JPH10222832A - Magnetic head slider and its production - Google Patents

Magnetic head slider and its production

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Publication number
JPH10222832A
JPH10222832A JP2346297A JP2346297A JPH10222832A JP H10222832 A JPH10222832 A JP H10222832A JP 2346297 A JP2346297 A JP 2346297A JP 2346297 A JP2346297 A JP 2346297A JP H10222832 A JPH10222832 A JP H10222832A
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JP
Japan
Prior art keywords
etching
magnetic head
rail
head slider
resist
Prior art date
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Pending
Application number
JP2346297A
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Japanese (ja)
Inventor
Takako Okawa
貴子 大川
Yasuo Hiyoshi
康夫 日良
Akiko Mizushima
明子 水島
Hideki Sonobe
秀樹 薗部
Hitoshi Taniguchi
斉 谷口
Masayoshi Endo
正義 遠藤
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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Publication date
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Publication of JPH10222832A publication Critical patent/JPH10222832A/en
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the rail width accuracy of a floating surface of a magnetic head slider by lowering the discharge rate of a processing chamber and making the speed at which the material to be etched or reaction product adheres to side walls the same or higher as or than the etching speed of the side walls. SOLUTION: A protective film 15 is deposited on the floating surface by sputtering or CVD and a resist 16 is formed. A mask for processing the rails is formed by lithography. The etching is executed by using the resist 15 as a mask the and the rail patterns of the resist 16 are transferred to alumina titanium carbide 13. Deposits 19 adhere to the alumina titanium carbide 13 and the entire part of the side walls of the resist 16. The deposits 19 consist of the chloride of the aluminum and the chloride of the titanium formed by the reaction of the aluminum and titanium which are the materials to be etched with the etching gas. If a sufficient discharge rate is obtainable at the time of etching, the greater part of the chloride of the aluminum and titanium is gasified and discharged. The chloride adheres to the side walls if the discharge rate is lowered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本技術は薄膜磁気ヘッドスラ
イダ及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a thin film magnetic head slider and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置の記録密度は年々飛躍
的に向上しており、そのためには磁気ヘッドスライダの
浮上量及びそのばらつきを低減することが必須となって
いる。図3は磁気ヘッドスライダの浮上状態の説明図で
あって、磁気ヘッドスライダ1は、磁気ディスク11と
相対する面である浮上面2、テーパ部4、磁気素子5、
空気流入端7、空気流出端8を有し、板ばね10により
支持されている。浮上面2には図2に示すレール3が形
成されている。磁気ディスク回転停止時は磁気ヘッド1
と磁気ディスク11は接触状態にあるが、回転数が一定
値に達すると、図2のレール3に沿って空気流入端7か
ら流入し空気流出端8から流出する空気流により空気ベ
アリングが形成され浮上力が発生し、図3の板ばね10
の押圧力と浮上力により浮上量12が決定される。この
浮上量12を低減するとともに、レール3の作製誤差に
より生じる浮上量ばらつきを低減することが重要な課題
である。
2. Description of the Related Art The recording density of a magnetic disk drive has been dramatically improved year by year. For this purpose, it is essential to reduce the flying height of a magnetic head slider and its variation. FIG. 3 is an explanatory view of the flying state of the magnetic head slider. The magnetic head slider 1 has a flying surface 2 which is a surface facing a magnetic disk 11, a tapered portion 4, a magnetic element 5,
It has an air inlet end 7 and an air outlet end 8 and is supported by a leaf spring 10. The rail 3 shown in FIG. 2 is formed on the floating surface 2. When magnetic disk rotation is stopped, magnetic head 1
And the magnetic disk 11 are in contact with each other, but when the number of rotations reaches a certain value, an air bearing is formed by an air flow flowing in from the air inflow end 7 and flowing out from the air outflow end 8 along the rail 3 in FIG. A floating force is generated, and the leaf spring 10 shown in FIG.
The floating amount 12 is determined by the pressing force and the floating force. It is an important task to reduce the flying height 12 and to reduce the variation in the flying height caused by a manufacturing error of the rail 3.

【0003】近年、浮上量を低減する最も有効な手段と
して、特開平4−276367号公報に開示されている
ように非直線形状のレールを用いる方法が盛んに用いら
れている。
In recent years, as a most effective means for reducing the flying height, a method using a non-linear rail has been actively used as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-27667.

【0004】非直線形状のレールを有する磁気ヘッドス
ライダの形成プロセスを図5を用いて説明する。基板材
料であるアルミナチタンカーバイド13に磁気素子5を
形成した後、該基板を複数の磁気ヘッドスライダからな
るブロック14に切断し所定の寸法になるように研磨し
て浮上面2を形成し(a)、浮上面に保護膜15をスパ
ッタ,CVD等で成膜し(b)、レールを形成するため
のマスク材であるレジスト16を形成しリソグラフィー
によりレジストパターンを形成して(c)、浮上面にエ
ッチング加工によりレールを形成し(d)(e)、個々
の磁気ヘッドに切断し(f)図5の磁気ヘッドスライダ
1’を得る。浮上面にレールを形成する工程(d)は、
レール形状が非直線のため従来の砥石を用いた機械加工
により形成することは不可能であるため、通常反応性イ
オンエッチング,プラズマエッチング,スパッタエッチ
ングやイオンミリングのようなエッチング加工が用いら
れる。
A process for forming a magnetic head slider having a non-linear rail will be described with reference to FIG. After the magnetic element 5 is formed on alumina titanium carbide 13 which is a substrate material, the substrate is cut into blocks 14 each including a plurality of magnetic head sliders and polished to a predetermined size to form the floating surface 2 (a ), A protective film 15 is formed on the air bearing surface by sputtering, CVD or the like (b), a resist 16 which is a mask material for forming a rail is formed, and a resist pattern is formed by lithography (c). (D) and (e), and cut into individual magnetic heads (f) to obtain a magnetic head slider 1 'in FIG. Step (d) of forming a rail on the air bearing surface includes:
Since the rail shape is non-linear and cannot be formed by machining using a conventional grindstone, etching processes such as reactive ion etching, plasma etching, sputter etching and ion milling are usually used.

【0005】非直線形状のレールを有する磁気ヘッドス
ライダの浮上量は浮上面の平面度、レールの形状や深
さ、支持ばねの剛性、支持ばねへの取り付け位置、荷重
等の多くのパラメータにより決定される。そして浮上量
ばらつきは、それぞれのパラメータの作製誤差の影響を
受けて変化するが、なかでも、レールの形状や深さの設
計値からのずれの影響を大きく受ける。そこで上述した
図5の(d)の工程を高精度化することが浮上量ばらつ
きの小さい磁気ヘッドスライダを安定して作製する上で
重要である。
The flying height of a magnetic head slider having a non-linear rail is determined by many parameters such as the flatness of the flying surface, the shape and depth of the rail, the rigidity of the support spring, the mounting position on the support spring, and the load. Is done. The variation in the flying height changes under the influence of the manufacturing error of each parameter, but is particularly affected by the deviation of the rail shape and the depth from the design values. Therefore, it is important to improve the accuracy of the process shown in FIG. 5D in order to stably manufacture a magnetic head slider having a small flying height variation.

【0006】図4にレールの断面形状を示す。(d)の
工程ではレールの形状と深さを高精度化する必要がある
が、本発明はレールの形状精度に係わるものである。レ
ールの深さ精度の向上技術に関して詳細な説明は省略す
るが、一般的には加工量のモニタリング技術が用いられ
るのが常である。レールの形状は、通常、図4にBで示
すレールの幅で評価する。このレールの幅Bは初期のレ
ジストの幅Aに比べると、エッチング加工中にレジスト
が横方向にも加工され初期の幅に比べて細くなるため、
B<Aであるのが通常である。ここでA−Bを寸法シフ
トと定義する。レールの幅の精度は、レジストの露光,
現像条件できまるレジストの幅Aの精度と寸法シフト量
で決定される。すなわち、レジストの露光,現像条件が
最適化されていて、レジストの幅精度Aが高精度であ
り、かつ、寸法シフト量が少ないほどレール幅精度は向
上する。一般的な、レジスト形成、エッチング加工条件
でレール幅の精度が±5%程度までは十分達成できる。
FIG. 4 shows a sectional shape of the rail. In the step (d), it is necessary to improve the shape and depth of the rail, but the present invention relates to the accuracy of the shape of the rail. Although a detailed description of the technology for improving the accuracy of the depth of the rail is omitted, a technology for monitoring the amount of processing is generally used. The shape of the rail is usually evaluated by the width of the rail indicated by B in FIG. The width B of the rail is smaller than the initial width because the resist is processed in the lateral direction during the etching process as compared with the initial width A of the resist.
Usually, B <A. Here, AB is defined as a dimension shift. The accuracy of the rail width depends on the exposure of the resist,
It is determined by the accuracy of the width A of the resist and the amount of dimensional shift determined by the development conditions. That is, the exposure and development conditions of the resist are optimized, the width accuracy A of the resist is high, and the smaller the amount of dimensional shift, the higher the rail width accuracy. Under general conditions of resist formation and etching, the rail width accuracy can be sufficiently achieved up to about ± 5%.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年磁気ヘ
ッドの極低浮上化に伴い、レールの幅に要求される精度
はより厳しくなり、±1%から2%という精度を必要と
するようになった。このような精度を従来の技術のまま
で達成することはかなり困難である。
However, in recent years, with the extremely low flying height of the magnetic head, the accuracy required for the rail width has become more severe, and the accuracy of ± 1% to 2% has been required. Was. It is very difficult to achieve such accuracy with conventional techniques.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明では浮上面に非直線形状のレールをエッチ
ング加工するさいに、側壁のエッチング速度を抑制す
る、すなわち寸法シフトをできる限り小さくする。レー
ル幅のばらつきは、寸法シフト量がばらつくことにより
生じるため、寸法シフトが小さいほどそのばらつきは小
さくなるので、寸法シフトが0であることが最も望まし
い。寸法シフトは0で有れば、そのばらつきも0である
から、レール幅の精度はレジストの幅精度のみの影響を
受ける。レジストの精度は、その膜厚を均一化し、最適
な露光,現像条件を見出せば、十分目標の精度を得るこ
とができる。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, when etching a non-linear rail on the air bearing surface, the etching rate of the side wall is suppressed, that is, the dimensional shift is reduced as much as possible. Make it smaller. Since the rail width variation is caused by the variation in the dimension shift amount, the smaller the dimension shift, the smaller the variation. Therefore, the dimension shift is most preferably 0. If the dimensional shift is 0, the variation is also 0. Therefore, the accuracy of the rail width is affected only by the width accuracy of the resist. As for the precision of the resist, a sufficient target precision can be obtained if the film thickness is made uniform and optimum exposure and development conditions are found.

【0009】側壁のエッチング速度を抑制するために
は、エッチング加工時に被エッチング物もしくは反応生
成物が側壁に付着する速度が側壁がエッチングされる速
度と同等もしくは早くなるような、加工条件を選べばよ
い。そのような加工条件は、たとえば、加工室の排気能
力を低下させて、エッチング時に生じる物質を積極的に
排気しないようにして、側壁に多く付着させること、も
しくは、適当なガスを選択して、容易にガス化しない反
応生成物を作り側壁に付着させること、十分に厚いレジ
ストを用いること等で実現できる。
In order to suppress the etching rate of the side wall, it is necessary to select processing conditions such that the rate at which an object to be etched or a reaction product adheres to the side wall during the etching process is equal to or faster than the speed at which the side wall is etched. Good. Such processing conditions include, for example, lowering the exhaust capacity of the processing chamber so that substances generated during etching are not positively exhausted, to attach a large amount to the side wall, or by selecting an appropriate gas, This can be realized by forming a reaction product that is not easily gasified and attaching it to the side wall, using a sufficiently thick resist, or the like.

【0010】さらに、側壁に付着物が残った状態では、
突起状の付着物が磁気ディスクを傷つけて障害が発生す
ること、付着物の脱落により磁気ディスク装置の障害が
発生することなどが懸念されるため、洗浄や研磨等の方
法により、付着物の一部もしくは全部を除去することが
望ましい。
[0010] Further, in the state where the deposits remain on the side walls,
There is a concern that the protrusion-like deposits may damage the magnetic disk and cause a failure, and that the detachment of the deposits may cause a failure in the magnetic disk drive. It is desirable to remove part or all.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に従
って説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】(実施例1)本発明の第1の実施例を図を
用いて説明する。図2は本発明により形成された磁気ヘ
ッドスライダ1の概観図である。本発明の磁気ヘッドス
ライダ1は浮上面2、該浮上面に形成された非直線形状
のレール3、テーパ部4、磁気素子5、素子形成部6、
空気流入端7、空気流出端8を有する。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic view of the magnetic head slider 1 formed according to the present invention. The magnetic head slider 1 of the present invention has a floating surface 2, a non-linear rail 3, a tapered portion 4, a magnetic element 5, an element forming portion 6, and a non-linear rail 3 formed on the floating surface.
It has an air inlet end 7 and an air outlet end 8.

【0013】本発明の磁気ヘッドスライダの作成プロセ
スを図6,図7,図8,図9,図10を用いて説明す
る。図7に示すように、アルミナチタンカーバイド13
に磁気素子5を形成した後、所定の寸法に切断して複数
のヘッドブロック14を形成し、ヘッドブロックをヘッ
ドブロック研磨治具20に固定して研磨を行い浮上面1
を形成する。ヘッドブロック14をヘッドブロック固定
治具18に整列配置する。このブロックを磁気素子側か
ら見た側面図を図6(a)に示す。浮上面1に保護膜1
5をスパッタもしくはCVDにより成膜した後(b)、
レジスト16を形成してリソグラフィーによりレール加
工用のマスクを形成する(c)。レジスト16をマスク
材としてエッチング加工を行いレジストのレールパター
ンをアルミナチタンカーバイドに転写する(d)。図8
は公知の容量結合方式のRIE装置である。図8で、1
3はアルミナチタンカーバイド、40はメインバルブ、
29は真空ポンプ、35はガス導入口、36はプラズマ
である。ガス導入口35よりエッチングガスを供給し、
バイアス電圧をかけることによりプラズマ36が励起さ
れると共に、イオンは基板へ入射し加工が行われる。R
IEにはBCl3とCl2とアルゴンの混合ガスを用
い、流量はそれぞれ10sccm,4sccm,15sccmであ
り、真空度3Pa、メインバルブの開口率は50%、バイ
アス電圧500V、加工時間400分である。このよう
にして加工されたレール3の溝深さは約10μである
(e)。このときのレールの断面形状を図10(b)に
示す。アルミナチタンカーバイドとレジストの側壁全体
にかけて付着物41が付着している。この付着物は被エ
ッチング物であるアルミとチタンがエッチングガスと反
応して生成したアルミの塩化物及びチタンの塩化物から
なる。アルミの塩化物の沸点は183度、チタンの塩化
物の沸点は136度であるから、エッチング時に十分な
排気速度が得られれば、アルミ及びチタンの塩化物の大
部分はガス化して、真空ポンプへ排気されるが、ここで
は、メインバルブの開口率を下げて、排気速度を遅くし
たために、排気されずに側壁に付着した。そのために側
壁のエッチングは抑制され、エッチング前のレジストの
幅Aは104μmであったのに対し、エッチング後のア
ルミナチタンカーバイドの幅B、すなわちレール幅は1
00μmであり、同時に加工した全レールのレール幅の
ばらつきは3σで0.9μmであった。
The process of manufacturing the magnetic head slider of the present invention will be described with reference to FIGS. 6, 7, 8, 9, and 10. As shown in FIG. 7, the alumina titanium carbide 13
After the magnetic element 5 is formed, a plurality of head blocks 14 are formed by cutting the head element 14 into predetermined dimensions, and the head block is fixed to a head block polishing jig 20 and polished.
To form The head block 14 is arranged on the head block fixing jig 18. FIG. 6A shows a side view of this block as viewed from the magnetic element side. Protective film 1 on air bearing surface 1
5 was formed by sputtering or CVD (b),
A resist 16 is formed, and a mask for rail processing is formed by lithography (c). The resist 16 is etched using the resist 16 as a mask material, and the rail pattern of the resist is transferred to alumina titanium carbide (d). FIG.
Is a known capacitively coupled RIE device. In FIG. 8, 1
3 is alumina titanium carbide, 40 is a main valve,
29 is a vacuum pump, 35 is a gas inlet, and 36 is plasma. An etching gas is supplied from the gas inlet 35,
When a bias voltage is applied, the plasma 36 is excited, and ions are incident on the substrate to perform processing. R
The IE uses a mixed gas of BCl3, Cl2 and argon, the flow rates are 10 sccm, 4 sccm, and 15 sccm, respectively, the degree of vacuum is 3 Pa, the opening ratio of the main valve is 50%, the bias voltage is 500 V, and the processing time is 400 minutes. The groove depth of the rail 3 thus processed is about 10 μm (e). FIG. 10B shows a cross-sectional shape of the rail at this time. The deposit 41 is attached to the entire surface of the side wall of the alumina titanium carbide and the resist. The deposit consists of aluminum chloride and titanium chloride produced by reacting aluminum and titanium to be etched with an etching gas. Since the boiling point of aluminum chloride is 183 degrees and the boiling point of titanium chloride is 136 degrees, if a sufficient pumping speed can be obtained during etching, most of aluminum and titanium chlorides are gasified, and a vacuum pump is used. Here, since the opening ratio of the main valve was reduced and the exhaust speed was reduced, the exhaust gas adhered to the side wall without being exhausted. Therefore, the etching of the side wall was suppressed, and the width A of the resist before etching was 104 μm, while the width B of the alumina titanium carbide after etching, that is, the rail width was 1 μm.
The variation in the rail width of all the rails processed at the same time was 0.9 μm in 3σ.

【0014】エッチング後、研磨布17を用いて研磨加
工(f)を行い、エッチング加工時に生じた付着物を除
去する。このときの研磨加工について以下に詳述する。
図9は、ヘッドブロック14の研磨加工の概念図であ
る。図9で、14はヘッドブロック固定ジグ18上に固
定されたヘッドブロック、21は回転可能なチャック、
17は回転可能な定盤22の上に貼付けた研磨布、23
は研磨液である。ヘッドブロック固定ジグ18上に固定
されたヘッドブロック14をチャック21に取り付け、
回転する研磨布17の表面に研磨液23を供給しなが
ら、ヘッドブロック固定ジグ18上に固定されたヘッド
ブロック14を研磨布17に押圧摺動させながら、定盤
22の半径方向に揺動させる。研磨条件の一例は次の通
りである。定盤22及び研磨布17の直径は300mm、
チャック21と定盤22の回転数は、同方向に20r/mi
n、チャック20の揺動幅10mm、揺動速度5mm/sec、
研磨圧力10kPa、平均研磨速度80mm/sec、研磨布
17としてポリエステル不織布、研磨液23として平均
粒径0.25μのダイヤモンドスラリを用い、10ml/m
inの量を滴下した。研磨時間は3分である。上記条件
で、ポリエステル不織布は十分に変形し、図6(f)に
示すようにレジスト及びレールの側壁とポリエステル不
織布は接触した状態で研磨が行われる。この付着物除去
研磨加工後のレールの断面形状を図10(c)に示す。
図10(b)の研磨前の状態と比較すると、付着物は完
全に除去されてなくなり、レジストは研磨前の位置より
も後退している。ただし、図10(d)に示す研磨後の
レール幅Cとレール溝深さは研磨前と比べ変化していな
いためレール幅の精度は100μm±0.9μmである。
After the etching, the polishing process (f) is performed using the polishing cloth 17 to remove the deposits generated during the etching process. The polishing at this time will be described in detail below.
FIG. 9 is a conceptual diagram of the polishing process of the head block 14. In FIG. 9, 14 is a head block fixed on a head block fixing jig 18, 21 is a rotatable chuck,
17 is a polishing cloth stuck on a rotatable surface plate 22, 23
Is a polishing liquid. The head block 14 fixed on the head block fixing jig 18 is attached to the chuck 21,
While the polishing liquid 23 is supplied to the surface of the rotating polishing pad 17, the head block 14 fixed on the head block fixing jig 18 is swung in the radial direction of the platen 22 while being pressed and slid on the polishing pad 17. . An example of the polishing conditions is as follows. The diameter of the platen 22 and the polishing cloth 17 is 300 mm,
The rotation speed of the chuck 21 and the platen 22 is 20 r / mi in the same direction.
n, the swing width of the chuck 20 is 10 mm, the swing speed is 5 mm / sec,
Polishing pressure: 10 kPa, average polishing rate: 80 mm / sec, polyester nonwoven fabric as the polishing cloth 17, and diamond slurry having an average particle size of 0.25μ as the polishing liquid 23, 10ml / m2.
The amount of in was added dropwise. The polishing time is 3 minutes. Under the above conditions, the polyester nonwoven fabric is sufficiently deformed, and the resist and the side wall of the rail are polished in contact with the polyester nonwoven fabric as shown in FIG. FIG. 10 (c) shows the cross-sectional shape of the rail after this adhering matter removal polishing process.
As compared with the state before polishing in FIG. 10B, the attached matter is not completely removed, and the resist is receded from the position before polishing. However, since the rail width C and the rail groove depth after polishing shown in FIG. 10D do not change from those before polishing, the accuracy of the rail width is 100 μm ± 0.9 μm.

【0015】付着物除去研磨加工の後、レジストを除去
し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図
6(g)に示す個々の磁気ヘッドスライダ1に切断し、
図2に示す磁気ヘッドスライダを得る。
After the adhering matter removal polishing, the resist is removed, the block is peeled off from the head block fixing jig, and cut into individual magnetic head sliders 1 shown in FIG.
The magnetic head slider shown in FIG. 2 is obtained.

【0016】以上のようなプロセスで、レール幅のばら
つきは3σで100μm±0.9μm、すなわち、レール
幅精度1%以下のスライダーレールが得られ、レール幅
のばらつきが低減されることにより、極低浮上が可能な
磁気ヘッドスライダを高歩留まりで生産することができ
る。
By the above process, the rail width variation is 100 μm ± 0.9 μm at 3σ, that is, a slider rail having a rail width accuracy of 1% or less is obtained. A magnetic head slider capable of low flying can be produced at a high yield.

【0017】(比較例1)本発明の第1の比較例を図
5,7,11を用いて説明する。
(Comparative Example 1) A first comparative example of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0018】図7および図5(c)までのプロセスは、
実施例1と同一である。図5(d)のプロセスで、実施
例1と同一の図8に示す公知の容量結合方式のRIE装
置を用い、以下の条件でエッチングする。BCl3とC
l2とアルゴンの混合ガスを用い、流量はそれぞれ20
sccm,8sccm,30sccmであり、真空度3Pa、メインバ
ルブの開口率は100%、バイアス電圧500V、加工
時間400分である。このようにして加工されたレール
3の溝深さは約10μである(e)。このときのレール
の断面形状を図11(b)に示す。実施例1で見られた
側壁の付着物は、この場合見られない。ここでは、メイ
ンバルブの開口率が100%であったため、十分な排気
速度が得られ、アルミとチタンの塩化物の大半が真空ポ
ンプへ排気されたためである。そのために側壁はエッチ
ングされて大きく後退し、エッチング前のレジストの幅
Aは104μmであったのに対し、エッチング後のアル
ミナチタンカーバイドの幅B、すなわちレール幅は80
μmであり、レール幅のばらつきは3σで±6μmであっ
た。エッチング加工後、レジストを除去し、ヘッドブロ
ック固定治具からブロックを剥離し、図5(f)に示す
個々の磁気ヘッドスライダ1に切断し、図2に示す磁気
ヘッドスライダを得る。
The process up to FIG. 7 and FIG.
This is the same as the first embodiment. In the process of FIG. 5D, etching is performed under the following conditions using the well-known capacitively coupled RIE apparatus shown in FIG. BCl3 and C
Using a mixed gas of 12 and argon, the flow rate is 20
sccm, 8 sccm, 30 sccm, the degree of vacuum is 3 Pa, the opening ratio of the main valve is 100%, the bias voltage is 500 V, and the processing time is 400 minutes. The groove depth of the rail 3 thus processed is about 10 μm (e). The cross-sectional shape of the rail at this time is shown in FIG. The deposits on the side walls seen in Example 1 are not seen in this case. Here, since the opening ratio of the main valve was 100%, a sufficient pumping speed was obtained, and most of the chlorides of aluminum and titanium were evacuated to the vacuum pump. Therefore, the side wall was etched and receded greatly, and the width A of the resist before etching was 104 μm, whereas the width B of the alumina titanium carbide after etching, that is, the rail width was 80 μm.
μm, and the variation in rail width was ± 6 μm at 3σ. After the etching process, the resist is removed, the block is peeled off from the head block fixing jig, and cut into individual magnetic head sliders 1 shown in FIG. 5F to obtain the magnetic head slider shown in FIG.

【0019】以上のようなプロセスでは、レール幅精度
は3σで評価して80μm±6μmで、レール幅精度は±
7.5%であり目標値を達成しない。
In the above-described process, the rail width accuracy is 80 μm ± 6 μm evaluated at 3σ, and the rail width accuracy is ± 3 μm.
7.5%, which does not achieve the target value.

【0020】(実施例2)本発明の第2の実施例ではレ
ジスト16のマスクパターンを形成する工程までは第1
の実施例と同様であり、次なる条件でエッチング加工を
行う。図5(d)のプロセスで、図8に示す公知の容量
結合方式のRIE装置を用い、以下の条件でエッチング
する。CF4とアルゴンの混合ガスを用い、流量は共に
20sccmであり、真空度3Pa、メインバルブの開口率は
85%、バイアス電圧500V、加工時間320分であ
る。このようにして加工されたレール3の溝深さは約1
0μである(e)。このときのレールの断面形状を図1
2(b)に示す。アルミナチタンカーバイドとレジスト
の側壁全体にかけて付着物41が付着している。この付
着物の大部分はアルミのフッ化物であり、僅かにチタン
のフッ化物が混入している。アルミのフッ化物の沸点は
1000度以上、チタンのフッ化物の沸点は280度程
度であるから、チタンのフッ化物の大部分はガス化して
真空ポンプへ排気されるが、アルミのフッ化物はガス化
せず側壁に付着する。そのために側壁のエッチングは抑
制され、エッチング前のレジストの幅Aは104μmで
あったのに対し、エッチング後のアルミナチタンカーバ
イドの幅B、すなわち、レール幅は101μmであり、
同時に加工した全レールのレール幅のばらつきは3σで
0.8μmであった。この付着物は水に溶解するアルミ
のフッ化物からなるため、エッチング後に純水を用いて
洗浄し除去する。純水にアルミナチタンカーバイドは溶
解しないため、洗浄後も図12(d)に示すレール幅C
は変化しない。
(Embodiment 2) In the second embodiment of the present invention, the first step up to the step of forming a mask pattern of the resist 16 is the first step.
The etching process is performed under the following conditions. In the process of FIG. 5D, etching is performed under the following conditions using a known capacitively coupled RIE apparatus shown in FIG. A mixed gas of CF4 and argon was used, the flow rate was 20 sccm, the degree of vacuum was 3 Pa, the opening ratio of the main valve was 85%, the bias voltage was 500 V, and the processing time was 320 minutes. The groove depth of the rail 3 thus processed is about 1
0μ (e). The cross-sectional shape of the rail at this time is shown in FIG.
This is shown in FIG. The deposit 41 is attached to the entire surface of the side wall of the alumina titanium carbide and the resist. Most of the deposit is aluminum fluoride, and slightly contains titanium fluoride. Since the boiling point of aluminum fluoride is 1000 degrees or more and the boiling point of titanium fluoride is about 280 degrees, most of titanium fluoride is gasified and exhausted to a vacuum pump. It adheres to the side wall without changing. Therefore, the etching of the side wall was suppressed, and the width A of the resist before etching was 104 μm, whereas the width B of the alumina titanium carbide after etching, that is, the rail width was 101 μm,
The variation of the rail width of all the rails processed at the same time was 0.8 μm in 3σ. Since this deposit is made of aluminum fluoride dissolved in water, it is washed and removed using pure water after etching. Since alumina titanium carbide does not dissolve in pure water, the rail width C shown in FIG.
Does not change.

【0021】洗浄後、レジストを除去し、ヘッドブロッ
ク固定治具からブロックを剥離し、図5(f)に示す個
々の磁気ヘッドスライダ1に切断し、図2に示す磁気ヘ
ッドスライダを得る。
After cleaning, the resist is removed, the block is peeled off from the head block fixing jig, and cut into individual magnetic head sliders 1 shown in FIG. 5F to obtain the magnetic head slider shown in FIG.

【0022】以上のようなプロセスでは、レール幅精度
は3σで評価して101μm±0.8μm、すなわち、±
0.8%であった。
In the above-described process, the rail width accuracy is 101 μm ± 0.8 μm evaluated at 3σ, that is, ±±.
0.8%.

【0023】(実施例3)本発明の第3の実施例ではレ
ジスト16のマスクパターンを形成する工程までは第1
の実施例と同様である。但し、ここでレジストとして、
厚さ約75μmのドライフィルムレジストを使用する。
レジストマスクパターン形成後、次なる条件でエッチン
グ加工を行う。図6(d)のプロセスで、図13に示す
公知のエレクトロンサイクロトロンレゾナンス方式のイ
オン源を有するイオンミリング装置を用い、以下の条件
でエッチングする。C224とアルゴンの混合ガスを
用い、流量は共に10sccmであり、真空度0.05Pa、
加速電圧800V、イオン電流密度1mA/cm2、イオ
ンビームの入射角度45度、加工時間300分である。
このようにして加工されたレール3の溝深さは約10μ
である(e)。このときのレールの断面形状を図14
(b)に示す。アルミナチタンカーバイドとレジストの
側壁全体にかけて付着物41が付着している。この付着
物の大部分はアルミのフッ化物および、レジストとC2
24から生成される有機物であり、僅かにチタンのフ
ッ化物が混入している。側壁は付着物により保護されて
いたため、側壁のエッチングは抑制され、エッチング前
のレジストの幅Aは104μmであったのに対し、エッ
チング後のアルミナチタンカーバイドの幅B、すなわち
レール幅は99μmであり、同時に加工した全レールの
レール幅のばらつきは3σで1.0μmであった。
(Embodiment 3) In a third embodiment of the present invention, the steps up to the step of forming a mask pattern of the resist 16 are the first steps.
This is the same as the embodiment. However, here as resist
A dry film resist having a thickness of about 75 μm is used.
After the formation of the resist mask pattern, etching is performed under the following conditions. In the process of FIG. 6D, etching is performed under the following conditions using an ion milling apparatus having a known electron cyclotron resonance type ion source shown in FIG. A mixed gas of C 2 H 2 F 4 and argon was used, the flow rates were both 10 sccm, the degree of vacuum was 0.05 Pa,
The acceleration voltage is 800 V, the ion current density is 1 mA / cm 2 , the ion beam incident angle is 45 degrees, and the processing time is 300 minutes.
The groove depth of the rail 3 thus processed is about 10 μm.
(E). The cross-sectional shape of the rail at this time is shown in FIG.
(B). The deposit 41 is attached to the entire surface of the side wall of the alumina titanium carbide and the resist. The majority of this deposit is aluminum fluoride and resist and C 2
It is an organic substance produced from H 2 F 4 , and slightly contains titanium fluoride. Since the side walls were protected by the deposits, the etching of the side walls was suppressed, and the width A of the resist before etching was 104 μm, whereas the width B of the alumina titanium carbide after etching, that is, the rail width was 99 μm. The variation in the rail width of all the rails processed at the same time was 1.0 μm in 3σ.

【0024】通常イオンミリングにてレールを加工する
場合は、厚さ30μmないし40μm程度のドライフィル
ムレジストを使用し、図15に示すように加工が進行す
る。加工中に図15(b)の42に示すファセットと呼
ばれる小面ができ、加工終了時は図15(c)に示すよ
うにそのファセットがアルミナチタンカーバイドの面ま
で達する。レジストの側壁の角度は図15(a)に示す
パターン形成時は85度であったのに対し、ファセット
が成長することにより60度となり、よりイオンビーム
にさらされるために付着物が付きにくくなる。そのた
め、厚さが30μmないし40μmのドライフィルムレジ
ストを使用する場合は、付着物はイオンミリング終了時
点で残らない。ところがレジストが厚いと加工は図16
に示すように進行し、ファセットは生じるものの、レジ
ストが厚いためにイオンミリング終了時にファセットは
アルミナチタンカーバイドの面までは到達せず、レジス
トと基板面のなす角度は依然として85度のままである
ため、側壁には厚い付着物が堆積している。
Usually, when processing rails by ion milling, a dry film resist having a thickness of about 30 μm to 40 μm is used, and processing proceeds as shown in FIG. During processing, a small surface called a facet shown at 42 in FIG. 15B is formed, and when the processing is completed, the facet reaches the surface of alumina titanium carbide as shown in FIG. 15C. The angle of the side wall of the resist was 85 degrees at the time of pattern formation shown in FIG. 15A, but became 60 degrees due to the growth of the facet, and it was more exposed to the ion beam, so that it was difficult for deposits to adhere. . Therefore, when a dry film resist having a thickness of 30 μm to 40 μm is used, no deposit remains at the end of ion milling. However, if the resist is thick, the processing will be as shown in FIG.
Although the facet is generated as shown in the figure, the facet does not reach the surface of the alumina titanium carbide at the end of ion milling due to the thick resist, and the angle between the resist and the substrate surface is still 85 degrees because the resist is thick. , Thick deposits are deposited on the side walls.

【0025】イオンミリング後、実施例1と同様に、研
磨布17を用いて研磨加工(f)を行い、イオンミリン
グ時に生じた付着物を除去する。研磨条件は次の通りで
ある。定盤22及び研磨布17の直径は300mm、チャ
ック21と定盤22の回転数は、同方向に20r/min、
チャック20の揺動幅10mm、揺動速度5mm/sec、研磨
圧力10kPa、平均研磨速度80mm/sec、研磨布17
としてポリエステル不織布、研磨液23として平均粒径
0.25μのダイヤモンドスラリを用い、10ml/minの
量を滴下した。研磨時間は5分である。図6(f)に示
すようにレジスト及びレールの側壁とポリエステル不織
布は接触した状態で研磨が行われる。この付着物除去研
磨加工後のレールの断面形状を図14(c)に示す。図
14(b)の研磨前の状態と比較すると、付着物は完全
に除去されてなくなり、レジストは研磨前の位置よりも
後退している。ただし、図14(d)に示す研磨後のレ
ール幅Cとレール溝深さは研磨前と比べ変化していない
ためレール幅の精度は99μm±1.0μmである。ま
た、図14(d)のレール断面の角部の拡大図を図17
に示す。レール角部の保護膜は一部研磨されなくなって
いる。
After the ion milling, the polishing process (f) is performed using the polishing cloth 17 as in the first embodiment, and the deposits generated during the ion milling are removed. The polishing conditions are as follows. The diameter of the platen 22 and the polishing pad 17 is 300 mm, the rotation speed of the chuck 21 and the platen 22 is 20 r / min in the same direction,
The swing width of the chuck 20 is 10 mm, the swing speed is 5 mm / sec, the polishing pressure is 10 kPa, the average polishing speed is 80 mm / sec, and the polishing cloth 17 is used.
Was used, and a diamond slurry having an average particle size of 0.25 μm was used as the polishing liquid 23, and a drop amount of 10 ml / min was dropped. The polishing time is 5 minutes. As shown in FIG. 6F, polishing is performed in a state where the resist and the side wall of the rail are in contact with the polyester nonwoven fabric. FIG. 14C shows a cross-sectional shape of the rail after the adhering matter removal polishing process. As compared with the state before polishing in FIG. 14B, the deposits are not completely removed, and the resist is receded from the position before polishing. However, since the rail width C and the rail groove depth after polishing shown in FIG. 14D do not change from those before polishing, the accuracy of the rail width is 99 μm ± 1.0 μm. FIG. 17 is an enlarged view of a corner of the rail cross section of FIG.
Shown in The protection film at the corners of the rail is no longer polished.

【0026】付着物除去研磨加工の後、レジストを除去
し、ヘッドブロック固定治具からブロックを剥離し、図
6(g)に示す個々の磁気ヘッドスライダ1に切断し、
図2に示す磁気ヘッドスライダを得る。
After the adhering matter removal polishing, the resist is removed, the block is peeled off from the head block fixing jig, and cut into individual magnetic head sliders 1 shown in FIG.
The magnetic head slider shown in FIG. 2 is obtained.

【0027】以上のようなプロセスでは、レール幅精度
は3σで評価して±1.0%であった。
In the above-described process, the rail width accuracy was ± 1.0% when evaluated with 3σ.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明により、レールの横方向のエッチ
ングが抑制されるため、レール幅の精度が大幅に向上
し、極低浮上が可能な磁気ヘッドを安定して供給するこ
とができる。
According to the present invention, since the etching of the rail in the lateral direction is suppressed, the accuracy of the rail width is greatly improved, and a magnetic head capable of extremely low flying can be stably supplied.

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

【図1】本発明の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す
説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing a method of manufacturing a magnetic head slider according to the present invention.

【図2】本発明の磁気ヘッドスライダを示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view showing a magnetic head slider of the present invention.

【図3】磁気ヘッドスライダの浮上状態の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a flying state of a magnetic head slider.

【図4】寸法シフトを示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a dimensional shift.

【図5】従来の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す説
明図。
FIG. 5 is an explanatory view showing a method for manufacturing a conventional magnetic head slider.

【図6】実施例1の磁気ヘッドスライダの製造方法を示
す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the method for manufacturing the magnetic head slider according to the first embodiment.

【図7】磁気ヘッドスライダの製造方法を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory view showing a method of manufacturing the magnetic head slider.

【図8】容量結合方式のエッチング装置の説明図。FIG. 8 is an explanatory view of a capacitive coupling type etching apparatus.

【図9】付着物除去研磨加工の説明図。FIG. 9 is an explanatory view of a deposit removal polishing process.

【図10】実施例1の磁気ヘッドスライダの製造方法の
断面図。
FIG. 10 is a sectional view of the method for manufacturing the magnetic head slider according to the first embodiment;

【図11】比較例1の磁気ヘッドスライダの製造方法の
断面図。
FIG. 11 is a sectional view of a method for manufacturing a magnetic head slider of Comparative Example 1.

【図12】実施例2の磁気ヘッドスライダの製造方法の
断面図。
FIG. 12 is a sectional view of the method for manufacturing the magnetic head slider according to the second embodiment.

【図13】イオンミリング装置の説明図。FIG. 13 is an explanatory view of an ion milling apparatus.

【図14】実施例3の磁気ヘッドスライダの製造方法の
断面図。
FIG. 14 is a sectional view of the method of manufacturing the magnetic head slider according to the third embodiment.

【図15】エッチングの進行の説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram of the progress of etching.

【図16】厚膜のレジストを使用した場合のエッチング
の進行の説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram of the progress of etching when a thick-film resist is used.

【図17】実施例3のスライダレールの断面図。FIG. 17 is a sectional view of a slider rail according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…レール、13…アルミナチタンカーバイド、15…
保護膜、16…レジスト。
3 ... rail, 13 ... alumina titanium carbide, 15 ...
Protective film, 16: resist.

フロントページの続き (72)発明者 薗部 秀樹 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 (72)発明者 谷口 斉 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 (72)発明者 遠藤 正義 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所ストレージシステム事業部内Continued on the front page (72) Inventor Hideki Sonobe 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside of Hitachi, Ltd. In-house Research Institute (72) Inventor Masayoshi Endo 2880 Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Storage Systems Division, Hitachi, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】磁気ヘッドスライダの浮上面にレールを反
応性イオンエッチングもしくはスパッタエッチングもし
くはイオンミリングにより加工するさいに、加工室の排
気能力を低下させて、側壁の加工速度に対し、上記側壁
に被エッチング物もしくは反応生成物が付着する速度が
同一もしくは早くなるように制御することを特徴とする
磁気ヘッドスライダの製造方法。
When a rail is formed on a floating surface of a magnetic head slider by reactive ion etching, sputter etching, or ion milling, the exhaust capacity of a processing chamber is reduced, and the processing speed of the side wall is reduced. A method of manufacturing a magnetic head slider, wherein the speed at which an object to be etched or a reaction product adheres is controlled to be the same or faster.
【請求項2】磁気ヘッドスライダの浮上面にレールを反
応性イオンエッチングもしくはスパッタエッチングもし
くはイオンミリングにより加工するさいに、被加工物と
エッチングガスの作る反応生成物の沸点が300度以上
であるようなエッチングガスを添加して、側壁の加工速
度に対し、上記側壁に被エッチング物もしくは反応生成
物が付着する速度が同一もしくは早くなるように制御す
ることを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造方法。
2. A process for forming a rail on a floating surface of a magnetic head slider by reactive ion etching, sputter etching, or ion milling so that a reaction product produced by an etching gas and a workpiece has a boiling point of 300 ° C. or more. A method for manufacturing a magnetic head slider, characterized in that the etching speed is controlled so that the rate at which an object to be etched or a reaction product adheres to the side wall is equal to or faster than the processing speed of the side wall by adding a suitable etching gas.
【請求項3】磁気ヘッドスライダの浮上面にレールを反
応性イオンエッチングもしくはスパッタエッチングもし
くはイオンミリングにより加工するさいに、マスク材料
の厚さを被加工材の加工深さの7倍以上として、側壁の
加工速度に対し、上記側壁に被エッチング物もしくは反
応生成物が付着する速度が同一もしくは早くなるように
制御することを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造方
法。
3. A method of forming a rail on a floating surface of a magnetic head slider by reactive ion etching, sputter etching, or ion milling, wherein the thickness of a mask material is set to be at least seven times the processing depth of a material to be processed. A method of manufacturing a magnetic head slider, wherein the processing speed is controlled so that the speed at which an object to be etched or a reaction product adheres to the side wall is the same or faster.
【請求項4】請求項1,2,3または4において、水ま
たは有機溶剤を用いた洗浄により上記側壁に付着した付
着物の一部もしくは全部を除去する磁気ヘッドスライダ
の製造方法。
4. The method of manufacturing a magnetic head slider according to claim 1, wherein a part or all of the attached matter on the side wall is removed by washing with water or an organic solvent.
【請求項5】請求項1,2,3または4において、上記
エッチング加工を行ったのちに、研磨により上記側壁に
付着した付着物の一部もしくは全部を除去する磁気ヘッ
ドスライダの製造方法。
5. The method of manufacturing a magnetic head slider according to claim 1, wherein after the etching process is performed, a part or all of the deposits attached to the side wall by polishing are removed.
【請求項6】請求項1,2,3,4,5または6の方法
を用いて作製した磁気ヘッドスライダ。
6. A magnetic head slider manufactured by using the method of claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010152991A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv Magnetic head slider, magnetic disk drive having the same mounted thereon, and method of manufacturing the magnetic head slider

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