JPS62132210A - 薄膜磁気ヘツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造プロセスを用いて製造さ〔発明の
概要〕 本発明は、ウェハ上に下部磁性体、コイル導体。

上部磁性膜を絶縁膜を介して積層することにより複数の
？ｄｉ膜磁気ヘッド素子を形成し、さらに上記薄膜磁気
ヘッド素子上に保護膜を積層し、各薄膜磁気ヘッドに分
割するに際し、 各薄膜磁気ヘッド素子の磁気記録媒体対接面となる切断
位置に対して予め所定角度となるように上記保護膜に異
方性エツチングを施し面取り加工をした後、切断するこ
とにより、 信頼性に優れた薄膜磁気へ・７ドを精度良く、しかも効
率良く製造しようとしたものである。

〔従来の技術〕

磁気記録の分野においては、高密度記録化に伴い磁気記
録媒体は高抗磁力化の方向にあり、記録再生波長も短波
長化の一途をたどっている。したがって、磁気ヘッドに
おいても、高飽和磁束密度を有するコア材を用い、また
狭ギャップ化を進める等、上記高密度記録化への対応を
図っ°ζいる。

このような要望を満足する磁気ヘッドとして、磁気回路
を構成する磁性薄膜やコイル導体等がスパッタリングに
代表される真空薄膜形成技術で形成された薄膜磁気ヘッ
ドが注目されている。この薄膜磁気ヘッドは、狭ギャッ
プ、狭トラ・ツク化が可能であるため、高トラツク密度
記録が可能である等、多くの長所を有し、今後の高記録
密度化に大きな役割を果たすと考えられる。

一方、上述の薄膜磁気ヘッドを装着した磁気ディスク装
置にあっては、その機構をより簡便なものにする等の観
点より、磁気記録媒体の起動・停止時に、ヘッドが磁気
記録媒体に直接慴動接触する、いわゆるコンタクト・ス
タート・ストップ方式（以下Ｃ８Ｓ方式と略す）が採用
されている。

この場合、Ｃ８Ｓ時におけるヘッドの耐摩耗性を確保す
ることが極めて重要な問題となっている。

さらに、近年の高密度記録化に対応して、へ・ノドと磁
気記録媒体との空隙を小さく、かつ安定に保持する技術
が要望されている。

従来、これら要望を満足する１；ｖ膜磁気ヘッドとして
、下部磁性体上にコイル導体や上部磁性膜を絶縁膜を介
して順次積層してなる薄膜磁気ヘッド素子をスライダと
一体化するとともに、この薄膜磁気ヘッド素子を保護す
る等の目的で、上記薄膜磁気ヘッド素子上に保護膜を形
成したものが使用されている。上記スライダは磁気記録
媒体と対向する如く配設され、記録再生時には上記薄膜
磁気ヘッドと磁気記録媒体との間に空気流が流入し、ヘ
ッドが浮上するように構成されている。

ところが、近年の高記録密度化に伴い浮上量の一層の狭
小化が進み、磁気記録媒体の損傷やヘッドクラッシュ等
を引き起し易くなっており、この改善が望まれている。

そこで、上記保護膜の一端（空気流出側）に面取り加工
を施してなる薄膜Ｃａｌ気ヘッド′が考えられる。この
ように保護膜にテーパ面を形成すれば、ＣＳＳ時に薄膜
磁気ヘッドと磁気記録媒体との接触圧が緩和され、ヘッ
ドの耐摩耗性が向上するとともに、ヘッドクラッシュ等
が妨げられる。また、上記浮上量も低減できるとともに
、安定浮上が可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の面取り加工を回転砥石等を用いた
機械的手段で行おうとすると、上記保護膜の膜厚が２０
〜３０１１ｍ程度と極めて薄いことから、精度良く加工
することが非常に困難である。

また、この面取り加工を各薄膜磁気ヘッド素子に切断し
た後に行おうとすると、各ヘッド素子毎に加工する必要
があり、非常に手間を要する工程となり生産性に劣る。

そこで、本発明は上述の実情に鑑みて提案されたもので
あって、信頼性に優れた薄膜磁気ヘッドを精度良く、し
かも効率良く製造できる薄膜磁気ヘッドの製造方法を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上述の目的を達成するために鋭断する前
に、フォトリソグラフィ技術を用いて保護膜（空気流出
側）の面取り加工を行えば、精度良く、しかも効率良く
薄膜磁気ヘッドが製造できることを見出し、本発明を完
成するに至った。

すなわち、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、ウェ
ハ上に下部磁性体、コイル導体、上部磁性膜を絶縁膜を
介して積層することにより複数の薄膜磁気ヘッド素子を
形成し、さらに上記薄１１９　＋ｒｔ気ヘッド素子上に
保護膜を積層し、各薄膜磁気ヘッドに分割するに際し、
予め各薄膜磁気ヘッド素子の磁気記録媒体対接面となる
切断位置に対して予め所定角度となるように上記保護膜
に異方性エツチングを施し面取り加工をした後、切断す
ることを特徴とするものである。

〔作用〕

各薄膜磁気ヘッド素子に対する保護膜の面取り加工をウ
ェハ上で一括して行うので、生産効率が向上する。また
、上記面取り加工は異方性エッチる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

本発明の製造方法で薄膜磁気ヘッドを製造するには、先
ず、第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）に示すように、薄膜
形成技術やフォトリソグラフィ技術等の半導体製造プロ
セスを用いてウェハ（１）上に下部磁性体（３）、コイ
ル４体（４）、上部磁性膜（５）。

絶縁膜（６）を形成し、上記下部磁性体（３）と上部磁
性膜（５）との共働で磁気回路を構成し、記録再生を行
う薄膜磁気ヘッド素子（２）を一括形成する。

上記ウェハ（１）は、上記薄膜磁気ヘッド素子（２）を
浮上させる役目をするスライダとなるもので、この材料
としては、セラミック等の非磁性材料、あるいはＭｎ−
Ｚｎ系フェライト等の強磁性酸化物材料等よりなる磁性
材料が使用でき、磁性材料を使用した場合には下部磁性
体（３）として兼用することができる。また、このウェ
ハ（１）の厚みＬは、スライダの長さに等しくすること
が好ましい。

また、上記下部磁性体（３）としては、Ｆｅ−Ａ（１−
Ｓｉ系合金（センダスト）やＦｅ−Ｎｉ系合金（パーマ
ロイ）等の強磁性金属材料が使用される。

さらに、上記下部磁性体（３）上に絶縁膜を介して形成
されるコイル導体（４）は、ＣｕやＡＡ等の金属導体を
スパッタリング等で被着した後、この金属導体に対して
フォトエツチングを施して形成するもので、この巻線構
造は、スパイラル型、スパイラル多層型、多層ヘリカル
型、ジグザク型等、如何なる巻線構造であっても良い。

さらにまた、このコイル導体（４）上に絶縁膜を介して
被着される上部磁性膜（５）とては、センダストやパー
マロイ等の強磁性金１料が使用され、その膜付は方法と
しては、フラッシュ蒸着法、ガス中蒸着法、イオンブレ
ーティング法、スパッタリング法１等に代表される真空
薄膜形成技術が採用される。

次に、第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）に示すように、上
記薄膜磁気ヘッド素子（２）を保護し、かつ磁気記録媒
体との当たりを確保するための保護膜（７）をスパッタ
リング法により被着形成する。

上記保護膜（７）としては、一般に保護膜として使用さ
れるものであれば如何なるものでも良く、例えばＳｉＯ
□等の非磁性材料が使用される。あるいは、この保護膜
上に二硫化モリブデンＭｏＳ。

、カーボンＣ１二硫化タングステンＷＳ、、窒化硼素Ｂ
Ｎ等の潤滑作用を有する物質を形成しても良い。本実施
例では、上記保護■り（７）の膜厚を３０μｍとした。

なお、スパンクリングから上記薄膜磁気ヘッド素子（２
）（特に上部磁性膜）を保護するために、上部磁性膜上
（５）上にＣｒ膜等の非磁性膜を形成した後、保護膜（
７）を形成しても良い。

さらに、上記保護膜（７）に対してラッピングを施し保
護膜表面を平坦化する。

次いで、各薄膜磁気ヘッド素子（２）に分割するｌ）を
切断する前に予め異方性エツチングを用いて上記保護膜
（７）にテーパ面を形成した後、分割する。

すなわち、第３図（Ａ）及び第３図（Ｂ）に示すように
、保護膜（７）上に所望パターンのレジスト（８）を形
成した後、第４図（Ａ）及び第４図（Ｂ）に示すように
、各薄膜磁気ヘッド素子（２）の６ｄ気記録媒体対接面
（９）に対応する位置に対して所定の角度θとなるよう
に上記保護膜（７）に異方性エツチングを施しテーパ面
（７ａ）を形成する。

上記レジスト（８）パターンは、例えば第３図（Ａ）に
示すように、各薄膜磁気ヘッド素子（２）の磁気記録媒
体対接面（９）となる位置より若干後方より、上記薄膜
磁気ヘッド素子（２）を被覆するように帯状に形成する
。

また、異方性エツチングを施した後のテーパ面（７ａ）
の傾斜角度θは、薄膜磁気ヘッドが磁気記録媒体に接地
する角度と略等しく設定する。この角度θが、大きすぎ
ても小さすぎても、媒体とヘッ傷やヘッドクラッシュの
原因となり好ましくない。

上記異方性エツチングとしては、平行平板形プラズマ装
置によりｔｏ−”〜１０−’Ｔｏｒｒ程度のガス圧で、
プラズマ中でのイオンの試料表面への入射を利用した反
応性イオンエツチング（ＲＩ　Ｅ）、あるいは無電極か
つ低ガス圧放電の可能な電子サイクロトロン共鳴（ＥＣ
Ｒ）プラズマを利用したＥＣＲイオン源による反応性イ
オンビームエツチング、等の異方性の選択エツチング特
性に優れたエツチングが採用される。

続いて、上記レジスト（８）を除去した後、第４図（Ａ
＞に示すｘ−ｘ　’線及びＹ−Ｙ　’線の位置で上記ウ
ェハ（１）を各薄膜磁気ヘッド素子（２）毎に格子状に
切り出し、さらにウェハ（１）の一端（薄膜磁気ヘッド
素子（２）の形成面の反対側）を面取り加工しテーパ面
（１ｂ）を形成して、第５図に示す薄膜磁気ヘッドを形
成する。

最後に、第６図に示すように、浮動面（１ａ）幅を確保
し、ヘッドに負圧（薄膜磁気ヘッドを磁気記録媒体に引
き付ける力）を生じさせるための段差溝（１２）をイオ
ンエツチング等の手法で形成し、ウェハ（１）をいわゆ
るスライダとした薄膜磁気ヘッド（１３）を完成する。

したがって、上記薄膜磁気ヘッド（１３）に対して、第
６図中矢印Ｚ方向に磁気記録媒体を走行させると、テー
パ面（１ｂ）側より空気流が流入し、浮動面（ｌａ）に
浮上刃（正圧力）が生じるとともに上述の負圧が生じ、
薄膜磁気ヘッド（１３）は所定の浮上量をもって浮上し
、記録・再生が行われる。

本実施例で作製された薄膜磁気ヘッドと、保護膜にテー
パ面を形成しない薄膜磁気ヘッドについてＣＳＳ特性を
調べたところ、本実施例の′ｉｌ膜磁気ヘッドは２００
００回のＣ８Ｓに対して何等支障はなかったが、テーパ
面のない薄膜磁気ヘッドは７０００〜８０００回でヘッ
ドクラッシュを生じた。この結果からも明らかなように
、保護膜に所定角度を有するテーパ面を形成することに
より、Ｃ８Ｓ特性が大幅に向上し、ヘッドの信頼性が向
上する。

なお、上記薄膜磁気ヘッド（１３）に対して、第７図に
示すように、ウェハ（スライダ）（１）の浮動面（１ａ
）に円筒研磨を施しても良い。すなわち、浮動面（ｌａ
）の断面形状を楕内部及び直線部で構成することにより
、スライダ（１）の空気流入端が磁気記録媒体に対して
極めて低角度となって、ＣＳＳ特性がより向上する。こ
の場合、空気流出端の接線に対してスライダ（１）側の
テーパ面（１ｂ）の距離りは０．２μｍ程度に設定する
ことが好ましい。なお、上記楕内部の長軸と短軸との比
は磁気記録媒体との接触状態を考慮して適宜選択すれば
良い。

あるいは、第８図に示すように、上記薄膜磁気ヘッドに
対し、浮動面（１ａ）の空気流出端側（テーパ面（７ａ
）側）にイオンエツチング等で段差部（２１）を形成し
ても良い。このような構成とすることにより、ＣＳＳ時
にも薄膜磁気ヘッド素子が磁気記録媒体と非接触状態に
なり、ヘッドが磁気記録媒体によってキズ付けられるこ
とはなくなる。また、この段差部（２１）は、正圧をほ
とんどど受けることがないので、低浮上化が可能となり
、高密度記録ｌは、溝（２１）の深さをＨとし、）Ｗ膜
磁気ヘッドが浮上している時の磁気記録媒体と浮動面（
１ａ）とでなす角度をαとしたときに、 １！＝Ａ／ｌａｎα なる関係を満足するように設定することが好ましい。

さらに、第９図に示すように、浮動面（１ａ）の空気？
Ｍ出端（テーパ面（７ａ）側）の一部にイオンエツチン
グ等の手法で外側に開口する溝（２３）を形成しても良
い。このような構成とすることにより、この溝（２３）
で磁気記録媒体に対して負圧が生じ、薄膜磁気ヘッドの
浮上量を小さくすることができる。

また、磁気記録媒体の走行速度が大きくなるとともに、
上記負圧も大きくなるので、走行速度が大きくなっても
浮上量の変化の少ない薄膜磁気ヘッドとなる。このよう
に空気流出端にテーパ面（７ａ）及び溝（２３）を形成
することにより、高密度記録化に対応した薄膜磁気ヘッ
ドとして信頼性の高いものとなる。なお、上記溝（２３
）の深さは、負圧を生このように、本発明では、保、ｉ
！！膜（７）に面取り加工を施しているので、信頼性に
優れたＦ、Ｖ膜磁気ヘッドが得られる。しかも、フォト
リソグラフィ技術で上記面取り加工を行っているので、
加工精度が大幅に向上する。また、この面取り加工は半
導体製造プロセスを用いて一括して行えるので、生産性
も大幅に向上する。

なお、本実施例では、スライダと薄膜磁気ヘッド素子を
一体形成する方法を例に挙げて説明したが、スライダと
薄膜磁気ヘッド素子とを別々に加工した後、ガラス融着
する方法にも本発明は適用されることはいうまでもない
。また、本発明はマルチチャンネルの薄膜磁気ヘッドを
製造する場合にも適用されることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、各
薄膜磁気ヘッド素子に対する保護膜の面取り加工をウェ
ハ上で一括して行っているので、生産効率が大幅に向上
する。また、上記面取り加工を異方性エツチングを用い
て行っているので、加工精度も向上する。

したがって、本発明で１！！造されるＦ’Ｊ　ＩＩＱ　
（ｉ気ヘッドは、高密度記録化に対応した薄膜磁気へ、
ドとして信頼性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ＞ないし第５図は本発明の７！１）膜財気ヘ
ッドの製造方法をその工程に従って示すものであり、第
１図（Ａ）は薄膜Ｋｌ気ヘッド素子形成工程を示す概略
的な平面図、第１図（Ｂ）は第１図ａ−ａ線における断
面図、第２図（Δ）は保；Ｗ膜形成工程を示す概略的な
平面図、第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）ｂ−ｂ線における
断面図、第３図（Ａ）はレジストパターン形成工程を示
す概略的な平面図、第３図（［３）は第３図（Ａ）ｃ−
ｃ線における断面図、第４図（Ａ）は保護膜の面取り加
工工程を示す１！！略的な平面図、第４図（Ｂ）は第４
図（Ｂ）ｄ−ｄ線における断面図、第５図はスライダの
面取り加工工程を示す断面図である。 第６図は本発明により製造される薄膜磁気ヘッドを示す
斜視図である。 第７図ないし第９図は本発明により製造される薄膜磁気
ヘッドの他の例を示すもので、第７図は厚り１面を楕円
状に研磨した薄膜磁気ヘッドの断面図、第８図は浮動面
の空気流出端側に段差部を設げた薄膜磁気ヘッドの斜視
図、第９図は浮動面の空気流出端側の一部に溝を形成し
たａＩＩ２磁気ヘッドの斜視図である。 ■・・・・・・ウェハ（スライダ） １ａ・・・・・浮ｖｊ面 ２・・・・・・薄ｎＰｉ、磁気ヘッド素子３・・・・・
・下部磁性体 ４・・・・・・コイル導体 ５・・・・・・上部磁性膜 ６・・・・・・絶縁膜 ７・・・・・・保護膜 ７ａ・・・・・テーパ面 イ呈［４仔へ子警工、宇ｈｊピ１ぞ１ｂ目第２図（Ａ） 第２図（Ｂ） Ｌシ′ストへ〇９−ン育４Δルエ、オ呈１木−＋　Ｊ’
ｅｉ　Ｆｉｇ第３図（Ａ） １３１’Ｎ（ｘ）ｃ　−ｃｍ　１：ｉ　嘴ｊｉ　蛸営’
＄第３図（Ｂ） 第４図（Ｂ） スう什”／Ｉｌｉ％ズリつＯ−と末Ａけ午亡昂δ第５図 旦 ｉ晩区へ勺Ｆ゛諌博■ ４（−ｔ（ｅｔｑ　Ｐ　４で１−１９１１第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ウェハ上に下部磁性体、コイル導体、上部磁性膜を絶縁
   膜を介して積層することにより複数の薄膜磁気ヘッド素
   子を形成し、さらに上記薄膜磁気ヘッド素子上に保護膜
   を積層し、各薄膜磁気ヘッドに分割するに際し、 各薄膜磁気ヘッド素子の磁気記録媒体対接面となる切断
   位置に対して予め所定角度となるように上記保護膜に異
   方性エッチングを施し面取り加工をした後、切断するこ
   とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。