JPH07101486B2 - 加工量検知用マーカー及び該マーカーを用いた薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、高密度の磁気記録或は再生に好適な薄膜磁気
ヘッドの構造及び製造方法に関し、更に具体的には、磁
気ヘッドの磁気記録媒体との対向部を所定形状に研磨加
工する過程で、加工量を検知する為のマーカーと、該検
知用マーカーを利用した磁気ヘッド製造方法に関するも
のである。

（ロ） 従来の技術 薄膜磁気ヘッドは、真空蒸着或いはスパッタリング法、
フォトリソグラフィー等の薄膜形成技術を利用して、基
板上に磁気回路、導体コイル、電極等を構成する薄膜
を、絶縁層を介して積層したものであり、従来のバルク
型磁気ヘッドに比べて、小形化、高密度化が容易である
利点を有している。

しかし薄膜磁気ヘッドに於いては磁気ギャップ部の磁気
記録媒体面と直交する方向の深さ寸法（ギャップデブ
ス）がバルク型磁気ヘッドに比べて極めて小さいから、
磁気記録媒体との対向面を研磨加工する際には、例えば
１μｍ以下という高い加工精度が必要である。

そこで、実公昭62−35133号公報（G11B5/31）に於い
て、第８図の如く磁性コア（５）、コイル導体（２）
（３）等を設けた基板（１）の上面に、加工量を検知す
る為の一対のマーカー（４）（４）を薄膜によって形成
した磁気ヘッドが提案されている。

両マーカー（４）（４）は、外形が夫々直角二等辺三角
形を呈し、該三角形の頂点の位置が、各磁気ギャップ部
のギャップデプス方向の終端位置（5a）（5a）を結ぶＡ
−Ａ線の上に一致し、且つ該三角形の底辺が加工進行方
向に直交している。

該磁気ヘッドの製造工程に於いては、例えば図中のＢ−
Ｂ線の位置まで研磨加工が進んだとき、両マーカー膜の
幅Wa、Wbを測定することにより、マーカーの三角形の相
似を利用して、そのときのギャップデプスDgを算出する
ことが出来る。又、両測定値Wa、Wbに差が生じていると
きは、その偏差によって、加工面のＡ−Ａ線に対する傾
き角度を知ることが出来る。

ところが上記薄膜磁気ヘッドに於いては、マーカーの幅
Wa、Wbの測定値にのみ基づきギャップデプスを算出し、
所定のギャップデプスが得られた時点で加工を終了する
から、研磨加工の際にマーカーの三角形がマーカー自体
のカケや塑性変形等によって崩れた場合、幅Wa、Wbの測
定値とギャップデプスとの比例関係が失われ、加工終了
後のギャップデプスに大きな誤差が生じることになる。

この問題を解決せんとして、マーカーを多数設けること
は、磁気ヘッドの大形化を招来する。

一方、特開昭62−232718号公報（G11B5/31）には、基板
上に一対のマーカー膜を上下の位置関係で形成し、研磨
加工面に現れた一方のマーカー膜の幅を測定することに
よって、ギャップデプスを算出することが出来る薄膜磁
気ヘッドが提案されている。しかし、該磁気ヘッドに於
いては、加工途中に於ける加工残余量を知ることが出来
ない問題がある。

（ハ） 発明が解決しようとする課題 本発明は上記従来例の欠点に鑑み為されたものであり、
たとえ加工時の変形等によって形状が多少崩れても、加
工が所定量に達していない状態、加工が所定位置まで進
んだ時点、及び加工が所定位置を超えて進んだ状態の夫
々を、容易且つ正確に検知することが出来る加工量検知
用マーカーと、これを用いた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ものである。

また、本発明は加工工程における加工残余量或は加工超
過量を高精度で測定出来る検知用マーカーと、これを用
いた薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的と
するものである。

（ニ） 課題を解決するための手段 本発明の加工量検知用マーカーは、基板上面に夫々所定
の平面形状を有する第１及び第２のマーカー層を前記第
１のマーカー層のみからなる第１検知部と、前記第２の
マーカー層のみからなる第２検知部と、前記第１、第２
のマーカー層が重なっている第３検知部とが形成される
ように積層し、前記両マーカー層の外形を形成する輪郭
辺のうち第２検知部と第３検知部との境界線を形成する
輪郭辺（7d）と、第１検知部と第３検知部との境界線を
形成する輪郭辺（8d）とは互いに交叉し、これらの輪郭
辺の内、少なくとも一方の輪郭辺は加工進行方向に対し
て所定角度だけ傾斜すると共に、これらの輪郭辺の交叉
点は、所定の加工終了位置に配置されていることを特徴
とする。

更に、本発明の加工量検知用マーカーは、前記輪郭辺
（7d）（8d）が共に加工進行方向に対して傾斜してお
り、前記輪郭辺（7d）（8d）の交叉によって形成される
４つの領域のうち前記加工進行方向の前後に位置する２
つの領域のどちらか一方に前記第３検知部を配置してい
ることを特徴とする。

更に、本発明の加工量検知用マーカーは、前記第１のマ
ーカー層と前記第２のマーカー層とが互いに、前記輪郭
辺（7d）（8d）の交叉点を通り加工進行方向と平行であ
る仮想線に対して線対称であることを特徴とする。

更に、本発明の加工量検知用マーカーは、前記第１のマ
ーカー層及び第２のマーカー層が導電資材から形成さ
れ、両マーカー層の間には絶縁層が介装されていること
を特徴とする。

また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、記録媒体
との対向部を形成する研磨加工が加工面に現れる上記加
工量検知用マーカーの端面形状を観察しつつ進められる
ことを特徴とする。

（ホ） 作用 上記構成の加工量検知用マーカー及び該マーカーを用い
た薄膜磁気ヘッド製造方法に依れば、加工が所定位置に
達する前の状態、或は所定位置を超えて行なわれた場合
には、加工面に現れる一対のマーカー層の重複部分の有
無に基づいて、何れの加工進行状態であるかを視覚的に
判断出来ると共に、加工進行方向に対して傾斜する辺を
有する少なくとも一方のマーカー層の幅を測定すること
により、そのときのギャップデプスや加工残余量を高精
度で算出することが出来る。

加工が所定位置まで進むと、加工面に現れる両マーカー
層の端面が、加工終了位置を表わす前記交叉点を接点と
して、互いに突き合った状態となり、この状態は視覚的
に正確に検知することが出来る。

又、加工に伴ってマーカーが多少変形したとしても、上
記の３つの加工進行段階に於ける一対のマーカー層の重
複状態に変化は生じないから、各加工進行段階を正確に
知ることが出来る。

（ヘ） 実施例 以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を詳細に説明
する。

本実施例の薄膜磁気ヘッドは、第１図の如く第１及び第
２導体コイル層（２）（３）、上部磁性コア（５）等を
具えた複数の磁気ヘッド部を、トラック幅方向（図中の
左右方向）に配列したマルチトラック型磁気ヘッドであ
って、図中のＺ方向にＤ−Ｄ線の位置まで研磨加工を施
すことによって、各ヘッド部のギャップデプスDgが所定
値に規定される。

第７図は研磨加工終了後の磁気ヘッド部の構造を示して
おり、磁性或は非磁性の基板（１）上に、センダスト製
の下部磁性コア（51）、ギャップスペーサ（９）を形成
すべきSiO₂製の第１絶縁層（91）、Cu製の第１導体コイ
ル層（２）、SiO₂製の第２絶縁層（92）、Cu製の第２導
体コイル層（３）、SiO₂製の第３絶縁層（93）、及びセ
ンダスト製の上部磁性コア（５）が順次積層されてい
る。

更に前記積層体の上面には、ガラス或は合成樹脂からな
る接合層（95）を介して、非磁性セラミック製の保護板
（11）を配備している。

研磨加工によって形成された媒体対向面（12）には、上
部磁性コア（５）及び下部磁性コア（51）によって挟ま
れたギャップスペーサ（９）が露出し、所定のギャップ
デプスDgを有する磁気ギャップ部を構成している。

第１図の如く基板（１）の左右両端部に、Cu製の一対の
加工量検知用マーカー（６）（６）が形成される。

各マーカー（６）は、図示の如く互いに左右対称の関係
にある台形の外形を有する第１マーカー層（７）と第２
マーカー層（８）とを積層して構成され、第３図（ａ）
及び第３図（ｂ）に示す様に、第１マーカー層（７）は
下部磁性コア（51）の上面に形成され、第２マーカー層
（８）は、第２絶縁層（92）を介して第１マーカー層
（７）の上に重ねて形成されている。尚、第３図（ａ）
は第１図のＩ−Ｉ断面図、第３図（ｂ）は第１図のII−
II断面図である。

両マーカー層（７）（８）の外形は、第１図及び第２図
に示す様に、ギャップデプス方向、即ち加工進行方向Ｚ
と直交する第１輪郭辺（7a）（8a）と、該第１輪郭辺の
両端から直交する方向へ伸び且つ互いに長さが異なる第
２輪郭辺（7b）（8b）及び第３輪郭辺（7c）（7c）と、
ギャップデプス方向に対して所定角度傾いた第４輪郭辺
（7d）（8d）とから構成される台形であって、両マーカ
ー層の第１輪郭辺（7a）（8a）を同一線上に揃え、且つ
第４輪郭辺（7d）（（ｄ）を互いに交叉させて配置され
ている。

従って、各検知用マーカー（６）には、第１マーカー層
（７）のみからなる第１検知部（6a）と、第２マーカー
層（８）のみからなる第２検知部（6b）と、両マーカー
層が重なり合っている第３検知部（6c）とが形成され
る。

即ち、前記第３検知部（6c）は、前記第４輪郭辺（7d）
（8d）の交叉によって形成される４つの領域のうち加工
進行方向Ｚの前方に位置している。また、前記第１検知
部（6a）と第２検知部（6b）との境界線は前記第２マー
カー層（８）の第４輪郭辺（8d）の一部分により構成さ
れ、前記第２検知部（6b）と第３検知部（6c）との境界
線は前記第１マーカー層（７）の第４輪郭辺（7d）の一
部分により構成される。

第１マーカー層（７）の第２輪郭辺（7b）と第４輪郭辺
（7d）の交点Ｐ及び、第２マーカー層（８）の第２輪郭
辺（8b）と第４輪郭辺（8d）の交点Ｐ′は、第１図の如
く各磁気ギャップ部のギャップデプスエンド（5a）（5
a）を結ぶ直線Ｆ−Ｆ線上に一致させ、且つ第４輪郭辺
（7d）（8d）の交点Ｑは、第２図中の研磨終了位置を表
わすＤ−Ｄ線上に一致させて配置されている。尚、前記
第１マーカー層（７）と第２マーカー層（８）とは互い
に、前記交点Ｑを通り加工進行方向Ｚと平行である仮想
線（図示せず）に対して線対称である。

又、後述のギャップデプス算出の便宜を考慮して、第４
輪郭辺（7d）（8d）の傾斜角度θは、前記Ｑ点から第２
輪郭辺（7b）（8b）までの垂直距離LpがＱ点からＰ点ま
でのＺ方向に沿う距離Lsの２倍となる様、略63度に規定
されている。

次に、上記薄膜磁気ヘッドの製造方法につき、第１図及
び第７図を参照しつつ説明する。

先ず、結晶化ガラス等の非磁性材料或はフェライト等の
磁性材料からなる基板（１）の上面全域に、真空蒸着或
はスパッタリングによって、センダスト等よりなる強磁
性金属薄膜を被着形成し、その後該薄膜をホトエッチン
グにより所定の形状に加工を施して強磁性資材からなる
下部磁性コア（51）を形成し、更に該下部磁性コア（5
1）の上面全域に、SiO₂からなる第１絶縁層（91）を形
成する。

第１絶縁層（91）の上面全域に、厚さ２μｍのCu膜を蒸
着し、その後、該Cu膜にイオンビームエッチングを施す
ことにより、第１導体コイル層（２）及び第１マーカー
層（７）を同時に形成する。

次に、前記基板表面の全域にSiO₂からなる第２絶縁層
（92）を厚さ１μｍに形成した後、その全表面に厚さ２
μのCu膜を蒸着し、該Cu膜にイオンビームエッチングを
施すことにより、第２導体コイル層（３）及び第２マー
カー層（８）を同時に形成する。

その後、前記基板表面に、周知の如くSiO₂からなる第３
絶縁層（93）、上部磁性コア（５）を形成し、その表面
に接合層（95）を介して保護板（11）を接合することに
より、磁気ヘッド組立体を作製する。

最後に前記磁気ヘッド組立体の端面（10）に対し、公知
のテープ状研磨工具を用いて研磨加工を施して、磁気記
録媒体との対向面（12）を形成すれば、所定のギャップ
デプスDgを有する薄膜磁気ヘッドが完成する。

前記研磨工程は、後述の如く加工面に現れる検知用マー
カー（６）（６）の端面形状を、拡大鏡などで観察しな
がら進められる。

即ち、第２図のＣ−Ｃ線まで研磨が進むと、第４図
（ａ）に示す様に、加工面には、第１マーカー層（７）
のみの第１検知部（6a）、第１及び第２マーカー層
（７）（８）が互いに重なり合った第３検知部（6c）、
及び第２マーカー層（８）のみの第２検知部（6b）が観
察され、一見して所定の加工深さまで研磨が達していな
いことが判る。

この時点における研磨開始からの加工量は、第１マーカ
ー層（７）の幅Sa及び第２マーカー層（８）の幅Taを測
定することによって算出することが出来、この際、両測
定値Sa、Taの平均をとることによって、マーカー膜
（７）（８）の変形による測定誤差を相殺することが出
来る。又、第３検知部（6c）の幅Ｆを測定することによ
って、第２図に示す残研摩量ｇを、ｇ＝F/4の関係によ
り容易に求めることが出来る。

更に又、加工面に傾きが生じているときは、両測定値S
a、Ta間に偏差が生じるから、該偏差に基づいて加工面
の傾きを補正することが出来る。

その後、第２図のＤ−Ｄ線まで研摩が進むと、第４図
（ｂ）の如く、加工面から前記第３検知部（6c）が消失
し、第１検知部（6a）と第２検知部（6b）とが互いに一
点で突きあった状態が観察され、一見して所定のギャッ
プデプスが得られていることが判る。この際、マーカー
層（７）（８）に加工による変形が生じていても、両マ
ーカー層が突き合った状態は維持されるから、加工終了
時点は正確に検知することが可能である。

このときのギャップデプスDgは、第１検知部（6a）及び
第２検知部（6b）の幅の測定値Sb、Tbから算出すること
が出来、例えば両測定値に差がない場合は、Dg＝Sb/2の
関係によって求めることが出来る。

この時点で研摩は終了するが、研磨条件等によって更に
第２図のＥ−Ｅ線まで加工が進んだ場合、或は完成した
磁気ヘッドを記録再生装置に装備して長時間使用するこ
とによって媒体対向面が摩耗した場合、加工面或は媒体
対向面には、第４図（ｃ）の如く第１検知部（6a）と第
２検知部（6b）とが互いに離間した状態が観察され、一
見してギャップデプスが所定値を下回ったことが判る。

又、第１検知部（6a）と第２検知部（6b）の幅Sc、Tc或
は両検知部の離間距離Ｈの測定値に基づいて、加工超過
量或はヘッド摩耗量を算出することが出来る。例えば第
２図に示す加工超過量ｈは、ｈ＝H/4の関係によって求
めることが出来る。

第５図は、マーカー（６）の他の構成例を示しており、
第１マーカー層（７）及び第２マーカー層（８）の加工
進行方向と向き合った端面に、夫々第４輪郭辺（7d）
（8d）と平行な第５輪郭辺（7e）（8e）を形成して、各
マーカー層の外形を５角形としたものである。該検知用
マーカー（６）の各部寸法を図中に示す。

第５図の検知用マーカー（６）によれば、加工初期の段
階、即ち加工が第５輪郭辺（7e）（8e）と交叉する深さ
まで進んだ段階での残研摩量を算出することが出来る。

又、第６図（ａ）（ｂ）に示す如く、第３検知部（6c）
は、加工進行方向に沿ってＱ点の手前側、或は後方側の
何れの位置に形成しても同様の効果が得られる。

上述の如く、加工面に現れるマーカーの端面のパターン
のみに基づいて加工の進行段階を検知出来ることは、目
視による研磨方法の場合のみならず、パターン認識機能
を具えた自動研磨装置の実現が可能となる等、優れた効
果を生み出す。

（ト） 発明の効果 本発明に依れば、加工時の変形等によって形状が多少崩
れても加工位置を容易且つ正確に検知することが出来る
加工量検知用マーカー及び該マーカーを用いた薄膜磁気
ヘッドの製造方法を提供し得る。

また、本発明に依れば、加工工程における加工残余量或
いは加工超過量を高精度で測定出来る加工量検知用マー
カー及び該マーカーを用いた薄膜磁気ヘッドの製造方法
を提供し得る。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第７図は本発明に係り、第１図は加工量検知
用マーカーが形成された基板の上面図、第２図は加工量
検知用マーカーの上面図、第３図は第１図の要部断面
図、第４図は加工量検知用マーカーの端面を示す図、第
５図は加工量検知用マーカーの他の実施例を示す図、第
６図は加工量検知用マーカーの配置を示す図、第７図は
薄膜磁気ヘッドの要部断面図である。第８図は従来の加
工量検知用マーカーが形成された基板の上面図である。 （１）……基板、（２）……第１導体コイル層、（３）
……第２導体コイル層、（６）……加工量検知用マーカ
ー、（6a）……第１検知部、（6b）……第２検知部、
（6c）……第３検知部、（７）……第１マーカー層、
（８）……第２マーカー層、（7d）（8d）……第４輪郭
辺、（92）……第２絶縁層、（12）……媒体対向面、Ｑ
……交点、Ｚ……加工進行方向

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄膜磁気ヘッドの磁気記録媒体との対向部
   を研磨加工する際の加工量を検知する為のマーカーに於
   いて、夫々所定の平面形状を有する第１及び第２のマー
   カー層を前記第１のマーカー層のみからなる第１検知部
   と、前記第２のマーカー層のみからなる第２検知部と、
   前記第１、第２のマーカー層が重なっている第３検知部
   とが形成されるように積層し、前記両マーカー層の外形
   を形成する輪郭辺のうち第２検知部と第３検知部との境
   界線を形成する輪郭辺（7d）と、第１検知部と第３検知
   部との境界線を形成する輪郭辺（8d）とは互いに交叉
   し、これらの輪郭辺の内、少なくとも一方の輪郭辺は加
   工進行方向に対して所定角度だけ傾斜すると共に、これ
   らの輪郭辺の交叉点は、所定の加工終了位置に配置され
   ていることを特徴とする加工量検知用マーカー。
2. 【請求項２】前記輪郭辺（7d）（8d）は共に加工進行方
   向に対して傾斜しており、前記輪郭辺（7d）（8d）の交
   叉によって形成される４つの領域のうち前記加工進行方
   向の前後に位置する２つの領域のどちらか一方に前記第
   ３検知部を配置していることを特徴とする請求項（１）
   記載の加工量検知用マーカー。
3. 【請求項３】前記第１のマーカー層と前記第２のマーカ
   ー層とは互いに、前記輪郭辺（7d）（8d）の交叉点を通
   り加工進行方向と平行である仮想線に対して線対称であ
   ることを特徴とする請求項（２）記載の加工量検知用マ
   ーカー。
4. 【請求項４】前記第１マーカー層及び第２マーカー層は
   導電資材から形成され、両マーカー層の間には絶縁層が
   介装されていることを特徴とする請求項（１）記載の加
   工量検知用マーカー。
5. 【請求項５】基板上に下部磁性コア、コイル導体及び上
   部磁性コアを絶縁層を介して積層する薄膜形成工程と、
   該工程を経て得られた磁気ヘッド組立体に、磁気記録媒
   体との対向部を形成する加工工程とを有する薄膜磁気ヘ
   ッドの製造方法に於いて、薄膜形成工程にて、加工工程
   での加工量を検知する為のマーカーを形成し、該マーカ
   ーは、夫々所定の平面形状を有する第１及び第２のマー
   カー層を前記第１のマーカー層のみからなる第１検知部
   と、前記第２のマーカー層のみからなる第２検知部と、
   前記第１、第２のマーカー層が重なっている第３検知部
   とが形成されるように積層し、前記両マーカー層の外形
   を形成する輪郭辺のうち第２検知部と第３検知部との境
   界線を形成する輪郭辺（7d）と、第１検知部と第３検知
   部との境界線を形成する輪郭辺（8d）とは互いに交叉
   し、これらの輪郭辺の内、少なくとも一方の輪郭辺は加
   工進行方向に対して所定角度だけ傾斜すると共に、これ
   らの輪郭辺の交叉点は、所定の加工終了位置に配置され
   ており、加工工程は、加工面に現れるマーカーの端面形
   状を観察しつつ、前記交叉点が検知されるまで進めるこ
   とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】前記薄膜形成工程は、第１マーカー層及び
   第１導体コイル層を同時に同一資材にて形成する第１工
   程と、第１マーカー層及び第１導体コイル層の上面に絶
   縁層を形成する第２工程と、該絶縁層の上面に第２マー
   カー層及び第２導体コイル層を同時に同一資材にて形成
   する第３工程とを具え、第１及び第２導体コイル層によ
   ってコイル導体が形成されることを特徴とする請求項
   （５）記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。