JPH06150254A

JPH06150254A - 薄膜磁気ヘッド用基板及び薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH06150254A
Application number: JP32147992A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Tsunewaki; 謙一郎常脇
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】基板の反りの無い信頼性の高い薄膜磁気ヘッ
ド用基板を提供する。【構成】非磁性基板１上に絶縁膜２が形成されてなる
薄膜磁気ヘッド用基板において、絶縁膜２が形成される
表面１ａと反対側の裏面１ｂの平坦度が±０．５μｍで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜磁気ヘッド用基板
及び薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、薄膜磁気ヘッドが形成される薄
膜磁気ヘッド用基板には、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ等の如き
セラミックスよりなる基板が使用されている。かかる基
板の表面には、通常、基板の表面性を考慮してアルミナ
等の絶縁膜が下地膜としてスパッタリング等によって数
μｍ〜数十μｍ厚に成膜されている。このため、絶縁膜
成膜時の膜応力や熱応力によって基板が反ってしまう。
例えば、その反りによる基板の平坦度は、直径が３イン
チの基板で数μｍ程度となっている。

【０００３】上記基板の平坦度は、薄膜磁気ヘッドを作
製するウエハープロセス工程の歩留りに大きく影響す
る。例えば、フォトリソグラフィー工程では、レジスト
の塗布厚むらの原因となってパターン精度の低下が発生
する。または、エッチング工程においては、基板冷却効
果の低減につながる等の問題が発生する。

【０００４】上記等の理由により基板平坦度は、±０．
５μｍ以下が要求される。基板の平坦度をこの規格に入
れるには、反った基板を研磨することが考えられる。研
磨すに際しては、通常研磨レートをかせぐために加圧す
る。しかし、基板の表裏両面が常に均一に反っていると
は限らないため、加圧する基板裏面の平坦度が悪いと面
内に加圧むらが起きる。そのため、基板表面に偏摩耗が
発生し、平坦度が悪化する。したがって、かかる基板上
に薄膜磁気ヘッドを形成した場合には、電磁変換特性及
び信頼性が低下した磁気ヘッドが作製される虞れがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、かか
る実情に鑑みて提案されたものであり、基板の反りの無
い薄膜磁気ヘッド用基板を提供するとともに、この基板
上にプロセスダメージを最小限に抑えて形成される電磁
変換特性並びに信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されたものであり、非磁性基板上に
絶縁膜が形成されてなる薄膜磁気ヘッド用基板におい
て、絶縁膜が形成される表面と反対側の裏面の平坦度が
±０．５μｍ以下であることを特徴とする。

【０００７】さらに本発明は、上記反りの無い薄膜磁気
ヘッド用基板に薄膜磁気ヘッドを形成することを特徴と
する。

【０００８】

【作用】本発明においては、絶縁膜が形成される表面と
反対側の裏面の平坦度が±０．５μｍ以下とされた反り
の無い薄膜磁気ヘッド用基板上に、フォトリソグラフィ
ー技術によって順次薄膜磁気ヘッドが作製されるので、
レジストの塗布むらが減少し、またコンタクト露光時の
マスクとの密着が良好なものとなってパターン精度が向
上する。さらに、スパッタリングやエッチング工程にお
ける基板冷却効果が上がり、プロセスダメージが最小限
に抑えられる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を適用した薄膜磁気ヘッド用基
板及び薄膜磁気ヘッドの具体的な実施例について、本発
明を明確なものとするために上記薄膜磁気ヘッドの製造
プロセスに沿った形で図面を参照しながら詳細に説明す
る。先ず、図１に示すように、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ、Ｓ
ｉＣ、ＺｒＯ₂等の如きセラミックスよりなる非磁性基
板１の表面１ａにアルミナ等からなる絶縁膜２をスパッ
タリングする。

【００１０】本実施例では、直径３インチのＡｌ₂Ｏ₃
−ＴｉＣ基板にアルミナをスパッタリングした。なお、
基板には非磁性基板の他にＮｉ−Ｚｎフェライト，Ｍｎ
−Ｚｎフェライト等の酸化物磁性材料よりなる基板も使
用できる。

【００１１】この結果、スパッタリング時の加熱に起因
して膜応力や熱応力により非磁性基板１が反る。非磁性
基板１が反ると、薄膜磁気ヘッドの製造プロセスにおい
てプロセスダメージが発生するため、以下の研磨装置を
用いて非磁性基板１を反りが無いように研磨する。

【００１２】研磨装置は、図３及び図４に示すように、
主として研磨盤として機能する定盤３と、この定盤３上
に載置される非磁性基板１を左右方向に揺動させる揺動
機構４とから構成されている。上記定盤３は、例えば銅
と金属粒子を高分子材料で固めることにより円盤形状と
して形成されてなるもので、平面矩形状をなす装置本体
５の略中央部に図３中矢印Ａ方向に回転可能に設けられ
ている。この定盤３の上には、先の円盤形状とされた非
磁性基板１が載置されるが、この非磁性基板１をガイド
し又は研磨レートをかせぐために加圧する目的で、当該
非磁性基板１を覆って治具６が設けられる。

【００１３】上記治具６は、外形形状が円形となされ、
上記定盤３と対向する面に上記非磁性基板１を嵌合させ
る円形状をなす凹部７を有している。上記凹部７の深さ
は、治具６が定盤３によって研磨されないように非磁性
基板１の板厚寸法よりも浅くなされている。したがっ
て、上記凹部７に非磁性基板１を嵌合させて定盤３上に
載置した状態では、非磁性基板１のみが定盤３に接触す
ることになる。

【００１４】一方、揺動機構４は、上記一対の治具６を
回転可能に保持するキャリア８と、このキャリア８を定
盤３の中心線上に沿って図３中矢印Ｂで示す左右方向に
揺動させる駆動源として機能する駆動モータ９と、この
駆動モータ９の回転運動を揺動運動に変換するカム１０
とクランクシャフト１１と、一対のスライダー１２，１
３とから構成される。

【００１５】上記キャリア８は、上記一対の治具６を回
転可能に収納保持する円形状の治具収納部１４，１５を
有した平面形状がいわゆるメガネ形状をなす支持体とし
て形成されている。そして、このキャリア８には、上記
治具収納部１４，１５に収納される治具６を回転可能に
収納保持するために、センターローラ１６とガイドロー
ラ１７，１８が設けられている。センターローラ１６
は、上記一対の治具収納部１４，１５の間に円盤体とし
て回転可能に設けられている。また、ガイドローラ１
７，１８は、上記センターローラ１６と反対側の治具収
納部１４，１５の外周囲に円柱状をなすローラとして回
転可能に設けられている。

【００１６】そして、上記キャリア８の両側には、該キ
ャリア８を左右方向に揺動させるためのスライダー１
２，１３が設けられている。すなわち、上記キャリア８
の両端部には、円柱状をなす連結部材１９，２０を介し
て装置本体５上をスライド自在とされるスライダー１
２，１３が設けられている。これらスライダー１２，１
３のうち一方のスライダー１２には、駆動モータ９の回
転運動を揺動運動に変換するためのカム１０とクランク
シャフト１１が設けられている。したがって、上記駆動
モータ９の回転運動は、カム１０に伝達され、該カム１
０と係合するクランクシャフト１１によって揺動運動に
変換せしめられる。これにより、キャリア８が左右方向
に揺動する。なお、上記キャリア８の揺動速さは、装置
本体５上に設けられる制御装置２１によって適宜調整可
能となされている。

【００１７】そして特に、この研磨装置においては、非
磁性基板１の平坦度を±０．５μｍ以下に抑えるため
に、定盤３の形状を以下の実験結果から以下のように設
定している。先ず、定盤３の内外周の高低差を変化させ
ていったときの基板平坦度の変化の様子を調べた。その
結果を図５に示す。なお、定盤３の内外周の高低差Ｈ
は、図７に示す直径Ｒを１９０ｍｍとした定盤３におけ
る外周位置（直径Ｒ₁が１８０ｍｍ）と内周位置（Ｒ₂
が９７．５ｍｍ）の２点の差とする。

【００１８】かかる特性図より、定盤３の外周を内周に
比べて次第に高くしていった場合には、基板平坦度が直
線的に悪くなる。すなわち、基板の外周が研磨され易く
なるために、非磁性基板１は図６（ａ）に示すように凸
形状となる。逆に、定盤３の内周を外周に比べて高くし
ていった場合には、同様に基板平坦度が悪くなり、基板
の内周が研磨され易くなるために、非磁性基板１は図６
（ｂ）に示すように凹形状となる。一方、図５におい
て、基板平坦度が零，すなわち非磁性基板１がフラット
になるのは、定盤３の内周が外周よりも約６μｍ低いと
きである。したがって、定盤３の形状を、図７に示すよ
うに内周を外周よりも６μｍ低くする。なお、定盤３が
零，すなわちフラットのときに非磁性基板１がフラット
とならないのは、定盤３の内外周の周速差による研磨レ
ートの違いや定盤温度等のパラメータに起因しているも
のと考えられる。

【００１９】定盤３の形状を図７に示すように加工する
には、ダイヤモンド電着リング（表面にダイヤモンドが
電着されているリング）を用いて加工する。すなわち、
ダイヤモンド電着リングを定盤３上で回転させることに
よって、軟らかい銅ケメット定盤３を削り、その位置を
内周側と外周側に移動させて研磨する。ダイヤモンド電
着リングを内周側にずらせば、内周側の研磨レートが大
きくなるため内周が低く修正される。逆に、ダイヤモン
ド電着リングを外周側にずらせば外周側の研磨レートが
大きくなるため外周が低く修正される。このようにして
定盤３の内外周の高低差の調整を行う。

【００２０】以上のように構成された研磨装置を用いて
反った非磁性基板１を研磨することにより、平坦化を図
る。先ず、定盤３の上に非磁性基板１を載せる。このと
き、絶縁膜２が形成されていない裏面１ｂが定盤３と接
触するように非磁性基板１を載置する。次に、この非磁
性基板１上に治具６を落とし込む。すると、治具６に設
けられた凹部７に非磁性基板１が嵌合し、当該非磁性基
板１の位置が決まると同時に、該非磁性基板１に荷重が
加わる。

【００２１】なお、非磁性基板１と治具６とは、ワック
スや接着剤による接着がなされていないため、接着歪み
による基板の反りやうねりが発生することがない。ま
た、必要に応じて、治具６の上に重りを載せて加工圧を
高くし、研磨レートを大きくするようにしてもよい。

【００２２】次に、これら治具６をキャリア８に設けら
れた治具収納部１４，１５内にセットする。この結果、
治具６は、センターローラ１６とガイドローラ１７，１
８とによって回転可能に保持される。次に、定盤３を回
転させるとともに、駆動モータ９のスイッチを入れる。

【００２３】すると、駆動モータ９の回転がカム１０に
伝達され、このカム１０と連結されるクランクシャフト
１１によって揺動運動に変換せしめられる。そして、こ
のクランクシャフト１１に連結された一方のスライダー
１２と他方のスライダー１３とによって、上記キャリア
８が左右方向に揺動する。この結果、キャリア８に回転
可能に保持された治具６及び非磁性基板１もこれらと一
緒に揺動する。

【００２４】そして、研磨液供給タンク２２に接続され
るノズル２３の先端より、上記定盤３上にダイヤモンド
スラリーを供給する。すると、非磁性基板１が定盤３の
回転運動とキャリア８による揺動運動とによって基板全
体に亘って研磨される。なお、非磁性基板１を揺動させ
ない場合には、基板の内外周の周速差によって、該基板
中央部に偏摩耗が発生する。

【００２５】そして、所望の平坦度が得られるまで研磨
を続ける。上記非磁性基板１の裏面１ｂが平坦化された
ら、同様に今度は該基板１の表面を研磨する。かかる基
板表面の研磨時においては、治具６と接触する基板裏面
１ｂが平坦であることから、基板全体が均一に加圧され
ることになり、反りの小さい平坦な基板表面が得られ
る。

【００２６】このようにして研磨された非磁性基板１の
研磨前後の状態を図８ないし図１１に示す。図８及び図
９は、研磨前の非磁性基板１の反りの状態を示し、図１
０及び図１１は、研磨後の非磁性基板１の反りの状態を
示し、さらに図８と図１０は基板表面の反りの状態、図
９と図１１は基板裏面の反りの状態を示す。また、これ
ら図（ａ）は、基板のＸ方向の反りを、図（ｂ）はこれ
と直交するＹ方向の反りの状態を示す。

【００２７】これらの結果より、研磨前では、基板の表
面及び裏面いずれも反りが発生していたものが、研磨後
では、ほとんど反りが無く基板平坦度は±０．１μｍ以
下となり、十分に±０．５μｍ以下の規格を満たすこと
がわかる。

【００２８】次に、上記反りの無い非磁性基板１の上に
薄膜磁気ヘッドを順次作製する。先ず、絶縁膜２上にフ
レームメッキによって下層磁性コア２４を所定のパター
ンに形成する。次に、上記下層磁性コア２４の上に絶縁
層２５を介して導体コイル２６を所定のパターンに形成
する。

【００２９】かかる工程では、非磁性基板１に反りが無
いことから、レジストの塗布むらが減少し、またコンタ
クト露光時のマスクとの密着性が向上する。したがっ
て、作製される導体コイル２６のパターン精度が大幅に
向上する。

【００３０】次に、ギャップ部に相当する部分にギャッ
プ膜２７をスパッタリング，エッチングによって形成す
る。このとき、やはり非磁性基板１には反りが無いため
に、スパッタリングやエッチングによる基板冷却効果が
上がり、プロセスダメージを最小限に抑えることができ
る。

【００３１】そして最後に、上記ギャップ膜２７上に上
層磁性コア２８を積層する形で形成して磁気回路部を形
成する。なお、必要に応じて上層磁性コア２８の上に保
護膜層等を積層形成するようにしてもよい。

【００３２】以上のようにして作製された薄膜磁気ヘッ
ドにおいては、精度良く形成されるため、電磁変換特性
が極めて優れ、高密度記録媒体に対しても良好に記録再
生することが可能となる。なお、上述の例では、インダ
クティブヘッドを例にとって説明したが、磁気抵抗効果
型磁気ヘッド（いわゆるＭＲヘッド）に適用することも
でき、その作用効果は同じである。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、絶縁膜が形成される表面と反対側の裏面
の平坦度が±０．５μｍ以下とされた反りの無い薄膜磁
気ヘッド用基板を用いてフォトリソグラフィー技術によ
って薄膜磁気ヘッドを作製するので、レジストの塗布む
らを減少させることができるとともに、コンタクト露光
時のマスクとの密着の向上によりパターン精度を向上さ
せることができる。また、スパッタリングやエッチング
工程における基板冷却効果が上がり、プロセスダメージ
を最小限に抑えることができる。したがって、電磁変換
特性に優れた高精度の薄膜磁気ヘッドを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】薄膜磁気ヘッド用基板の要部拡大断面図であ
る。

【図２】薄膜磁気ヘッドの要部拡大断面図である。

【図３】研磨装置の平面図である。

【図４】研磨装置を一部破断して示す拡大側面図であ
る。

【図５】定盤の内外周における高低差を変化させときの
基板平坦度の変化の様子を示す特性図である。

【図６】（ａ）は凸状に反った状態を示す薄膜磁気ヘッ
ド用基板の断面図であり、（ｂ）は凹状に反った状態を
示す薄膜磁気ヘッド用基板の断面図である。

【図７】定盤の拡大断面図である。

【図８】研磨前の薄膜磁気ヘッド用基板の基板表面にお
ける反りの状態を示す特性図であり、（ａ）はＸ方向、
（ｂ）はＹ方向の特性図である。

【図９】研磨前の薄膜磁気ヘッド用基板の基板裏面にお
ける反りの状態を示す特性図であり、（ａ）はＸ方向、
（ｂ）はＹ方向の特性図である。

【図１０】研磨後の薄膜磁気ヘッド用基板の基板表面に
おける反りの状態を示す特性図であり、（ａ）はＸ方
向、（ｂ）はＹ方向の特性図である。

【図１１】研磨後の薄膜磁気ヘッド用基板の基板裏面に
おける反りの状態を示す特性図であり、（ａ）はＸ方
向、（ｂ）はＹ方向の特性図である。

【符号の説明】

１・・・非磁性基板１ａ・・・基板表面１ｂ・・・基板裏面２・・・絶縁膜３・・・定盤４・・・揺動機構５・・・装置本体６・・・治具７・・・凹部８・・・キャリア９・・・駆動モータ１０・・・カム１１・・・クランクシャフト１２，１３・・・スライダー２４・・・下層磁性コア２６・・・導体コイル２７・・・ギャップ膜２８・・・上層磁性コア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に絶縁膜が形成されてなる
薄膜磁気ヘッド用基板において、絶縁膜が形成される表面と反対側の裏面の平坦度が±
０．５μｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド
用基板。
【請求項２】請求項１記載の薄膜磁気ヘッド用基板に
形成されてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。