired angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. And rotate it to irradiate the surface of the mask with the ions, and sputter particles are reattached to the side surface of the non-linear air bearing surface rail. Non-linear air bearing surface rail machining process to increase the depth and perform ion milling to form a non-linear air bearing surface rail without reattachment layer on the side surface A method of forming the air bearing surface rails of the thin film magnetic head and having a.

【0010】また本発明は、側面において外側に拡がっ
た所望の第1の傾斜角度で傾斜が付与され、非直線形状
の浮上面レールの形状に対応した形状のパターンを有す
るマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール基板の浮上面レー
ルを形成する表面に形成するマスク形成工程と、該マス
ク形成工程においてパターンの側面に付与された所望の
第1の傾斜角度と前記マスクが形成された薄膜磁気ヘッ
ド用レール基板に付与される照射されるイオンの照射方
向に対して直角な面に対する所望の第2の傾斜角度との
間の関係を設定又は制御して、前記マスクが形成された
薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射されるイオンの照
射方向に対して直角な面に対して前記所望の第2の傾斜
角度で傾斜させて回転させて前記マスクが形成された表
面に前記イオンを照射して、スパッタ粒子が非直線形状
の浮上面レールの側面に再付着する再付着量よりもスパ
ッタ加工される加工量を所定の溝深さまでにおいて大き
くしてイオンミリング加工して側面に再付着層のない非
直線形状の浮上面レールを形成する非直線形状の浮上面
レール加工工程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘ
ッドの浮上面レールの形成方法である。
Further, according to the present invention, a thin film magnetic head is provided with a mask having a pattern having a shape corresponding to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is inclined at a desired first inclination angle which spreads outward on the side surface. Forming step on the surface of the rail substrate for forming the air bearing surface rail, and a desired first inclination angle given to the side surface of the pattern in the mask forming step and the thin film magnetic head rail on which the mask is formed A rail substrate for a thin film magnetic head on which the mask is formed by setting or controlling a relationship between a desired second tilt angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the irradiated ions applied to the substrate. Is rotated at an angle of the desired second tilt angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated, and the ions are applied to the surface on which the mask is formed. The amount of sputtered particles is increased to a predetermined groove depth, and the amount of sputtered particles is reattached to the side surface of the non-linear air bearing surface rail by increasing the amount of processing to a predetermined groove depth. And a non-linear air bearing surface rail processing step of forming a non-linear air bearing surface rail having no layer.

【0011】また本発明は、側面において外側に拡がっ
た傾斜が付与され、非直線形状の浮上面レールの形状に
対応した形状のパターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘ
ッド用レール基板の浮上面レールを形成する表面に形成
するマスク形成工程と、該マスク形成工程においてマス
クが形成された薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射さ
れるイオンの照射方向に対して直角な面に対して所定の
角度傾斜させて回転させて前記マスクが形成された表面
に前記イオンを照射して所定の溝深さまでイオンミリン
グ加工して非直線形状の浮上面レールを形成する非直線
形状の浮上面レール加工工程と、該非直線形状の浮上面
レール加工工程で形成された非直線形状の浮上面レール
上に残されたマスクを除去するマスク除去工程とを有す
ることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの浮上面レールの形
成方法である。
Further, according to the present invention, a mask having a pattern that corresponds to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an inclination that spreads outward on the side surface, is used as the air bearing surface rail of a thin film magnetic head rail substrate. A mask forming step to be formed on the surface to be formed, and the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step are tilted at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. And a non-linear air bearing surface rail processing step of irradiating the ions on the surface on which the mask is formed by performing ion milling to a predetermined groove depth to form a non-linear air bearing surface rail. A mask removing step of removing a mask left on the non-linear air bearing surface rail formed in the linear air bearing surface rail processing step. A method of forming the air bearing surface rails of the thin-film magnetic head.

【0012】また本発明は、側面において外側に拡がっ
た傾斜が付与され、非直線形状の浮上面レールの形状に
対応した形状のパターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘ
ッド用レール基板の浮上面レールを形成する表面に形成
するマスク形成工程と、該マスク形成工程においてマス
クが形成された薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射さ
れるイオンの照射方向に対して直角な面に対して所定の
角度傾斜させて回転させて前記マスクが形成された表面
に前記イオンを照射して形成される溝深さを制御するこ
とによって所定の溝深さまでイオンミリング加工して所
望の幅を有する非直線形状の浮上面レールを形成する非
直線形状の浮上面レール加工工程とを有することを特徴
とする薄膜磁気ヘッドの浮上面レールの形成方法であ
る。
Further, according to the present invention, a mask having a pattern which corresponds to the shape of a non-linear air bearing surface rail is provided with an inclined surface which spreads outward on the side surface of a rail substrate for a thin film magnetic head. A mask forming step to be formed on the surface to be formed, and the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step are tilted at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. The surface of the mask is rotated and rotated to irradiate the ions to control the depth of the groove to be ion-milled to a predetermined groove depth and have a non-linear air bearing surface having a desired width. A method of forming an air bearing surface rail of a thin film magnetic head, comprising: a non-linear air bearing surface rail processing step of forming a rail.

【0013】また本発明は、側面において外側に拡がっ
た傾斜が付与され、非直線形状の浮上面レールの形状に
対応した形状のパターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘ
ッド用レール基板の浮上面レールを形成する表面に形成
するマスク形成工程と、該マスク形成工程においてマス
クが形成された薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射さ
れるイオンの照射方向に対して直角な面に対して所定の
角度傾斜させて回転させて前記マスクが形成された表面
に前記イオンを照射して形成される溝深さを制御するこ
とによって所定の溝深さまでイオンミリング加工して所
望の幅を有する非直線形状の浮上面レールを形成する非
直線形状の浮上面レール加工工程と、該非直線形状の浮
上面レール加工工程で形成された非直線形状の浮上面レ
ール上に残されたマスクを除去するマスク除去工程とを
有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの浮上面レール
の形成方法である。
Further, according to the present invention, a mask having a side surface having an outwardly sloping slope and having a pattern corresponding to the shape of a non-linear air bearing surface rail is used as the air bearing surface rail of a thin film magnetic head rail substrate. A mask forming step to be formed on the surface to be formed, and the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step are tilted at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. The surface of the mask is rotated and rotated to irradiate the ions to control the depth of the groove to be ion-milled to a predetermined groove depth and have a non-linear air bearing surface having a desired width. It is left on the non-linear air bearing surface rail processing step for forming the rail and the non-linear air bearing surface rail formed in the non-linear air bearing surface rail processing step. A method of forming the air bearing surface rails of the thin film magnetic head and having a mask removing step of removing the disk.

【0014】また本発明は、側面において外側に拡がっ
た傾斜が付与され、非直線形状の浮上面レールの形状に
対応した形状のパターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘ
ッド用レール基板の浮上面レールを形成する表面に形成
するマスク形成工程と、該マスク形成工程においてマス
クが形成された薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射さ
れるイオンの照射方向に対して直角な面に対して所定の
角度傾斜させて回転させて前記マスクが形成された表面
に前記イオンを照射して形成される溝深さを時間的に制
御することによって所定の溝深さまでイオンミリング加
工して所望の幅を有する非直線形状の浮上面レールを形
成する非直線形状の浮上面レール加工工程とを有するこ
とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの浮上面レールの形成方
法である。
Further, the present invention provides a mask having a pattern having a shape corresponding to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an inclination that spreads outward on the side surface, and is used for the air bearing surface rail of a thin film magnetic head rail substrate. A mask forming step to be formed on the surface to be formed, and the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step are tilted at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. And rotate the surface of the mask to irradiate the ions with the ions to control the depth of the groove in time to perform ion milling to a predetermined groove depth to form a non-linear shape having a desired width. And a non-linear air bearing surface rail processing step of forming the above-mentioned air bearing surface rail.

【0015】また本発明は、側面において外側に拡がっ
た傾斜が付与され、非直線形状の浮上面レールの形状に
対応した形状のパターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘ
ッド用レール基板の浮上面レールを形成する表面に形成
するマスク形成工程と、該マスク形成工程においてマス
クが形成された薄膜磁気ヘッド用レール基板を回転させ
て前記マスクが形成された表面に前記イオンを照射して
所定の溝深さまでイオンミリング加工して非直線形状の
浮上面レールを形成する非直線形状の浮上面レール加工
工程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの浮上
面レールの形成方法である。
Further, according to the present invention, a mask having a side surface which is inclined outwardly and having a pattern having a shape corresponding to the shape of a non-linear air bearing surface rail is used as an air bearing surface rail of a thin film magnetic head rail substrate. A mask forming step of forming on the surface to be formed, and rotating the rail substrate for the thin film magnetic head on which the mask is formed in the mask forming step, irradiating the surface on which the mask is formed with the ions to a predetermined groove depth And a non-linear air bearing surface rail processing step of forming a non-linear air bearing surface rail by ion milling.

【0016】また本発明は、上記目的を達成するため
に、再付着層のない外側に拡った傾斜側面を有する非直
線形状の浮上面レールを備え、該非直線形状の浮上面レ
ールの間に形成される溝深さが4μm〜8μmで、該溝
の底面において前記非直線形状の浮上面レール近傍に傾
斜面を形成したことを特徴とする薄膜磁気ヘッドであ
る。
In order to achieve the above object, the present invention further comprises a non-linear air bearing surface rail having an outwardly extending inclined side surface without a redeposition layer, and between the non-linear air bearing surface rails. A thin film magnetic head having a groove depth of 4 μm to 8 μm and an inclined surface formed in the bottom surface of the groove near the non-linear air bearing surface rail.

【0017】また本発明は、レール幅が80μm〜12
0μmで、再付着層のない外側に拡った傾斜側面を有す
る非直線形状の浮上面レールを備え、該非直線形状の浮
上面レールの間に形成される溝深さが4μm〜8μm
で、該溝の底面において前記非直線形状の浮上面レール
近傍に傾斜面を形成したことを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ドである。
According to the present invention, the rail width is 80 μm to 12 μm.
A non-linear air bearing surface rail having an inclined side surface which is 0 μm and does not have a redeposition layer and extends outward, and a groove depth formed between the non-linear air bearing surface rails is 4 μm to 8 μm.
The thin film magnetic head is characterized in that an inclined surface is formed near the non-linear air bearing surface rail on the bottom surface of the groove.

【0018】また本発明は、再付着層のない外側に拡っ
た傾斜側面を有する非直線形状の浮上面レールを備え、
該非直線形状の浮上面レールの間に形成される溝深さが
4μm〜8μmで、該溝の底面において前記非直線形状
の浮上面レール近傍に傾斜面を形成した薄膜磁気ヘッド
を、磁気ディスクに対して低浮上させて、情報を前記薄
膜磁気ヘッドにより前記磁気ディスクに記録させるよう
に構成したことを特徴とする磁気ディスク装置である。
The present invention also comprises a non-linear air bearing surface rail having outwardly flaring sloped sides without redeposition layers,
A thin film magnetic head having a groove depth formed between the non-linear air-bearing surface rails of 4 μm to 8 μm and an inclined surface formed near the non-linear air-bearing surface rail on the bottom surface of the groove is used as a magnetic disk. On the other hand, the magnetic disk device is characterized in that it is made to fly low and information is recorded on the magnetic disk by the thin film magnetic head.

【0019】[0019]

【作用】前記構成により、磁気ディスクの内周と外周と
における周速度の違いによる浮上量の変化を小さくし、
且つ浮上量が100nm以下を確保して記録密度を高め
ることのできる所望の溝深さをもち、再付着層等による
欠陥のない非直線形状の浮上面レールを、イオンミリン
グ加工によって高精度に形成することができ、その結果
高記録密度に対応でき、高信頼性をもった安定した薄膜
磁気ヘッド及び磁気ディスク装置を実現することができ
る。特に、非直線形状の浮上面レールの間に形成される
溝の底面において、浮上面レールの近傍に非常になだら
かな傾斜面を設けることにより、益々空気の流れを円滑
にして浮上特性を向上させることができる。また、上記
非直線形状の浮上面レールを、イオンミリング加工によ
って再付着層等による欠陥を発生させることなく形成で
きるので、磁気ディスクを破損させることのない高信頼
性を有する磁気ディスク装置を実現することができる。
With the above structure, the change in the flying height due to the difference in peripheral speed between the inner circumference and the outer circumference of the magnetic disk is reduced,
Moreover, a non-linear air bearing surface rail having a desired groove depth that can secure a flying height of 100 nm or less and increase recording density and has no defect due to a reattachment layer or the like is formed by ion milling with high accuracy. As a result, it is possible to realize a stable thin film magnetic head and a magnetic disk device having high recording density and high reliability. In particular, by providing a very gentle inclined surface near the air bearing surface rail on the bottom surface of the groove formed between the non-linear air bearing surface rails, the air flow is made smoother and the levitation characteristics are improved. be able to. Further, since the non-linear air bearing surface rail can be formed by ion milling without causing a defect due to a reattachment layer or the like, a magnetic disk device having high reliability that does not damage the magnetic disk is realized. be able to.

【0020】また前記構成により、磁気ディスクの内周
と外周とにおける周速度の違いによる浮上量の変化を小
さくし、且つ浮上量が100nm以下を確保して記録密
度を高めることのできる所望の溝深さをもった非直線形
状の浮上面レールを、イオンミリング加工によって能率
良く、再付着層等による欠陥を生じることなく、しかも
ばらつきを少なくして製造することができる。
Further, with the above structure, a desired groove capable of reducing the change in the flying height due to the difference in peripheral speed between the inner circumference and the outer circumference of the magnetic disk and ensuring the flying height of 100 nm or less to increase the recording density. Non-linear air bearing surface rails having a depth can be manufactured efficiently by ion milling without causing defects such as redeposited layers and with less variation.

【0021】[0021]

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して具体的に説
明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

【0022】図1は、本発明に係る薄膜磁気ヘッドを用
いた磁気ディスク装置の要部を示した図であり、(a)
は斜視図、(b)は薄膜磁気ヘッドの浮上状態を示す側
面図と書き込み、読み取り部を拡大して示した図であ
る。薄膜磁気ヘッド1は、アルミナチタンカーバイトの
混合物からなる材質で形成され、磁気ディスク9に対す
る浮上面に図2に示す非直線形状の浮上面レール2を形
成したレール基板8と、該レール基板8の側面に薄膜製
造プロセを用いて製造され、磁気コア、磁気ギャップ規
制膜、コイル等で構成された書き込み用インダクティブ
素子と読み出し用の磁気抵抗素子とを形成した素子形成
部20とを備えている。該薄膜磁気ヘッド1は、バネ3
によって支持されて磁気ディスク9の半径方向に移動す
るように構成されている。そして、薄膜磁気ヘッド1の
非直線形状の浮上面レール2は、素子形成部20に形成
されたインダクティブ素子で情報を磁気ディスク9に書
き込むとき、及び素子形成部20に形成された磁気抵抗
素子によって磁気ディスク9に記録された情報を読み出
すとき、磁気ディスク9の回転運動によって空気流入端
21から空気が流入して空気流出端22から流出して磁
気ディスク9の基板表面から浮上量f=100nm以下
の微小間隙で浮上させて、高記録密度を実現する必要が
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a main part of a magnetic disk device using a thin film magnetic head according to the present invention.
Is a perspective view, (b) is a side view showing the flying state of the thin-film magnetic head, and an enlarged view of the writing / reading section. The thin-film magnetic head 1 is made of a material composed of a mixture of alumina titanium carbide, a rail substrate 8 having a non-linear air bearing surface rail 2 shown in FIG. 2 on the air bearing surface for the magnetic disk 9, and the rail substrate 8. And a device forming section 20 formed with a write core and a magnetic gap control film, a coil, and the like, on which a write inductive device and a read magnetoresistive device are formed. . The thin film magnetic head 1 includes a spring 3
The magnetic disk 9 is supported by and moves in the radial direction of the magnetic disk 9. The non-linear air bearing surface rail 2 of the thin-film magnetic head 1 is used for writing information on the magnetic disk 9 by the inductive element formed in the element forming portion 20 and by the magnetoresistive element formed in the element forming portion 20. When the information recorded on the magnetic disk 9 is read out, the air flows in from the air inflow end 21 and flows out from the air outflow end 22 due to the rotational movement of the magnetic disk 9, and the flying height f = 100 nm or less from the substrate surface of the magnetic disk 9. It is necessary to achieve high recording density by levitating in the minute gap.

【0023】即ち、薄膜磁気ヘッド1の浮上には、図1
に示すようなバネ押圧式の空気ベアリングスライダ機構
が応用される。空気ベアリングスライダ機構とは、薄膜
磁気ヘッド1の上面、即ち浮上面に形成された非直線形
状の浮上面レール2(具体的には図2に示す。)と磁気
ディスク9の間の空気層によるベアリング機構であり、
薄膜磁気ヘッド1に外部から加えられるバネ3のバネ押
圧力と、薄膜磁気ヘッド1と磁気ディスク9の界面空気
によって生じるレールの浮上力によりヘッドの浮上量4
を調節している。ここで、薄膜磁気ヘッド1は磁気ディ
スク9の回転停止時にはディスクに物理的に接触した状
態にあり、これに対して磁気ディスク9が回転運動して
いるときには、空気流入端21から流入する空気により
空気ベアリングが形成されて浮上力が発生し、磁気ディ
スク9と薄膜磁気ヘッド1が離れて所定の間隔(浮上量
f)に維持される。流入した空気は、素子形成部20の
空気流出端22より流出する。浮上量fは、磁気ディス
ク9の回転数、薄膜磁気ヘッド1の非直線形状の浮上面
レール2の形状、バネ力等に依存するが、磁気ディスク
装置の記録密度を高めるために出来るだけ低く抑える必
要があり、その量fは100nmあるいはそれ以下にす
ることが望まれる。従って、一定の浮上量fを確保する
ために薄膜磁気ヘッド1の浮上面に形成する非直線形状
の浮上面レール2の寸法は、高精度と欠陥のない高信頼
性が要求される。
That is, when the thin film magnetic head 1 is levitated, as shown in FIG.
A spring-pressing type air bearing slider mechanism as shown in FIG. The air bearing slider mechanism is an air layer formed between the magnetic disk 9 and the non-linear air bearing surface rail 2 (specifically shown in FIG. 2) formed on the upper surface of the thin film magnetic head 1, that is, the air bearing surface. Bearing mechanism,
The flying height of the head 4 due to the spring pressing force of the spring 3 applied to the thin film magnetic head 1 from the outside and the rail floating force generated by the interface air between the thin film magnetic head 1 and the magnetic disk 9.
Is being adjusted. Here, the thin-film magnetic head 1 is in physical contact with the disk when the magnetic disk 9 stops rotating, whereas the thin-film magnetic head 1 is in contact with the disk when the magnetic disk 9 is rotating by the air flowing in from the air inflow end 21. An air bearing is formed to generate a levitation force, and the magnetic disk 9 and the thin-film magnetic head 1 are separated from each other and maintained at a predetermined distance (flying amount f). The inflowing air flows out from the air outflow end 22 of the element forming portion 20. The flying height f depends on the number of revolutions of the magnetic disk 9, the shape of the non-linear air bearing surface rail 2 of the thin film magnetic head 1, the spring force, etc., but is kept as low as possible in order to increase the recording density of the magnetic disk device. It is necessary to set the amount f to 100 nm or less. Therefore, the dimension of the non-linear air bearing surface rail 2 formed on the air bearing surface of the thin film magnetic head 1 in order to secure a constant flying height f is required to have high precision and high reliability without defects.

【0024】ここで浮上量とレール幅Wとの関係は、図
3に示す傾向にある。また浮上量とレール溝深さとの関
係は、図4に示す傾向にある。図3は、レール溝深さが
一定の場合のレール幅と浮上量の関係を示すものであ
り、レール幅W(図2に示すように、非直線形状の浮上
面レール2の中央部における細くなった部分を示す。)
が狭いほど浮上量は小さくなり、高記録密度を実現する
ことができる。図4はレール幅が一定の場合のレール溝
深さH0 と浮上量の関係を示したものでレール溝深さH
0 が或値を取るとき浮上量fが、約70nmの極小とな
り、その前後で浮上量は大きくなる。図2に示すように
浮上面レール2が非直線形状の場合には、レール溝深さ
Wが5μm〜6μmで浮上量が極小となる。この様な場
合レール溝深さの設計値は、5μm〜6μm(望ましい
範囲は、浮上量が約90nm以下となる4μm〜8μ
m)に設定される。そして、図3の関係から浮上量fを
約100nm以下にするために、レール幅Wとして80
μm〜120μmに設定する必要がある。
Here, the relationship between the flying height and the rail width W has the tendency shown in FIG. The relationship between the flying height and the rail groove depth tends to be as shown in FIG. FIG. 3 shows the relationship between the rail width and the flying height in the case where the rail groove depth is constant. The rail width W (as shown in FIG. 2 is thin at the center of the non-linear air bearing surface rail 2). It shows the part that became.)
The smaller is, the smaller the flying height is, and the higher recording density can be realized. FIG. 4 shows the relationship between the rail groove depth H 0 and the flying height when the rail width is constant.
When 0 takes a certain value, the flying height f becomes a minimum of about 70 nm, and the flying height increases before and after that. As shown in FIG. 2, when the air bearing surface rail 2 has a non-linear shape, the flying height is minimized when the rail groove depth W is 5 μm to 6 μm. In such a case, the design value of the rail groove depth is 5 μm to 6 μm (the desirable range is 4 μm to 8 μ at which the flying height is about 90 nm or less).
m). From the relationship of FIG. 3, the rail width W is set to 80 in order to set the flying height f to about 100 nm or less.
It is necessary to set in the range of μm to 120 μm.

【0025】一方レール表面の幾何学的形状は空気ベア
リングにおける所定の浮上量高さを得るため、或いはレ
ールの作成誤差やレール溝深さ加工誤差に対する影響を
出来るだけ小さくするため、さらに、ディスクの内周と
外周の周速度の違いによる浮上量変化を小さくするため
に図2に示すように比線形の浮上面レール(非直線状の
浮上面レール)2に示すように曲線形状とした。
On the other hand, the geometrical shape of the rail surface is used to obtain a predetermined flying height in the air bearing, or to minimize the influence on rail manufacturing error and rail groove depth machining error, and further In order to reduce the change in flying height due to the difference in peripheral speed between the inner circumference and the outer circumference, a curved shape is used as shown in a non-linear air bearing surface rail (non-linear air bearing surface rail) 2 as shown in FIG.

【0026】次にこの薄膜磁気ヘッド1の製造方法につ
いて、図5を参照して説明する。図5(a)には、アル
ミナチタンカーバイトの混合物からなる材質で形成され
たセラミック基板31上にLSIと同様な薄膜製造プロ
セスを使って磁気コア、磁気ギャップ規制膜、コイル等
で構成された書き込み用インダクティブ素子と読み出し
用の磁気抵抗素子とから構成された素子32を形成する
素子形成プロセスを示す。図5(b)には、素子形成プ
ロセスで形成されたものを、同図(c)に示すヘッドブ
ロック33を作り出すために所定の大きさに切断する切
断プロセスを示す。その後、ヘッドブロック33の両面
を研磨して所望の厚さのヘッドブロック33を製作す
る。このように両面が研磨されたヘッドブロック33
を、ヘッドブロック固定治具34上にセットするヘッド
ブロックセットプロセスを、図5(d)に示す。そし
て、ヘッドブロック固定治具34上にセットされたヘッ
ドブロック33上に後述するようにホトリソグラフィー
によって上方に拡がった傾斜側面を有するパターンのマ
スク41を形成し、しかる後、イオンミリングによって
非直線形状の浮上面レール2を形成し、その後、素子毎
に切断することによって、図1及び図2に示す薄膜磁気
ヘッド1が製造される。
Next, a method of manufacturing the thin film magnetic head 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 5A, a magnetic core, a magnetic gap regulating film, a coil, etc. are formed on a ceramic substrate 31 made of a material composed of a mixture of alumina titanium carbide using a thin film manufacturing process similar to that of an LSI. An element forming process for forming an element 32 including an inductive element for writing and a magnetoresistive element for reading is shown. FIG. 5B shows a cutting process in which the element formed in the element forming process is cut into a predetermined size to produce the head block 33 shown in FIG. 5C. Then, both surfaces of the head block 33 are polished to manufacture the head block 33 having a desired thickness. The head block 33 whose both surfaces are polished in this way
FIG. 5D shows a head block setting process for setting the head block fixing jig 34 on the head block fixing jig 34. Then, as will be described later, a mask 41 having a pattern having an inclined side surface that expands upward is formed on the head block 33 set on the head block fixing jig 34 by photolithography, and thereafter, a non-linear shape is formed by ion milling. The air bearing surface rail 2 is formed, and thereafter, it is cut into each element, whereby the thin film magnetic head 1 shown in FIGS. 1 and 2 is manufactured.

【0027】即ち、前記したように、非直線形状の浮上
面レール2は、複雑な形状であり、しかも高精度の加工
をする必要性により、ドライ加工技術特にイオンミリン
グ技術によって形成するようにした。このドライ加工技
術とは、ホトリソグラフィーによりレール形状に見合っ
たマスクパターンを形成し、このパターンをマスクにし
てイオンビームを照射してレール基板をエッチングし
(イオンミリング加工し)、最後に残った余分のマスク
を除去して非直線形状の浮上面レール2を形成する方法
である。
That is, as described above, the non-linear air bearing surface rail 2 has a complicated shape, and due to the necessity of highly accurate processing, it is formed by the dry processing technique, particularly the ion milling technique. . This dry processing technology uses photolithography to form a mask pattern that matches the rail shape, uses this pattern as a mask to irradiate the ion beam, and then etches the rail substrate (ion milling processing). This is a method of removing the mask 2 and forming the non-linear air bearing surface rail 2.

【0028】まず、マスク41の形成方法について説明
する。マスク材料としては、フイルム状のホトレジスト
を用い、このホトレジストの増感剤、感光剤、光重合開
始剤、染料等の配合割合を変化させると共に、露光条件
(例えば、ネガとポジとでは異なるが傾斜角度に合わせ
て露光条件を変化させる。)・現像条件を変化させて、
上方に拡がった初期マスク断面傾斜角β0 (マスク断面
傾斜角βは、図8(a)に示すように、マスク41の側
面70に引いた直線とレール基板8の表面とのなす角度
であり、図8(b)に示すように現像後のマスクパター
ンが裾を引いた場合には、マスク41の側面70の最も
長い直線部分とレール基板8の表面とのなす角度であ
る。)を40°〜70°範囲内の所定角度50°〜55
°の側面を有し、初期マスク膜厚T0を20μm〜10
0μm範囲内の所定の37μmで形成された非直線形状
のパターンを有するイオンミリングマスク41をヘッド
ブロック33の浮上面レール2を形成するレール基板8
の表面に形成する。
First, a method of forming the mask 41 will be described. A film-shaped photoresist is used as the mask material, and the compounding ratio of the sensitizer, photosensitizer, photopolymerization initiator, dye, etc. of the photoresist is changed, and the exposure conditions (for example, negative and positive are different but tilted). Change the exposure conditions according to the angle.) ・ Change the development conditions,
The initial mask section inclination angle β 0 that spreads upward (the mask section inclination angle β is the angle formed by the straight line drawn on the side surface 70 of the mask 41 and the surface of the rail substrate 8 as shown in FIG. 8A). 8B, when the developed mask pattern has a hem, the angle between the longest straight line portion of the side surface 70 of the mask 41 and the surface of the rail substrate 8 is 40. Predetermined angle within the range of ° to 70 ° 50 ° to 55
Has a side surface of 20 ° and an initial mask film thickness T 0 of 20 μm to 10 μm.
The rail substrate 8 for forming the air bearing surface rail 2 of the head block 33 is the ion milling mask 41 having a non-linear pattern formed with a predetermined 37 μm within the range of 0 μm.
Formed on the surface of.

【0029】次にイオンミリング加工によって非直線形
状の浮上面レール2を形成する方法について説明する。
即ち、イオンミリング加工装置としては、(1)熱電子
発生用フィラメントを有し、このフィラメントより発生
した熱電子に外部磁場によりトロイダル運動を与え、活
性ガスの効率的なイオン化によりプラズマを生成し、こ
のプラズマから活性イオン(イオンビーム)を電極より
引き出し加工を行う方式のイオンミリング加工装置と、
(2)マイクロ波発生装置を有し、マイクロ波と外部磁
場による電子サイクロトロン共鳴(Electron
Cyclotron Resonance)を起こさせ
て、活性ガスの効率的なイオン化によりプラズマを生成
し、このプラズマから活性イオンを電極より引き出し、
加工を行う方式のECRイオン源を有したイオンミリン
グ加工装置(図6に示す装置)とがある。
Next, a method of forming the non-linear air bearing surface rail 2 by ion milling will be described.
That is, the ion milling apparatus has (1) a thermoelectron generating filament, toroidal motion is applied to the thermoelectrons generated from this filament by an external magnetic field, and plasma is generated by efficient ionization of the active gas, An ion milling system that draws active ions (ion beams) from the plasma through the electrodes
(2) Electron cyclotron resonance (Electron Resonance) with microwave and external magnetic field
Cyclotron Resonance) to generate plasma by efficient ionization of active gas, and extract active ions from the plasma from the electrode,
There is an ion milling apparatus (apparatus shown in FIG. 6) having an ECR ion source of a processing type.

【0030】図6に示すイオンミリング加工装置は、マ
イクロ波を発生するマイクロ波発振器51と、該マイク
ロ波発振器51で発振されたマイクロ波をプラズマ生成
室53へマイクロ波を導く導波管52と、該導波管52
によって導かれたマイクロ波をプラズマ生成室53へ導
入する導入窓54と、プラズマ生成室53内にイオン化
する活性ガス(Arガス、またはArガスとフッ化炭化
水素ガス(C224ガス)との混合ガス、またはSF6
ガス、またはSF6ガスとArガスとの混合ガス、また
はSF6ガスとフッ化炭化水素ガス(C224ガス)と
の混合ガス)を供給するガス供給手段55と、プラズマ
生成室53内において該ガス供給手段55で供給された
活性ガスを、導入窓54から導入されるマイクロ波との
間において電子サイクロトロン共鳴によってイオン化し
てプラズマを生成する外部磁場発生手段であるソレノイ
ドコイル56と、プラズマ生成室53内において生成さ
れたプラズマが壁に当たって消滅するのを防止する壁に
沿って磁場を形成する永久磁石57と、プラズマ生成室
53内において生成したプラズマ化されたイオンビーム
59を試料室60へ照射するイオンビーム引出電極58
とを備えている。
The ion milling apparatus shown in FIG. 6 includes a microwave oscillator 51 for generating a microwave and a waveguide 52 for guiding the microwave oscillated by the microwave oscillator 51 to the plasma generation chamber 53. , The waveguide 52
Introduction window 54 for introducing the microwave guided by the plasma generation chamber 53, and an active gas (Ar gas or Ar gas and fluorohydrocarbon gas (C 2 H 2 F 4 gas) ionized in the plasma generation chamber 53. ) Mixed gas, or SF 6
Gas, a mixed gas of SF 6 gas and Ar gas, or a mixed gas of SF 6 gas and fluorohydrocarbon gas (C 2 H 2 F 4 gas), and a plasma generation chamber A solenoid coil 56 which is an external magnetic field generating means for ionizing the active gas supplied by the gas supply means 55 in 53 with the microwave introduced from the introduction window 54 by electron cyclotron resonance to generate plasma. The permanent magnet 57 that forms a magnetic field along the wall that prevents the plasma generated in the plasma generation chamber 53 from striking the wall and disappearing, and the plasmatized ion beam 59 generated in the plasma generation chamber 53 are sampled. Ion beam extraction electrode 58 for irradiating the chamber 60
It has and.

【0031】試料室60内には、ヘッドブロック固定治
具34を搭載し、イオンビーム59の照射方向に対し
て、ヘッドブロック33の浮上面レール2を形成するレ
ール基板8の表面の垂直線(回転軸)が傾斜角θ=約4
5°で傾斜して回転させる基板傾斜回転テーブル機構6
1を備えている。基板傾斜角θは、イオンビーム59の
照射方向とレール基板8の表面の垂直線(回転軸)とが
なす角度である。そして、基板傾斜回転テーブル機構6
1は、上記回転軸を中心に回転するように駆動制御さ
れ、更に基板傾斜角θを変えられるように構成されてい
る。また、この基板傾斜回転テーブル機構61は、自動
的に駆動制御して基板傾斜角θを変えられるように構成
されていても良い。更に、この基板傾斜回転テーブル機
構61には、搭載したヘッドブロック固定治具34を冷
却する基板冷却機構62が備えられている。
A head block fixing jig 34 is mounted in the sample chamber 60, and a line perpendicular to the surface of the rail substrate 8 forming the air bearing surface rail 2 of the head block 33 with respect to the irradiation direction of the ion beam 59 ( Rotation axis) tilt angle θ = about 4
Substrate tilt rotary table mechanism 6 that tilts and rotates at 5 °
1 is provided. The substrate tilt angle θ is an angle formed by the irradiation direction of the ion beam 59 and a vertical line (rotation axis) on the surface of the rail substrate 8. Then, the substrate tilt rotary table mechanism 6
1 is configured to be driven and controlled so as to rotate about the rotation axis, and the substrate inclination angle θ can be further changed. Further, the substrate tilt rotation table mechanism 61 may be configured to automatically drive and control the substrate tilt angle θ. Further, the substrate tilt rotary table mechanism 61 is provided with a substrate cooling mechanism 62 for cooling the mounted head block fixing jig 34.

【0032】また試料室60は、排気手段63が接続さ
れている。また、試料室60内の基板傾斜回転テーブル
機構61上へのヘッドブロック固定治具34の入替え
は、ロードロック機構64を開閉して行なう。イオンミ
リング加工は、プラズマイオン源(プラズマ生成室)5
3からイオン引き出し電極58を用いて、Arの陽イオ
ン59を引き出し、これをマスク41が形成されたレー
ル基板8に照射して行なうものである。ガスとしてAr
を用い、加速電圧800V、イオン電流密度0.5mA
/cm2、試料室60の真空度2×10~4(torr)であ
る。また加工溝深さHの制御は、例えば、制御装置65
において、イオン引き出し電極58等を制御してイオン
ビーム59の照射を開始した時点からイオンビーム59
の照射を停止するまでの時間を監視して行なう。このよ
うに、加工溝深さHの制御をイオンビーム59の照射時
間で行なっても、溝深さHのばらつきを±0.2μm内
を確保することができる。また、ヘッドブロック固定治
具34上に加工深さモニタ用の試料(例えば、金属の表
面に、レール基板8と同じ材質で所望の溝深さH0に相
当する厚さの膜を形成しておく。)から得られる2次イ
オン、2次電子等を検出して、材質の変化を検出して所
望の溝深さH0 を検出することができる。この場合にお
いても、同様な精度(ばらつき)で溝深さを検出するこ
とができる。
An exhaust means 63 is connected to the sample chamber 60. Further, the replacement of the head block fixing jig 34 on the substrate tilt rotary table mechanism 61 in the sample chamber 60 is performed by opening and closing the load lock mechanism 64. Ion milling is performed by plasma ion source (plasma generation chamber) 5
The cations 59 of Ar are extracted from the sample 3 using the ion extraction electrode 58, and this is irradiated to the rail substrate 8 on which the mask 41 is formed. Ar as gas
, Acceleration voltage 800V, ion current density 0.5mA
/ Cm 2 , and the degree of vacuum in the sample chamber 60 is 2 × 10 4 (torr). The control of the machining groove depth H is performed by, for example, the control device 65.
In the above, the ion beam 59 is controlled from the time when the irradiation of the ion beam 59 is started by controlling the ion extraction electrode 58 and the like.
The time it takes to stop the irradiation is monitored. In this way, even if the processing groove depth H is controlled during the irradiation time of the ion beam 59, it is possible to secure the variation of the groove depth H within ± 0.2 μm. Further, a sample for processing depth monitor (for example, a film made of the same material as the rail substrate 8 and having a thickness corresponding to a desired groove depth H 0 is formed on the surface of the metal on the head block fixing jig 34. It is possible to detect a desired groove depth H 0 by detecting a secondary ion, a secondary electron, etc. obtained from the above). Even in this case, the groove depth can be detected with the same accuracy (variation).

【0033】図7には、ホトレジスト等パターニングさ
れたマスク41を用いた場合のイオンミリング加工によ
る浮上面レール2の加工過程をモデル化したものを示
す。イオンビーム59によりマスク41がエッチングさ
れると同時に、レール基板8がエッチングされて浮上面
レール2が形成される。ここでマスク41及びレール基
板8がエッチングされる速度は、概ね図9に示すイオン
ミリング速度の入射角依存性により決まる。即ち図9に
おいてマスク41上面の加工は、イオンビーム入射角4
5度(基板の傾斜角度θ=約45°)のイオンミリング
速度で、またマスク41の側面70は、概ねマスク断面
傾斜角β(初期マスク断面傾斜角β0=55°)から基
板の傾斜角度θ(約45°)を減算して得られる入射角
10°に見合ったイオンミリング速度(図9参照)で加
工される。同様に浮上面レール2間の溝の底面73の加
工は、イオンビーム入射角45度(基板の傾斜角度θ=
約45°)のイオンミリング速度で、また浮上面レール
2の側面72は、浮上面のレール断面の傾斜角αから基
板の傾斜角度θ(約45°)を減算して得られる入射角
度に見合ったイオンミリング速度で加工される。しかし
実際にイオンミリング加工を実施してみると、加工速度
が上述のイオンミリング速度の入射角依存性のみで決ま
るものではなく、複雑である。それは、上述のミリング
作用の他に、イオンビーム59でスパッタされた粒子7
1が、再び浮上面レール2の側面72或いは溝の底面7
3に付着する現象、即ち再付着現象が生じるからであ
る。
FIG. 7 shows a modeled process of the air bearing surface rail 2 by ion milling when a mask 41 such as a photoresist is used. At the same time that the mask 41 is etched by the ion beam 59, the rail substrate 8 is also etched to form the air bearing surface rail 2. Here, the etching rates of the mask 41 and the rail substrate 8 are generally determined by the incident angle dependence of the ion milling speed shown in FIG. That is, in FIG. 9, the upper surface of the mask 41 is processed by changing the ion beam incident angle to 4
The ion milling speed is 5 degrees (substrate tilt angle θ = about 45 °), and the side surface 70 of the mask 41 is approximately the mask section tilt angle β (initial mask section tilt angle β 0 = 55 °) to the tilt angle of the substrate. Processing is performed at an ion milling speed (see FIG. 9) corresponding to an incident angle of 10 ° obtained by subtracting θ (about 45 °). Similarly, the bottom surface 73 of the groove between the air bearing surface rails 2 is processed by ion beam incidence angle of 45 degrees (substrate inclination angle θ =
The ion milling speed is about 45 °, and the side surface 72 of the air bearing surface rail 2 is commensurate with the incident angle obtained by subtracting the tilt angle θ (about 45 °) of the substrate from the tilt angle α of the rail cross section of the air bearing surface. Processed at ion milling speed. However, when the ion milling is actually carried out, the processing speed is complicated not only by the dependence of the ion milling speed on the incident angle. In addition to the above-mentioned milling action, the particles 7 sputtered by the ion beam 59 are
1 is again the side surface 72 of the air bearing surface rail 2 or the bottom surface 7 of the groove.
This is because the phenomenon of adhesion to No. 3, that is, the re-adhesion phenomenon occurs.

【0034】図10は、レール基板8を傾斜させないで
(基板傾斜角度θが0°)、イオンミリング加工した
際、マスク41を含めて浮上面レール2の断面形状の経
時変化を示した図である。この図からマスク41の断面
形状、特にマスク断面傾斜角βとレール断面傾斜角α
が、時間とともに変化することがわかる。
FIG. 10 is a diagram showing a change over time in the cross-sectional shape of the air bearing surface rail 2 including the mask 41 when the rail substrate 8 is not tilted (the substrate tilt angle θ is 0 °) and ion milling is performed. is there. From this figure, the cross-sectional shape of the mask 41, particularly the mask cross-sectional inclination angle β and the rail cross-sectional inclination angle α
However, it can be seen that it changes with time.

【0035】図11には、マスク41の膜厚T0を37
μmにし、基板傾斜回転テーブル機構61におけるレー
ル基板8の傾斜角θ(基板傾斜角度θ)を45°にし、
基板傾斜回転テーブル機構61におけるレール基板8の
回転速度を10rpmにして初期マスク断面傾斜角β0
を40°〜90°まで10°刻みで変化させたレール基
板8に対してイオンミリング加工を実施して浮上面レー
ル2を形成した際、イオンミリング加工後のマスク41
と浮上面レール2の断面形状とを示す。この図から明ら
かなように、初期マスク断面傾斜角β0 が小さいほど浮
上面レール2の断面傾斜角も小さく、レール幅も小さく
なることがわかる。また浮上面レール2の間の溝の底に
傾斜した斜面110が形成されるのは、レール基板8の
傾斜角θ(基板傾斜角度θ)を45°にして、レール基
板8を回転させたため、マスク41及び浮上面レール2
が上方に位置したとき、イオンビーム59が底に照射さ
れないために生じるものである。この現象は、初期マス
ク断面傾斜角β0が90°に近くになれば、より多くマ
スク41によってイオンビーム59が遮られて底に照射
されなくなるので、より多く傾斜した斜面110が形成
されることになる。
In FIG. 11, the film thickness T 0 of the mask 41 is 37.
μm, and the inclination angle θ (substrate inclination angle θ) of the rail substrate 8 in the substrate inclination rotary table mechanism 61 is set to 45 °.
The rotation speed of the rail substrate 8 in the substrate tilt rotary table mechanism 61 is set to 10 rpm, and the initial mask sectional tilt angle β 0.
When the air bearing surface rail 2 is formed by performing the ion milling process on the rail substrate 8 whose 40 ° to 90 ° are changed in steps of 10 °, the mask 41 after the ion milling process is performed.
And the cross-sectional shape of the air bearing surface rail 2. As is clear from this figure, the smaller the initial mask sectional inclination angle β 0 , the smaller the sectional inclination angle of the air bearing surface rail 2 and the smaller the rail width. Further, the inclined slope 110 is formed on the bottom of the groove between the air bearing surface rails 2 because the rail substrate 8 is rotated with the inclination angle θ of the rail substrate 8 (substrate inclination angle θ) set to 45 °. Mask 41 and air bearing surface rail 2
Is generated because the ion beam 59 is not irradiated to the bottom when is located above. This phenomenon is because when the initial mask cross-sectional tilt angle β 0 approaches 90 °, the mask 41 blocks more of the ion beam 59 and does not irradiate the bottom, so that a more tilted slope 110 is formed. become.

【0036】図12には、マスク41の膜厚T0を37
μmにし、基板傾斜回転テーブル機構61におけるレー
ル基板8の傾斜角θ(基板傾斜角度θ)を45°にし、
基板傾斜回転テーブル機構61におけるレール基板8の
回転速度を10〜20rpmにしてレール基板8に対し
て溝深さH0が6μmになるようにイオンミリング加工
を実施して浮上面レール2を形成した際の初期マスク断
面傾斜角β0 とレール幅精度(μm/μm)との関係を
示した図である。なお、レール幅精度(μm/μm)と
は、溝深さHが±1μmばらついたときのレール幅W
(図2に示す非直線形状の浮上面レールの中央の最小幅
を示す。)のばらつきをμmで比率を示すものである。
溝深さHが±0.2μm以下のばらつきでイオンミリン
グ加工された場合には、レール幅Wのばらつきは、レー
ル幅精度×±0.2μmとなる。この図から明らかなよ
うに、初期マスクテーパ角(初期マスク断面傾斜角)β
0 が約90°の場合、マスク41の側面70及び浮上面
レール2の側面72は、レール基板8が回転される関係
でマスク41及び浮上面レール2が上方に位置したと
き、マスク41及び浮上面レール2によりイオンビーム
59が遮られてイオンミリング加工量よりもスパッタ粒
子71による再付着層が形成される量のが僅か多くなる
ため、溝深さにほとんど関係ないことがわかる。即ち、
マスクの精度で決まってくる。一方初期マスクテーパ角
(初期マスク断面傾斜角)β0 が90°から小さくなる
に従って、マスク41の側面70も再付着量よりもイオ
ンミリング加工される量のが多くなって、溝深さの精度
に対して大きくなり、初期マスクテーパ角(初期マスク
断面傾斜角)β0 が60°において、レール幅精度が1
μm/μmとなり、初期マスクテーパ角(初期マスク断
面傾斜角)β0 が40において、レール幅精度が3.7
μm/μmとなる。この現象は、図11に示す浮上面レ
ール2の最終断面形状からもわかることができる。前記
したように、溝深さH0 のばらつきを±0.2μm以下
にすることができることからして、マスク幅Wのばらつ
きを±2μmに抑えて、安定した薄膜磁気ヘッド1の浮
上特性を確保するためには、レール幅精度の目標値を1
0μm/μm以下にすれば良い。上記のように、レール
基板8の傾斜角θ(基板傾斜角度θ)を45°にした場
合、初期マスク断面傾斜角β0 40°以上にすれば、レ
ール幅精度の目標値10μm/μmに対して十分余裕を
もって満足させることができる。ただし、初期マスク断
面傾斜角β0 40°未満であると、前記に説明したよう
に、マスク形成工程において、ホトリソグラフィーによ
りレール基板8上にマスク41を形成する際、露光、現
像時のばらつきが大きくなり、寸法精度の高いマスクを
得ることが困難となり、イオンミリング後に得られる浮
上面レール2の幅及び形状精度も悪くなる。従って、初
期マスク断面傾斜角β0 は、40°以上であることが望
ましい。
In FIG. 12, the film thickness T 0 of the mask 41 is 37.
μm, and the inclination angle θ (substrate inclination angle θ) of the rail substrate 8 in the substrate inclination rotary table mechanism 61 is set to 45 °.
The air bearing surface rail 2 was formed by ion milling the rail substrate 8 in the substrate tilt rotary table mechanism 61 at a rotation speed of 10 to 20 rpm so that the groove depth H 0 was 6 μm. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the initial mask cross-sectional inclination angle β 0 and rail width accuracy (μm / μm). The rail width accuracy (μm / μm) is the rail width W when the groove depth H varies ± 1 μm.
The ratio (in μm) of the variation of (the minimum width of the center of the non-linear air bearing surface rail shown in FIG. 2) is shown.
When the groove depth H is ion milled with a variation of ± 0.2 μm or less, the variation of the rail width W is rail width accuracy × ± 0.2 μm. As is clear from this figure, the initial mask taper angle (initial mask section inclination angle) β
When 0 is about 90 °, the side surface 70 of the mask 41 and the side surface 72 of the air bearing surface rail 2 move when the mask 41 and the air bearing surface rail 2 are located above due to the rotation of the rail substrate 8. It can be seen that the ion beam 59 is blocked by the surface rail 2 and the amount of the redeposited layer formed by the sputtered particles 71 is slightly larger than the amount of the ion milling process, and therefore it is almost independent of the groove depth. That is,
It depends on the accuracy of the mask. On the other hand, as the initial mask taper angle (initial mask cross-sectional inclination angle) β 0 becomes smaller than 90 °, the side surface 70 of the mask 41 is ion-milled more than the redeposition amount, and the accuracy of the groove depth is improved. On the other hand, when the initial mask taper angle (initial mask sectional inclination angle) β 0 is 60 °, the rail width accuracy is 1
μm / μm, the initial mask taper angle (initial mask section inclination angle) β 0 is 40, and the rail width accuracy is 3.7.
μm / μm. This phenomenon can also be seen from the final cross-sectional shape of the air bearing surface rail 2 shown in FIG. As described above, since the variation of the groove depth H 0 can be set to ± 0.2 μm or less, the variation of the mask width W is suppressed to ± 2 μm, and the stable flying characteristic of the thin film magnetic head 1 is secured. To set the rail width accuracy target value to 1
It may be set to 0 μm / μm or less. As described above, when the inclination angle θ of the rail substrate 8 (substrate inclination angle θ) is 45 °, if the initial mask sectional inclination angle β 0 is 40 ° or more, the rail width accuracy target value of 10 μm / μm Can be satisfied with a sufficient margin. However, if the initial mask sectional inclination angle β 0 is less than 40 °, as described above, when the mask 41 is formed on the rail substrate 8 by photolithography in the mask forming step, variations in exposure and development may occur. It becomes large, and it becomes difficult to obtain a mask with high dimensional accuracy, and the width and shape accuracy of the air bearing surface rail 2 obtained after ion milling also deteriorate. Therefore, it is desirable that the initial mask sectional inclination angle β 0 is 40 ° or more.

【0037】図13には、マスク41の膜厚T0を37
μmにし、基板傾斜回転テーブル機構61におけるレー
ル基板8の傾斜角θ(基板傾斜角度θ)を45°にし、
基板傾斜回転テーブル機構61におけるレール基板8の
回転速度を10rpmにしてレール基板8に対して溝深
さH0が6μmになるようにイオンミリング加工を実施
して浮上面レール2を形成した際の初期マスク断面傾斜
角β0 と再付着厚さ(μm)との関係を示した図であ
る。この図から明らかなように、初期マスクテーパ角
(初期マスク断面傾斜角)β0 が90°の場合、レール
基板8が回転される関係でマスク41及び浮上面レール
2が上方に位置したとき、マスク41及び浮上面レール
2によりイオンビーム59が遮られてイオンミリング加
工量よりも、溝の底部73からイオンミリング加工され
たスパッタ粒子71によって浮上面レール2の側面72
に付着される再付着層が形成される量のが僅か多くな
り、これが累積されることによって再付着層が除去でき
ず、1μmの厚さの再付着層10が残ることになる。一
方、初期マスクテーパ角(初期マスク断面傾斜角)β0
が90°から小さくなるに従って、マスク41の側面7
0もイオンミリング加工されながら浮上面レール2の側
面72もイオンミリング加工されることになり、浮上面
レール2の側面72に付着されたスパッタ粒子も加工さ
れて除去され、再付着層10の厚さが減少していく。そ
して、初期マスクテーパ角(初期マスク断面傾斜角)β
0 が60°以下になると、浮上面レール2の側面72に
付着される再付着速度よりもイオンミリング速度の方が
大きくなり、即ち、トータルとして再付着量よりもイオ
ンミリング加工量の方が多くなり、浮上面レール2の側
面72から再付着厚さを0、即ち再付着層10を無くす
ことができる。
In FIG. 13, the film thickness T 0 of the mask 41 is 37.
μm, and the inclination angle θ (substrate inclination angle θ) of the rail substrate 8 in the substrate inclination rotary table mechanism 61 is set to 45 °.
When the rotation speed of the rail substrate 8 in the substrate tilt rotary table mechanism 61 is set to 10 rpm and the air bearing surface rail 2 is formed by performing ion milling processing on the rail substrate 8 so that the groove depth H 0 becomes 6 μm. It is a figure showing the relation between the initial mask cross-sectional inclination angle β 0 and the redeposition thickness (μm). As is clear from this figure, when the initial mask taper angle (initial mask cross-sectional inclination angle) β 0 is 90 °, when the mask 41 and the air bearing surface rail 2 are located above due to the rotation of the rail substrate 8, the mask 41 and the air bearing surface rail 2 block the ion beam 59, and the side surface 72 of the air bearing surface rail 2 is formed by the ion milled sputtered particles 71 from the groove bottom 73 rather than the ion milling amount.
The amount of the redeposited layer deposited on the substrate is slightly increased, and the accumulated redeposited layer cannot be removed, and the redeposited layer 10 having a thickness of 1 μm remains. On the other hand, the initial mask taper angle (initial mask sectional inclination angle) β 0
Is smaller than 90 °, the side surface 7 of the mask 41
0 is also ion-milled, and the side surface 72 of the air bearing surface rail 2 is also ion milled, so that the sputtered particles attached to the side surface 72 of the air bearing surface rail 2 are also processed and removed, and the thickness of the redeposited layer 10 is increased. Is decreasing. Then, the initial mask taper angle (initial mask sectional inclination angle) β
When 0 becomes 60 ° or less, the ion milling speed becomes higher than the redeposition speed attached to the side surface 72 of the air bearing surface rail 2, that is, the ion milling processing amount is larger than the redeposition amount in total. Therefore, the redeposition thickness from the side surface 72 of the air bearing surface rail 2 can be zero, that is, the redeposition layer 10 can be eliminated.

【0038】イオンミリング加工後、図14に示すよう
にマスク除去工程において、有機溶剤で浮上面レール2
上に残ったマスクを取り除く。しかし、もし浮上面レー
ル2の側面72に再付着層10が存在する場合、この再
付着層10はレール基板材料がスパッタされて付着した
ものであるから、上記マスク除去工程において、有機溶
剤で取り除くことはできない。またこの付着した再付着
層10を酸素プラズマアッシングでも除去することはで
きない。このように、イオンミリング加工終了後、浮上
面レール2の側面72に付着して残った再付着層10
を、浮上面レール2を傷付けることなく確実に取り除く
ことは困難である。一方、仮りに再付着層10が完全に
除去されていない状態で、この薄膜磁気ヘッド1を実装
して稼働した際、磁気ディスク9を損傷させて記録した
情報も失い、故障させることになる。従って、イオンミ
リング加工終了時に除去されていることが必要である。
After the ion milling process, as shown in FIG. 14, in the mask removing step, the air bearing surface rail 2 is made of an organic solvent.
Remove the mask left over. However, if the redeposition layer 10 is present on the side surface 72 of the air bearing surface rail 2, the redeposition layer 10 is the rail substrate material sputtered and adhered. Therefore, in the mask removing step, the redeposition layer 10 is removed with an organic solvent. It is not possible. Further, the attached redeposited layer 10 cannot be removed by oxygen plasma ashing. Thus, after the ion milling process is completed, the reattachment layer 10 that remains attached to the side surface 72 of the air bearing surface rail 2 remains.
It is difficult to reliably remove the air bearing surface rail 2 without damaging it. On the other hand, if the thin film magnetic head 1 is mounted and operated while the redeposition layer 10 is not completely removed, the magnetic disk 9 is damaged and the recorded information is also lost, resulting in a failure. Therefore, it must be removed at the end of the ion milling process.

【0039】一方、図15に、レール基板8の傾斜角θ
(基板傾斜角度θ)と基板イオンミリング速度(μm/
h)との関係を示す。この図から明らかなように、基板
傾斜角度θが45°のとき基板イオンミリング速度(μ
m/h)が最大となり、最も能率良く浮上面レール2を
イオンミリング加工することができる。基板イオンミリ
ング速度(μm/h)が望ましいのは、1μm/h以上
であることからして、基板傾斜角θは23°〜60°の
範囲である。
On the other hand, FIG. 15 shows the inclination angle θ of the rail substrate 8.
(Substrate tilt angle θ) and substrate ion milling speed (μm /
The relationship with h) is shown. As is clear from this figure, when the substrate tilt angle θ is 45 °, the substrate ion milling speed (μ
m / h) is maximized, and the air bearing surface rail 2 can be ion-milled most efficiently. The substrate ion milling speed (μm / h) is preferably 1 μm / h or more, and thus the substrate inclination angle θ is in the range of 23 ° to 60 °.

【0040】以上説明したように、イオンミリング加工
能率が最も優れた基板傾斜角度θを、基板傾斜回転テー
ブル機構61の設定若しくは制御により45°にした場
合、再付着層10が除去され、かつ浮上面レールの幅精
度を満足させるには、前記に説明したマスク形成工程に
おいて、初期マスク断面傾斜角β0 を40°〜60°に
なるように、露光条件および現像条件を設定若しくは制
御することが必要である。
As described above, when the substrate tilt angle θ, which has the highest ion milling efficiency, is set to 45 ° by setting or controlling the substrate tilt rotary table mechanism 61, the redeposition layer 10 is removed and the surface is floated. In order to satisfy the width accuracy of the surface rail, in the mask forming step described above, the exposure condition and the developing condition are set or controlled so that the initial mask section inclination angle β 0 is 40 ° to 60 °. is necessary.

【0041】次に、基板傾斜角(基板ホルダ傾斜角)θ
が45°以外の場合について説明する。即ち、図16
は、マスク41の膜厚が37μm、初期マスク断面傾斜
角β0が75°、基板回転速度10〜20rpmで、基
板傾斜角θを0〜90°の範囲で変化させたレール基板
8に対して、イオンミリング加工を実施して浮上面レー
ル2を形成した際の基板傾斜角θとレール幅精度(μm
/μm)との関係を示す。図17は、マスク41の膜厚
が37μm、初期マスク断面傾斜角β0が75°、基板回
転速度10〜20rpmで、基板傾斜角θを0〜90°
の範囲で変化させたレール基板8に対して、イオンミリ
ング加工を実施して浮上面レール2を形成した際の基板
傾斜角θと再付着厚さ(μm)との関係を示す。図18
は、図16及び図17に示す条件と同じ条件で、基板傾
斜角θを15°、45°、75°に変えた場合の各々に
おいて、イオンミリング加工による断面形状の変化を示
したものである。
Next, the substrate tilt angle (substrate holder tilt angle) θ
A case other than 45 ° will be described. That is, FIG.
With respect to the rail substrate 8 in which the film thickness of the mask 41 is 37 μm, the initial mask sectional inclination angle β 0 is 75 °, the substrate rotation speed is 10 to 20 rpm, and the substrate inclination angle θ is changed in the range of 0 to 90 °. , Substrate tilt angle θ and rail width accuracy (μm when the air bearing surface rail 2 is formed by performing ion milling
/ Μm). In FIG. 17, the film thickness of the mask 41 is 37 μm, the initial mask sectional inclination angle β 0 is 75 °, the substrate rotation speed is 10 to 20 rpm, and the substrate inclination angle θ is 0 to 90 °.
The relationship between the substrate inclination angle θ and the redeposition thickness (μm) when the air bearing surface rail 2 is formed by performing the ion milling process on the rail substrate 8 changed in the above range. FIG.
16 shows changes in cross-sectional shape due to ion milling when the substrate inclination angle θ was changed to 15 °, 45 °, and 75 ° under the same conditions as shown in FIGS. 16 and 17. .

【0042】基板傾斜角θが小さすぎると、図18
(a)に示すごとく、初期マスク断面傾斜角β0=75
°に従って、マスク41の側面も大きくイオンミリング
加工され、更にレール基板8もマスク41の側面のイオ
ンミリング加工に従ってイオンミリング加工されてレー
ル幅の後退量が大きくなり、図16に示すようにレール
幅精度の目標値10μm/μm以下ではあるがレール幅
精度は、4〜6μm/μmと悪くなり、一方、浮上面レ
ール2の側面にスパッタ粒子71が付着される再付着速
度よりもイオンミリング加工速度が大きく、トータルと
して再付着量よりもイオンミリング加工量の方が多く、
図17に示すように、イオンミリング加工終了時に再付
着厚さはほとんどない状態となる。更に、基板傾斜角θ
が小さすぎると、図15に示すように基板イオンミリン
グ速度が遅く、非能率となる。
If the substrate tilt angle θ is too small, the result shown in FIG.
As shown in (a), the initial mask sectional inclination angle β 0 = 75.
According to the angle, the side surface of the mask 41 is also subjected to large ion milling processing, and the rail substrate 8 is also subjected to ion milling processing according to the ion milling processing of the side surface of the mask 41 to increase the amount of receding of the rail width. As shown in FIG. Although the target value of accuracy is 10 μm / μm or less, the rail width accuracy deteriorates to 4 to 6 μm / μm, while the ion milling processing speed is higher than the redeposition speed at which the sputtered particles 71 are attached to the side surface of the air bearing surface rail 2. Is large, and the total amount of ion milling is larger than the reattachment amount,
As shown in FIG. 17, there is almost no redeposition thickness at the end of the ion milling process. Furthermore, the substrate tilt angle θ
Is too small, the substrate ion milling speed becomes slow as shown in FIG. 15, resulting in inefficiency.

【0043】また基板傾斜角θが大きすぎると、図18
(c)に示すごとく、マスク41の側面及び浮上面レー
ル2の側面72がより多くイオンミリング加工されてレ
ール幅の後退量が大きくなり、図16に示すように、基
板傾斜角θが70°以上になるとレール幅精度は悪くな
り、一方、浮上面レール2の側面にスパッタ粒子71が
付着される再付着速度よりもイオンミリング加工速度が
著しく大きく、トータルとして再付着量よりもイオンミ
リング加工量の方が多く、図17に示すように、イオン
ミリング加工終了時に再付着厚さはほとんどない状態と
なる。更に、基板傾斜角θが大きすぎると、図15に示
すように基板イオンミリング速度が急激に遅くなり、非
常に非能率となる。
Further, if the substrate tilt angle θ is too large, FIG.
As shown in (c), the side surface of the mask 41 and the side surface 72 of the air bearing surface rail 2 are ion-milled more to increase the receding amount of the rail width, and as shown in FIG. 16, the substrate inclination angle θ is 70 °. When the above is the case, the rail width accuracy becomes poor, and on the other hand, the ion milling rate is significantly higher than the reattachment rate at which the sputtered particles 71 are attached to the side surface of the air bearing surface rail 2, and the ion milling rate is greater than the reattachment rate in total. As shown in FIG. 17, there is almost no redeposition thickness at the end of the ion milling process. Further, if the substrate tilt angle θ is too large, the substrate ion milling speed will be drastically reduced as shown in FIG. 15, resulting in a very inefficient operation.

【0044】なお、図17に示すように、初期マスク断
面傾斜角β0が75°の場合、基板傾斜角θが10°〜
60°の範囲において、再付着がみられる。従って、再
付着がみられないように、初期マスク断面傾斜角β0
小さくする必要がある。
As shown in FIG. 17, when the initial mask sectional inclination angle β 0 is 75 °, the substrate inclination angle θ is 10 ° to
Redeposition is observed in the range of 60 °. Therefore, it is necessary to reduce the initial mask cross-sectional inclination angle β 0 so that redeposition does not occur.

【0045】また、図19に示すように、基板ホルダ傾
斜角θが45°で、初期マスク断面傾斜角β0が75°
で、再付着層10が残る場合ではあるが、マスク41の
初期膜厚T0が20〜100μm(図9においては30
μmから示す。)の範囲で変動しても、レール幅精度は
約0.6μm/μmを示し、変動がないことが確認する
ことができる。但しマスク41の初期膜厚T0が100
μmを越えると、レジストの露光現像後の解像度が劣化
して、レール幅精度の良いレールを形成することができ
なくなる可能性が高くなり、レール基板8が回転される
関係でマスク41によってイオンビーム59の照射が遮
られてマスク41の側面への再付着が除去されずに残る
ことが発生してくる。このことからして、マスク41の
初期膜厚T0は、20〜100μmが望ましい。なお、マ
スク41の初期膜厚T0が20μmより小であると、図9
に示すマスクのイオンミリング速度特性を有することか
らしてイオンミリング中にマスク41の残膜が小となる
ため、レール幅精度が急激に劣化いたり、所定の深さの
レール溝が形成できなくなる可能性が高くなる。
Further, as shown in FIG. 19, the substrate holder inclination angle θ is 45 ° and the initial mask sectional inclination angle β 0 is 75 °.
Although the redeposition layer 10 remains, the initial film thickness T 0 of the mask 41 is 20 to 100 μm (30 in FIG. 9).
Shown from μm. Even if it fluctuates within the range of), the rail width accuracy shows about 0.6 μm / μm, and it can be confirmed that there is no fluctuation. However, the initial film thickness T 0 of the mask 41 is 100.
If it exceeds .mu.m, the resolution of the resist after exposure and development is deteriorated, and there is a high possibility that a rail having a high rail width accuracy cannot be formed. Due to the rotation of the rail substrate 8, the mask 41 causes the ion beam to rotate. Irradiation of 59 is blocked and redeposition on the side surface of the mask 41 remains without being removed. From this, the initial film thickness T 0 of the mask 41 is preferably 20 to 100 μm. Note that when the initial film thickness T 0 of the mask 41 is smaller than 20 μm, FIG.
Since the residual film of the mask 41 becomes small during the ion milling due to the ion milling speed characteristic of the mask shown in (1), the rail width accuracy may be rapidly deteriorated, or the rail groove with a predetermined depth may not be formed. Will be more likely.

【0046】以上をまとめて表したのが、図20であ
る。図20において、A−B−C−D−E−F−G−H
−I−J−K−L−M−N−O−P−Q−R−Aで囲ん
だ領域が、イオンミリング加工によって所望の深さH0
=6μmまで溝加工を施した際、浮上面レール2の側面
に再付着層10がなく、しかもレール幅精度が10μm
/μm以下になる初期マスク断面傾斜角β0 と基板ホル
ダ傾斜角(基板傾斜角)θとの関係条件を示す。特にレ
ール幅精度(ばらつき)を、8μm/μm以下、更に6
μm/μm以下と益々高精度を要求する場合には、基板
ホルダ傾斜角(基板傾斜角)θが25°以下において
は、初期マスク断面傾斜角β0が設定若しくは制御でき
る範囲はほとんど見受けられない。
FIG. 20 shows a summary of the above. In FIG. 20, A-B-C-D-E-F-G-H
The region surrounded by -I-J-K-L-M-N-O-P-Q-R-A has a desired depth H 0 by the ion milling process.
= 6 μm, when the groove is processed, there is no redeposition layer 10 on the side surface of the air bearing surface rail 2 and the rail width accuracy is 10 μm.
The relational condition between the initial mask cross-sectional tilt angle β 0 and the substrate holder tilt angle (substrate tilt angle) θ that is equal to or less than / μm is shown. Especially rail width accuracy (variation) is 8μm / μm or less, and 6
When the accuracy is required to be more and less than μm / μm, there is almost no range where the initial mask cross-sectional tilt angle β 0 can be set or controlled when the substrate holder tilt angle (substrate tilt angle) θ is 25 ° or less. .

【0047】以上説明したように、イオンミリング速度
を考慮すれば、基板傾斜角度θを、23°〜60°の範
囲で、初期マスク断面傾斜角度β0 を40°〜70°の
範囲で、再付着層10が浮上面レールの側面に残らない
ように、マスク形成工程において初期マスク断面傾斜角
度β0 を設定若しくは制御し、イオンミリング装置にお
ける基板傾斜回転テーブル機構61により基板傾斜角度
θを設定若しくは制御する。なお、初期マスク断面傾斜
角度β0 及び基板傾斜角度θに応じて、マスク41の側
面がイオンミリング加工によって図11に示すように後
退するので、例えば基板傾斜角度θを45°に設定若し
くは制御し、初期マスク断面傾斜角度β0 を55°に設
定若しくは制御し、溝深さH0が6μmになるようにイ
オンビーム59の照射時間を設定したとき、浮上面レー
ル2の幅Wは片側で、図12に示すように、1.3×6
μm後退することになるので、マスク形成工程で、レー
ル基板8上にマスクパターンを形成する際、最終的に形
成する非直線形状の浮上面レール2のパターン(図2に
示す非直線形状のパターンの内、中央のパターンの最小
幅Wが90μm〜120μm)に対して上記後退量を考
慮して決定する必要がある。
As described above, considering the ion milling speed, the substrate tilt angle θ is set in the range of 23 ° to 60 °, and the initial mask cross-section tilt angle β 0 is set in the range of 40 ° to 70 °. In order to prevent the adhesion layer 10 from remaining on the side surface of the air bearing surface rail, the initial mask cross-section tilt angle β 0 is set or controlled in the mask forming step, and the substrate tilt rotation table mechanism 61 in the ion milling device sets the substrate tilt angle θ. Control. Since the side surface of the mask 41 retreats by ion milling as shown in FIG. 11 according to the initial mask cross-sectional tilt angle β 0 and the substrate tilt angle θ, the substrate tilt angle θ is set or controlled to 45 °, for example. When the initial mask cross-section inclination angle β 0 is set or controlled to 55 ° and the irradiation time of the ion beam 59 is set so that the groove depth H 0 becomes 6 μm, the width W of the air bearing surface rail 2 is one side, As shown in FIG. 12, 1.3 × 6
.mu.m, the pattern of the non-linear air bearing surface rail 2 to be finally formed when the mask pattern is formed on the rail substrate 8 in the mask forming step (the non-linear pattern shown in FIG. 2). Among them, the minimum width W of the central pattern needs to be determined in consideration of the retreat amount with respect to 90 μm to 120 μm).

【0048】また最も望ましいのは、イオンミリング装
置における基板傾斜回転テーブル機構61により基板傾
斜角θを30°〜50°の範囲内に設定若しくは制御
し、マスク形成工程において初期マスク断面傾斜角度β
0 を45°〜55°の範囲内に設定若しくは制御するこ
とがよい。
Most preferably, the substrate tilting rotary table mechanism 61 in the ion milling apparatus sets or controls the substrate tilting angle θ within the range of 30 ° to 50 °, and the initial mask section tilting angle β in the mask forming step.
It is preferable to set or control 0 within the range of 45 ° to 55 °.

【0049】また上記説明においては、イオンミリング
加工中に基板傾斜角θを変えないことを前提としたもの
であるため、マスク形成工程において、初期マスク断面
傾斜角β0 を例えば75°に設定若しくは制御し、基板
傾斜角θを約45°に設定若しくは制御した場合、図1
7及び図20からわかるように、浮上面レール2の側面
には、スパッタ粒子が付着した再付着層10が残ってし
まうことになる。しかし、イオンミリング加工中に、制
御装置65から算出される溝深さHに応じて基板傾斜回
転テーブル機構61により基板傾斜角θを変えるように
制御すれば、図20に示す境界A−B−C−D−E−F
−G−H−I−J−Kの上の領域においても、再付着層
をなくすことができる。即ち、マスク形成工程におい
て、初期マスク断面傾斜角β0 を例えば80°〜88°
に設定若しくは制御し、基板傾斜角θを約45°〜62
°に設定若しくは制御してイオンミリング加工を行い、
例えば制御装置65から時間監視により溝深さHが約4
〜5μmに到達したことが算出されたとき、図16から
明らかなように、イオンミリング加工量が非常に多い基
板傾斜角θを約75°に変えるように基板傾斜回転テー
ブル機構61により制御すれば、溝深さHが約5μmと
きに存在した再付着層10はイオンミリング加工され、
最終的に溝深さH0が6μmになったときには、再付着
層10を除去することができる。またこのとき、レール
幅精度は、約0.6μm/μmから増加するが図16に
示すような約7.5μm/μmまでには至らず、恐らく
3〜4μm/μm内に収めることができる。このように
イオンミリング加工中に基板傾斜角θを変えるように基
板傾斜回転テーブル機構61により制御すれば、図20
に示す領域以外においても、最終溝深さH0をえるトー
タルとして基板イオンミリング速度も非常に高速で、最
終溝深さH0をえるトータルとして再付着量よりもイオ
ンミリング加工量を多くして再付着層をなくすことがで
き、しかもレール幅精度として目標値(仕様)を満足し
た非直線形状の浮上面レール2を加工することができ
る。
Further, the above description is based on the premise that the substrate inclination angle θ is not changed during the ion milling process. Therefore, in the mask forming step, the initial mask sectional inclination angle β 0 is set to, for example, 75 ° or When the substrate tilt angle θ is controlled or set to about 45 °,
As can be seen from FIG. 7 and FIG. 20, the redeposited layer 10 to which the sputtered particles are attached remains on the side surface of the air bearing surface rail 2. However, during the ion milling process, if the substrate tilt rotation table mechanism 61 is controlled to change the substrate tilt angle θ in accordance with the groove depth H calculated from the controller 65, the boundary AB shown in FIG. C-D-E-F
The redeposition layer can also be eliminated in the area above -GHIJK. That is, in the mask forming step, the initial mask cross-sectional inclination angle β 0 is set to, for example, 80 ° to 88 °.
Set or control the substrate tilt angle θ to be about 45 ° to 62 °.
Ion milling processing by setting or controlling at
For example, the groove depth H is about 4 by monitoring the time from the control device 65.
When it is calculated that the substrate tilting angle reaches ˜5 μm, as is apparent from FIG. 16, if the substrate tilting rotary table mechanism 61 is controlled so as to change the substrate tilting angle θ having a large ion milling amount to about 75 °. The reattachment layer 10 that was present when the groove depth H was about 5 μm was ion milled,
When the groove depth H 0 finally becomes 6 μm, the redeposition layer 10 can be removed. Further, at this time, the rail width accuracy increases from about 0.6 μm / μm, but does not reach about 7.5 μm / μm as shown in FIG. 16, and can be kept within 3 to 4 μm / μm. If the substrate tilt rotation table mechanism 61 is controlled to change the substrate tilt angle θ during the ion milling process as described above, FIG.
Also in the region other than the region shown, the substrate ion milling rate in total to obtain a final groove depth H 0 even at very high speeds, by increasing the ion milling amount than redeposition amount as a total to obtain the final groove depth H 0 The redeposition layer can be eliminated, and furthermore, the non-linear air bearing surface rail 2 that satisfies the target value (specification) as the rail width accuracy can be processed.

【0050】なお、イオンミリングガスとしてArが優
れているが、Arの代わりに、SF6、テトラフロメタ
ン等のフロンガスを用いれば、あるいは、Arと上記フ
ロンを混合したガスを用いれば、マスク41の膜厚が2
0μm以下でも、所定の浮上面レール2を形成すること
ができる。但し、膜厚の上限に関しては、約100μm
であり、これを越えると、レール基板8が回転される関
係でマスク41によってイオンビーム59の照射が遮ら
れてマスク41の側面への再付着が除去されずに残るこ
とが発生してくる。
Although Ar is excellent as the ion milling gas, if a fluorocarbon gas such as SF6 or tetrafuromethane is used instead of Ar, or if a gas in which Ar and the above fluorocarbons are mixed is used, the mask 41 will be removed. Film thickness is 2
Even if the thickness is 0 μm or less, the predetermined air bearing surface rail 2 can be formed. However, regarding the upper limit of the film thickness, about 100 μm
If it exceeds this, the irradiation of the ion beam 59 is blocked by the mask 41 due to the rotation of the rail substrate 8, and reattachment to the side surface of the mask 41 remains without being removed.

【0051】またイオンミリングガスとして、He、N
e、Xe等の希ガスも単独あるいは併用して用いること
もできる。その量はイオンミリング加工を行う上で適正
な真空度(1〜5×10~4Torr)となるように混合
すればよい。これら希ガス混合によっては、イオンミリ
ング速度、レール幅精度及び再付着性へほとんど影響し
ない。
As the ion milling gas, He, N
A rare gas such as e or Xe may be used alone or in combination. The amounts may be mixed so that an appropriate vacuum degree (1 to 5 × 10 to 4 Torr) is obtained when performing ion milling. The mixing of these rare gases has little effect on the ion milling speed, rail width accuracy and reattachment.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、ディスクの内周と外周
との間の周速度の違いによる浮上量変化を小さくし、し
かも浮上量が100nm以下を確保して記録密度を高
め、且つ再付着層等による欠陥のない非直線形状の浮上
面レールを、イオンミリング加工によって高精度に形成
することができ、その結果信頼性及び記録密度を高めた
薄膜磁気ヘッド及び磁気ディスク装置を実現することが
できる効果を奏する。
According to the present invention, the change in the flying height due to the difference in the peripheral speed between the inner circumference and the outer circumference of the disk is reduced, and the flying height is secured to 100 nm or less to increase the recording density and To realize a thin-film magnetic head and a magnetic disk device that can form a non-linear air bearing surface rail without defects due to an adhesion layer or the like with high precision by ion milling, and as a result, increase reliability and recording density. There is an effect that can.

【0053】また本発明によれば、ディスクの内周と外
周との間の周速度の違いによる浮上量変化を小さくし、
しかも浮上量が100nm以下を確保して記録密度を高
め、且つ再付着層等による欠陥のない非直線形状の浮上
面レールをイオンミリング加工によってばらつきを少な
くして、能率良く形成することができる効果を奏する。
Further, according to the present invention, the change in the flying height due to the difference in peripheral speed between the inner circumference and the outer circumference of the disk is reduced,
In addition, the flying height is 100 nm or less, the recording density is increased, and the non-linear air bearing surface rail having no defect due to the reattachment layer or the like can be efficiently formed by ion milling with less variation. Play.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディ
スク装置の要部を示した図であり、(a)は薄膜磁気ヘ
ッドの浮上状態を示す斜視図、(b)はその側面図と書
き込み、読み取り部を拡大して示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a main part of a magnetic disk device using a thin film magnetic head according to the present invention, where (a) is a perspective view showing the flying state of the thin film magnetic head, and (b) is a side view thereof. It is the figure which expanded and showed the writing / reading part.

【図2】本発明に係る非直線形状の浮上面レールを形成
した薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a thin film magnetic head having a non-linear air bearing surface rail according to the present invention.

【図3】本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて非直線形
状の浮上面レールのレール幅と浮上量との関係を示した
図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the rail width and the flying height of a non-linear air bearing surface rail in the thin film magnetic head according to the present invention.

【図4】本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて非直線形
状の浮上面レールのレール溝深さと浮上量との関係を示
した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a rail groove depth and a flying height of a non-linear air bearing surface rail in a thin film magnetic head according to the present invention.

【図5】本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて浮上面レ
ールを形成するまでの製造プロセスを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process up to forming an air bearing surface rail in the thin film magnetic head according to the present invention.

【図6】本発明に係るイオンミリング装置の一実施例を
示す概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an ion milling device according to the present invention.

【図7】本発明に係るマスクが形成されたレール基板に
対してイオンミリング加工を施して浮上面レールを形成
する状態を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a state in which an air bearing surface rail is formed by performing ion milling on a rail substrate on which a mask according to the present invention is formed.

【図8】レール基板上に形成されるマスクの断面傾斜角
βを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a sectional inclination angle β of a mask formed on a rail substrate.

【図9】イオンミリング速度の入射角依存性についてマ
スクとレール基板とのそれぞれについて示した図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing the dependence of the ion milling speed on the incident angle for each of the mask and the rail substrate.

【図10】基板傾斜角θを0°にしてイオンミリング加
工によって浮上面レールの形状経時変化を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing changes over time in the shape of the air bearing surface rail by ion milling with the substrate inclination angle θ set to 0 °.

【図11】基板傾斜角θを45°にしてレール基板を回
転させて、初期のマスク断面傾斜角β0に応じたイオン
ミリング加工後のマスク及びレール基板の断面形状を示
す図である。
FIG. 11 is a diagram showing cross-sectional shapes of the mask and the rail substrate after ion milling according to the initial mask cross-sectional tilt angle β 0 by rotating the rail substrate with the substrate tilt angle θ of 45 °.

【図12】基板傾斜角θを45°にしてレール基板を回
転させて、イオンミリング加工した際の初期マスクテー
パ角(初期マスク断面傾斜角)β0とレール幅精度(μ
m/μm)との関係を示した図である。
FIG. 12 shows an initial mask taper angle (initial mask cross-sectional inclination angle) β 0 and rail width accuracy (μ when ion milling is performed by rotating a rail substrate with a substrate inclination angle θ of 45 °.
(m / μm).

【図13】基板傾斜角θを45°にしてレール基板を回
転させて、イオンミリング加工した際の初期マスクテー
パ角(初期マスク断面傾斜角)β0と再付着厚さ(μ
m)との関係を示した図である。
FIG. 13 shows an initial mask taper angle (initial mask cross-sectional inclination angle) β 0 and a re-deposition thickness (μ when ion milling is performed by rotating a rail substrate with a substrate inclination angle θ of 45 °.
It is the figure which showed the relationship with m).

【図14】浮上面レール上に残ったマスクを除去して浮
上面レールの側面に付着した再付着層が除去できない状
態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state where the mask remaining on the air bearing surface rail is removed and the redeposited layer attached to the side surface of the air bearing surface rail cannot be removed.

【図15】イオンミリング加工した際基板傾斜角θと基
板イオンミリング速度(μm/h)との関係を示した図
である。
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a substrate tilt angle θ and a substrate ion milling speed (μm / h) when subjected to ion milling.

【図16】初期マスク断面傾斜角β0を75°にしてレ
ール基板を回転させて、イオンミリング加工した際の基
板傾斜角θとレール幅精度(μm/μm)との関係を示
した図である。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the substrate inclination angle θ and the rail width accuracy (μm / μm) when the rail substrate is rotated with the initial mask cross-sectional inclination angle β 0 of 75 ° and ion milling is performed. is there.

【図17】初期マスク断面傾斜角β0を75°にしてレ
ール基板を回転させて、イオンミリング加工した際の基
板傾斜角θと再付着厚さ(μm)との関係を示した図で
ある。
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the substrate inclination angle θ and the re-deposition thickness (μm) when ion milling is performed by rotating the rail substrate with the initial mask cross-sectional inclination angle β 0 of 75 °. .

【図18】(a)(b)(c)は、それぞれ、初期マス
ク断面傾斜角β0を75°にしてレール基板を回転させ
て、イオンミリング加工した際の基板傾斜角θが15
°、45°、75°の場合のマスクを含めて浮上面レー
ルの形状経時変化を示す図である。
18 (a), (b) and (c) respectively show a substrate tilt angle θ of 15 when ion milling is performed by rotating the rail substrate with the initial mask cross-sectional tilt angle β 0 of 75 °.
It is a figure which shows the time-dependent change of the shape of an air bearing surface rail including the mask in the case of (degrees), 45 degrees, and 75 degrees.

【図19】イオンミリング加工した際のマスクの初期膜
厚T0とレール幅精度(μm/μm)との関係を示した
図である。
FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the initial film thickness T 0 of the mask and the rail width accuracy (μm / μm) when ion milling is performed.

【図20】本発明に係る浮上面レールをイオンミリング
加工した際、基板ホルダ傾斜角θと初期マスク断面傾斜
角β0とを変化させてレール幅精度と再付着の有無とを
表した図である。
FIG. 20 is a diagram showing rail width accuracy and presence / absence of reattachment when the air bearing surface rail according to the present invention is subjected to ion milling, by changing the substrate holder inclination angle θ and the initial mask section inclination angle β 0 . is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…薄膜磁気ヘッド、 2…非直線形状の浮上面レー
ル、 3…バネ 5…テーパ部、 8…レール基板、 9…磁気ディス
ク、 10…再付着層 20…素子形成部、 31…セラミック基板、 32…
素子 33…ヘッドブロック、 34…ヘッドブロック固定治
具 53…プラズマ生成室、 55…ガス供給手段、 58
…イオン引き出し電極 59…イオンビーム、 60…試料室、 61…基板傾
斜回転テーブル機構 62…基板冷却機構、 63…排気手段、 65…制
御装置 70…マスクの側面、 71…スパッタ粒子、 72…
浮上面レールの側面 73…溝の底面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thin film magnetic head, 2 ... Non-linear air bearing surface rail, 3 ... Spring 5 ... Tapered part, 8 ... Rail substrate, 9 ... Magnetic disk, 10 ... Redeposition layer 20 ... Element formation part, 31 ... Ceramic substrate, 32 ...
Element 33 ... Head block, 34 ... Head block fixing jig 53 ... Plasma generation chamber, 55 ... Gas supply means, 58
... Ion extraction electrode 59 ... Ion beam, 60 ... Sample chamber, 61 ... Substrate tilt rotation table mechanism 62 ... Substrate cooling mechanism, 63 ... Exhaust means, 65 ... Control device 70 ... Mask side surface, 71 ... Sputtered particles, 72 ...
Air bearing surface Side of rail 73 ... Bottom of groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今山 寛隆 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hirotaka Imayama 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stock Engineering Institute, Hitachi, Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】側面において外側に拡がった傾斜が付与さ
れ、非直線形状の浮上面レールの形状に対応した形状の
パターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール基
板の浮上面レールを形成する表面に形成するマスク形成
工程と、該マスク形成工程においてマスクが形成された
薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射されるイオンの照
射方向に対して直角な面に対して所定の角度傾斜させて
回転させて前記マスクが形成された表面に前記イオンを
照射して所定の溝深さまでイオンミリング加工して非直
線形状の浮上面レールを形成する非直線形状の浮上面レ
ール加工工程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ドの浮上面レールの形成方法。
1. A surface for forming an air bearing surface rail of a rail substrate for a thin film magnetic head, which is provided with a mask having a pattern that corresponds to the shape of a non-linear air bearing surface rail and is provided with an inclination that spreads outward on the side surface. And the mask forming step for forming the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step is rotated at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. And a non-linear air bearing surface rail processing step of forming a non-linear air bearing surface rail by irradiating the surface of the mask formed with the ions with ions to a predetermined groove depth. And method for forming air bearing surface rail of thin film magnetic head.
【請求項2】側面において外側に拡がった傾斜が付与さ
れ、非直線形状の浮上面レールの形状に対応した形状の
パターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール基
板の浮上面レールを形成する表面に形成するマスク形成
工程と、該マスク形成工程においてマスクが形成された
薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射されるイオンの照
射方向に対して直角な面に対して所望の角度傾斜させて
回転させて前記マスクが形成された表面に前記イオンを
照射して、スパッタ粒子が非直線形状の浮上面レールの
側面に再付着する再付着量よりもスパッタ加工される加
工量を所定の溝深さまでにおいて大きくしてイオンミリ
ング加工して側面に再付着層のない非直線形状の浮上面
レールを形成する非直線形状の浮上面レール加工工程と
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの浮上面レー
ルの形成方法。
2. A surface for forming an air bearing surface rail of a thin film magnetic head rail substrate, which is provided with a mask having a pattern having a shape that corresponds to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an inclination that spreads outward on the side surface. And the mask forming step of forming the mask and the rail substrate for a thin film magnetic head on which the mask is formed in the mask forming step are rotated at a desired angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. The surface on which the mask is formed is irradiated with the ions so that the amount of sputtered particles is greater than the amount of redeposition of the sputtered particles reattaching to the side surface of the non-linear air bearing surface rail within a predetermined groove depth. It is characterized by having a non-linear air bearing surface rail processing step of enlarging and performing ion milling to form a non-linear air bearing surface rail without a redeposition layer on the side surface. The method of forming the air bearing surface rails of the thin-film magnetic head according to.
【請求項3】側面において外側に拡がった傾斜が付与さ
れ、非直線形状の浮上面レールの形状に対応した形状の
パターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール基
板の浮上面レールを形成する表面に形成するマスク形成
工程と、該マスク形成工程においてマスクが形成された
薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射されるイオンの照
射方向に対して直角な面に対して所望の角度傾斜させて
回転させて前記マスクが形成された表面に前記イオンを
照射して、スパッタ粒子が非直線形状の浮上面レールの
側面に再付着する再付着速度よりもスパッタ加工される
加工速度を所定の溝深さまでにおいて大きくしてイオン
ミリング加工して側面に再付着層のない非直線形状の浮
上面レールを形成する非直線形状の浮上面レール加工工
程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの浮上面
レールの形成方法。
3. A surface for forming an air bearing surface rail of a rail substrate for a thin film magnetic head, which is provided with a mask having a pattern having a shape that corresponds to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an inclination that spreads outward on the side surface. And the mask forming step of forming the mask and the rail substrate for a thin film magnetic head on which the mask is formed in the mask forming step are rotated at a desired angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. The surface on which the mask is formed is irradiated with the ions, and the sputtered particles are sputtered at a processing speed up to a predetermined groove depth, which is faster than the re-deposition rate at which the sputtered particles reattach to the side surface of the non-linear air bearing surface rail. And a non-linear air bearing surface rail processing step of forming a non-linear air bearing surface rail without increasing the size of the re-deposited layer by ion milling. The method of forming the air bearing surface rails of the thin-film magnetic head is characterized.
【請求項4】側面において外側に拡がった所望の第1の
傾斜角度で傾斜が付与され、非直線形状の浮上面レール
の形状に対応した形状のパターンを有するマスクを、薄
膜磁気ヘッド用レール基板の浮上面レールを形成する表
面に形成するマスク形成工程と、該マスク形成工程にお
いてパターンの側面に付与された所望の第1の傾斜角度
と前記マスクが形成された薄膜磁気ヘッド用レール基板
に付与される照射されるイオンの照射方向に対して直角
な面に対する所望の第2の傾斜角度との間の関係を設定
又は制御して、前記マスクが形成された薄膜磁気ヘッド
用レール基板を、照射されるイオンの照射方向に対して
直角な面に対して前記所望の第2の傾斜角度で傾斜させ
て回転させて前記マスクが形成された表面に前記イオン
を照射して、スパッタ粒子が非直線形状の浮上面レール
の側面に再付着する再付着量よりもスパッタ加工される
加工量を所定の溝深さまでにおいて大きくしてイオンミ
リング加工して側面に再付着層のない非直線形状の浮上
面レールを形成する非直線形状の浮上面レール加工工程
とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの浮上面レ
ールの形成方法。
4. A rail substrate for a thin film magnetic head, comprising a mask having a pattern having a shape corresponding to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is inclined at a desired first inclination angle which spreads outward on the side surface. A step of forming a mask on the surface forming the air bearing surface rail, and a desired first tilt angle given to the side surface of the pattern in the mask forming step and the rail substrate for a thin film magnetic head on which the mask is formed. A rail substrate for a thin film magnetic head on which the mask is formed by setting or controlling a relationship between a desired second tilt angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the irradiated ions to be irradiated. The surface on which the mask is formed is irradiated with the ions by inclining at a desired second inclination angle with respect to a surface perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated, and The amount of spattering is larger than the amount of redeposition that the particles reattach to the side surface of the non-linear air bearing surface rail up to the specified groove depth, and ion milling is used to remove the redeposition layer on the side surface. And a non-linear air bearing surface rail processing step for forming a linear air bearing surface rail.
【請求項5】側面において外側に拡がった傾斜が付与さ
れ、非直線形状の浮上面レールの形状に対応した形状の
パターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール基
板の浮上面レールを形成する表面に形成するマスク形成
工程と、該マスク形成工程においてマスクが形成された
薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射されるイオンの照
射方向に対して直角な面に対して所定の角度傾斜させて
回転させて前記マスクが形成された表面に前記イオンを
照射して所定の溝深さまでイオンミリング加工して非直
線形状の浮上面レールを形成する非直線形状の浮上面レ
ール加工工程と、該非直線形状の浮上面レール加工工程
で形成された非直線形状の浮上面レール上に残されたマ
スクを除去するマスク除去工程とを有することを特徴と
する薄膜磁気ヘッドの浮上面レールの形成方法。
5. A surface for forming an air bearing surface rail of a rail substrate for a thin-film magnetic head, which is provided with a mask having a pattern having a shape corresponding to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an inclination that spreads outward on the side surface. And the mask forming step for forming the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step is rotated at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. A non-linear air bearing surface rail processing step of forming a non-linear air bearing surface rail by irradiating the surface of the mask with the ions to ion-mill it to a predetermined groove depth, and And a mask removing step for removing a mask left on the non-linear air bearing surface rail formed in the air bearing surface rail processing step. The method of forming the air bearing surface rails.
【請求項6】側面において外側に拡がった傾斜が付与さ
れ、非直線形状の浮上面レールの形状に対応した形状の
パターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール基
板の浮上面レールを形成する表面に形成するマスク形成
工程と、該マスク形成工程においてマスクが形成された
薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射されるイオンの照
射方向に対して直角な面に対して所定の角度傾斜させて
回転させて前記マスクが形成された表面に前記イオンを
照射して形成される溝深さを制御することによって所定
の溝深さまでイオンミリング加工して所望の幅を有する
非直線形状の浮上面レールを形成する非直線形状の浮上
面レール加工工程とを有することを特徴とする薄膜磁気
ヘッドの浮上面レールの形成方法。
6. A surface for forming an air bearing surface rail of a rail substrate for a thin film magnetic head, which is provided with a mask having a pattern that corresponds to the shape of a non-linear air bearing surface rail and is provided with an inclination that spreads outward on the side surface. And the mask forming step for forming the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step is rotated at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. By controlling the groove depth formed by irradiating the surface with the mask with the ions, a non-linear air bearing surface rail having a desired width is formed by ion milling to a predetermined groove depth. And a non-linear air bearing surface rail processing step for forming the air bearing surface rail of the thin film magnetic head.
【請求項7】側面において外側に拡がった傾斜が付与さ
れ、非直線形状の浮上面レールの形状に対応した形状の
パターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール基
板の浮上面レールを形成する表面に形成するマスク形成
工程と、該マスク形成工程においてマスクが形成された
薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射されるイオンの照
射方向に対して直角な面に対して所定の角度傾斜させて
回転させて前記マスクが形成された表面に前記イオンを
照射して形成される溝深さを制御することによって所定
の溝深さまでイオンミリング加工して所望の幅を有する
非直線形状の浮上面レールを形成する非直線形状の浮上
面レール加工工程と、該非直線形状の浮上面レール加工
工程で形成された非直線形状の浮上面レール上に残され
たマスクを除去するマスク除去工程とを有することを特
徴とする薄膜磁気ヘッドの浮上面レールの形成方法。
7. A surface for forming an air bearing surface rail of a rail substrate for a thin film magnetic head, which is provided with a mask having a pattern having a shape corresponding to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an inclination that spreads outward on the side surface. And the mask forming step for forming the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step is rotated at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. By controlling the groove depth formed by irradiating the surface with the mask with the ions, a non-linear air bearing surface rail having a desired width is formed by ion milling to a predetermined groove depth. The non-linear air bearing surface rail processing step and the mask left on the non-linear air bearing surface rail processing step formed in the non-linear air bearing surface rail processing step are removed. The method of forming the air bearing surface rails of the thin film magnetic head and having a mask removing step.
【請求項8】側面において外側に拡がった傾斜が付与さ
れ、非直線形状の浮上面レールの形状に対応した形状の
パターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール基
板の浮上面レールを形成する表面に形成するマスク形成
工程と、該マスク形成工程においてマスクが形成された
薄膜磁気ヘッド用レール基板を、照射されるイオンの照
射方向に対して直角な面に対して所定の角度傾斜させて
回転させて前記マスクが形成された表面に前記イオンを
照射して形成される溝深さを時間的に制御することによ
って所定の溝深さまでイオンミリング加工して所望の幅
を有する非直線形状の浮上面レールを形成する非直線形
状の浮上面レール加工工程とを有することを特徴とする
薄膜磁気ヘッドの浮上面レールの形成方法。
8. A surface for forming an air bearing surface rail of a rail substrate for a thin film magnetic head, which is provided with a mask having a pattern having a shape that corresponds to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an inclination that spreads outward on the side surface. And the mask forming step for forming the thin film magnetic head rail substrate on which the mask is formed in the mask forming step is rotated at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the irradiation direction of the ions to be irradiated. The non-linear air bearing surface having a desired width by ion milling to a predetermined groove depth by temporally controlling the groove depth formed by irradiating the surface on which the mask is formed with the ions. And a non-linear air bearing surface rail processing step of forming a rail, the method of forming an air bearing surface rail of a thin film magnetic head.
【請求項9】側面において外側に拡がった傾斜が付与さ
れ、非直線形状の浮上面レールの形状に対応した形状の
パターンを有するマスクを、薄膜磁気ヘッド用レール基
板の浮上面レールを形成する表面に形成するマスク形成
工程と、該マスク形成工程においてマスクが形成された
薄膜磁気ヘッド用レール基板を回転させて前記マスクが
形成された表面に前記イオンを照射して所定の溝深さま
でイオンミリング加工して非直線形状の浮上面レールを
形成する非直線形状の浮上面レール加工工程とを有する
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの浮上面レールの形成
方法。
9. A surface for forming an air bearing surface rail of a rail substrate for a thin film magnetic head, wherein a mask having a pattern having a shape corresponding to the shape of a non-linear air bearing surface rail, which is provided with an outwardly sloping side surface, is formed. And a step of forming a mask in the mask forming step, and rotating the rail substrate for the thin film magnetic head on which the mask is formed in the mask forming step to irradiate the ions on the surface on which the mask is formed to perform ion milling to a predetermined groove depth. And a non-linear air bearing surface rail processing step for forming a non-linear air bearing surface rail.
【請求項10】再付着層のない外側に拡った傾斜側面を
有する非直線形状の浮上面レールを備え、該非直線形状
の浮上面レールの間に形成される溝深さが4μm〜8μ
mで、該溝の底面において前記非直線形状の浮上面レー
ル近傍に傾斜面を形成したことを特徴とする薄膜磁気ヘ
ッド。
10. A non-linear air bearing surface rail having an outwardly extending inclined side surface without a redeposition layer, wherein a groove depth formed between the non-linear air bearing surface rails is 4 μm to 8 μm.
m, a thin film magnetic head characterized in that an inclined surface is formed near the non-linear air bearing surface rail on the bottom surface of the groove.
【請求項11】レール幅が80μm〜120μmで、再
付着層のない外側に拡った傾斜側面を有する非直線形状
の浮上面レールを備え、該非直線形状の浮上面レールの
間に形成される溝深さが4μm〜8μmで、該溝の底面
において前記非直線形状の浮上面レール近傍に傾斜面を
形成したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
11. A non-linear air bearing surface rail having a rail width of 80 μm to 120 μm and having an inclined side surface extending outward without a redeposition layer, and is formed between the non-linear air bearing surface rails. A thin film magnetic head having a groove depth of 4 μm to 8 μm and having an inclined surface formed in the bottom surface of the groove in the vicinity of the non-linear air bearing surface rail.
【請求項12】再付着層のない外側に拡った傾斜側面を
有する非直線形状の浮上面レールを備え、該非直線形状
の浮上面レールの間に形成される溝深さが4μm〜8μ
mで、該溝の底面において前記非直線形状の浮上面レー
ル近傍に傾斜面を形成した薄膜磁気ヘッドを、磁気ディ
スクに対して低浮上させて、情報を前記薄膜磁気ヘッド
により前記磁気ディスクに記録させるように構成したこ
とを特徴とする磁気ディスク装置。
12. A non-linear air bearing surface rail having an inclined side surface that extends outward without a redeposition layer, and a groove depth formed between the non-linear air bearing surface rails is 4 μm to 8 μm.
At m, a thin film magnetic head having an inclined surface formed near the non-linear air bearing surface rail on the bottom surface of the groove is floated low on the magnetic disk, and information is recorded on the magnetic disk by the thin film magnetic head. A magnetic disk device characterized by being configured to:
JP31067394A 1994-12-14 1994-12-14 Forming method of rail for floating thin film magnetic head, thin film magnetic head and magnetic disk device Pending JPH08167131A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020007157A (en) * 2000-07-14 2002-01-26 포만 제프리 엘 Thin film inductive read write heads having narrow write track width and methods for their production and use
CN100385503C (en) * 2004-03-30 2008-04-30 株式会社东芝 Manufacturing method of magnetic head slider, magnetic head slider and magnetic device
US7497009B2 (en) 2006-01-04 2009-03-03 Tdk Corporation Main pole forming method of perpendicular magnetic recording head

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