JPH08190711A - 薄膜磁気ヘッド用スライダーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】所望の溝深さで高精度に加工できる薄膜磁気ヘ
ッド用スライダーの製造方法。 【構成】スライダー材２の空気ベアリング面２ａに、感
光性を有するフォトレジストで形成された上層フィルム
３ｂと耐ドライエッチング性を有するポリイミドの前駆
体で形成された下層フィルム３ａとを有する複数層構造
のフィルム３を圧着する工程と、レール形状に対応した
パターン形状を上層フィルムに形成し、更に該パターン
を基に下層フィルムに等方性ウェットエッチングにより
上方に拡がった順テーパのマスクパターン５を形成する
工程と、被加工面２ａ上にイオンビーム３０を照射して
物理的イオンエッチングによりレール２３を形成する工
程と、レール上に残った下層フィルム６を除去する除去
工程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドスライ
ダーの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置に用
いられる薄膜磁気ヘッドの製造方法に係り、特に精密微
細加工を必要とする薄膜磁気ヘッド用スライダーの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気ヘッド用スライダーの製造方法
に関する従来技術としては、（１）特公平５−８４８８
号公報、（２）特開平６−１２８０８号公報及び（３）
特開平５−６２４０４号公報が知られている。

【０００３】上記従来技術（１）には、磁気ヘッドのス
ライダレールを加工する方法において、空気ベアリング
表面にドライネガフィルム材（ネガのデユポン・デ・ヌ
モール社のリストン等のフォトレジスト材料からなるド
ライネガフィルムの層）を形成し、レールのパターン形
状に応じたマスクを用いて上記ネガのドライフィルムに
露光及び現像を行うことにより露光部が残ったパターン
（露光部が架橋反応を起こすことによって現像液に不溶
となったパターン）を形成し、該パターンに対してイオ
ンビームを照射して空気ベアリング表面をイオン加工
し、残ったフォトレジスト材料を除去してスライダレー
ルを製造することが記載されている。

【０００４】また上記従来技術（２）には、キャリア本
体上にリストン銘柄のポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）などのフォトレジスト層を圧延し、マスクを通して
露光し、現像して未露光のフォトレジストを除去し、反
応性イオン・エッチングによりキャリア本体をエッチン
グによって除去して空気軸受レールを形成し、残ったフ
ォトレジストを除去して空気軸受レールを製造すること
が記載されている。

【０００５】また上記従来技術（３）には、薄膜磁気ヘ
ッドのスライダレールを加工する方法において、被加工
面（スライダ面）に耐ドライエッチング性を有する芳香
族エポキシ系フィルムを圧着し、該フィルム上にフォト
リソグラフィ技術によりレール形状に対応した形状のマ
スクパターンを形成し、該マスクパターンに従って酸素
の反応性イオンエッチング等のドライエッチングにより
前記圧着フィルムをパターニングし、該パターニングさ
れた圧着フィルムをマスク材として物理的イオンエッチ
ングによりレールを形成し、該レール上に残った圧着フ
ィルムを剥離してレールを製造することが記載されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術（１）及
び（２）においては、ドライネガフィルム材を物理的イ
オンエッチングのマスク材として用いている。このよう
にドライネガフィルム材をマスク材として用いた場合、
液状レジストを用いた場合に比べて膜厚均一性と段差に
対する追従性に優れているが、機械強度等の観点から感
光方式がネガ型であるため、ネガ型のレジストプロセス
においては、露光部が架橋反応を起こすことによって現
像液に不溶になる。一方、スライダ材（空気ベアリン
グ）５１の表面に所望の溝深さまで物理的イオンエッチ
ングによって加工した際、ドライネガフィルム材が残っ
ている必要があり、そのためドライネガフィルム材の厚
さを数１０μｍ以上に厚くする必要がある。このように
ドライネガフィルム材の厚さが厚いため、ドライネガフ
ィルム材の下部において露光光が減衰して架橋反応が十
分に進行せず、ドライネガフィルム材の上部よりも現像
液に対して溶解しやすくなり、図６（ａ）に示すように
逆テーパの断面形状（逆台形）になる。

【０００７】この逆テーパの断面形状をしたドライネガ
フィルム材のマスク５２を設けたスライダ材５１に、図
６（ｂ）に示すようにＡｒ＋等のイオンビーム５３を照
射して物理的イオンエッチングした際、スライダ材５１
から生じたスパッタ粒子５４がマスク５２の側面に再付
着して再付着層５５を形成する。しかし、マスク５２の
上面は物理的イオンエッチングされるが、逆テーパのた
めイオンビーム５３はマスクによって遮られてマスク５
２の側面に形成された再付着層５５には照射されず、残
ったまま堆積され、所望の深さの溝５６が形成された
際、図６（ｃ）に示す断面形状になってしまう。この状
態で、溶剤でレール表面に残ったフィルム材５７を除去
しても図６（ｄ）に示すように再付着層５５は残ったま
まの状態になる。

【０００８】また従来技術（３）においても、酸素の反
応性イオンエッチング等のドライエッチングにより圧着
フィルムをパターニングするため、図７（ａ）に示すよ
うにほぼ垂直な断面形状になる。この断面形状をした圧
着フィルムのマスク６２を設けたスライダ材５１に、図
７（ｂ）に示すようにＡｒ＋等のイオンビーム５３を照
射して物理的イオンエッチングした際、スライダ材５１
から生じたスパッタ粒子５４がマスク６２の側面に再付
着して再付着層６５を形成する。しかし、マスク６２の
上面は物理的イオンエッチングされるが、側面がほぼ垂
直なため側面においてイオンビーム５３によるイオンエ
ッチング速度は殆ど得られず、即ち、側面において上側
に付着した再付着層によってイオンビーム６３が遮られ
ることになり、所望の深さの溝５６が形成された際、図
７（ｃ）に示す断面形状になってしまう。この状態で、
溶剤でレール表面に残ったフィルム材６７を除去しても
図７（ｄ）に示すように再付着層６５は残ったままの状
態になる。

【０００９】以上説明したように、何れの従来技術にお
いても、スライダ材に物理的イオンエッチングによっ
て、再付着層等の欠陥のない空気ベアリング用のレール
を所望の溝深さでもって高精度に加工しようとする課題
については考慮されていなかった。

【００１０】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、スライダ材の空気ベアリング面上に、再付着
層等の欠陥のないレールを所望の溝深さでもって高精度
に加工できるようにした薄膜磁気ヘッド用スライダーの
製造方法を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、スライダ材の空気ベ
アリング面上に、再付着層等の欠陥のない、浮上特性が
優れた非直線形状のレールを、物理的イオンエッチング
によって高精度に加工できるようにした薄膜磁気ヘッド
用スライダーの製造方法を提供することにある。

【００１２】

【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、感光性を有する上層フィルムと耐ドライ
エッチング性を有する下層フィルムとを有する複数層構
造のフィルムを、薄膜磁気ヘッド用スライダー材の空気
ベアリング面上に圧着するフイルム圧着工程と、該フイ
ルム圧着工程により複数層構造のフィルムが前記空気ベ
アリング面上に圧着された状態で、レール形状に対応し
たパターン形状で露光及び現像を行うことにより上層フ
ィルムにパターンを形成し、更に該パターンを基に下層
フィルムに等方性ウエットエッチングにより上方に拡が
った順テーパのマスクパターンを形成するマスクパター
ン形成工程と、該マスクパターン形成工程によって順テ
ーパのマスクパターンを形成した下層フィルムを有する
空気ベアリング面に対してドライエッチングにより所望
の溝深さを有するレールを形成するドライエッチング加
工工程と、該ドライエッチング加工工程によって前記レ
ール上に残った下層フィルムを除去する除去工程とを有
し、薄膜磁気ヘッド用スライダー材の空気ベアリング面
上に所望の溝深さを有するレールを形成することを特徴
とする薄膜磁気ヘッド用スライダーの製造方法である。
また本発明は、前記薄膜磁気ヘッド用スライダーの製造
方法における前記フイルム圧着工程において圧着される
上層フィルムをポジ型フォトレジストで形成したことを
特徴とする。また本発明は、前記薄膜磁気ヘッド用スラ
イダーの製造方法における前記フイルム圧着工程におい
て圧着される上層フィルムをネガ型フォトレジストで形
成したことを特徴とする。また本発明は、前記薄膜磁気
ヘッド用スライダーの製造方法における前記フイルム圧
着工程において圧着される下層フィルムをポリイミドの
前駆体で形成したことを特徴とする。

【００１３】また、本発明は、感光性を有する上層フィ
ルムと耐ドライエッチング性を有する下層フィルムとを
有する複数層構造のフィルムを、薄膜磁気ヘッド用スラ
イダー材の被加工面上に圧着するフイルム圧着工程と、
該フイルム圧着工程により複数層構造のフィルムを前記
空気ベアリング面上に圧着した状態で、レール形状に対
応したパターン形状で露光及び現像を行うことにより上
層フィルムにパターンを形成し、更に該パターンを基に
下層フィルムに等方性ウエットエッチングにより上方に
拡がった順テーパのマスクパターンを形成するマスクパ
ターン形成工程と、該マスクパターン形成工程によって
順テーパのマスクパターンを形成した下層フィルムを有
する被加工面上にイオンビームを照射して前記順テーパ
のマスクパターンにより側面において付着する再付着量
よりも物理的イオンエッチング量を大きくした物理的イ
オンエッチングにより所望の溝深さを有するレールを形
成する物理的イオンエッチング加工工程と、該物理的イ
オンエッチング加工工程によって前記レール上に残った
下層フィルムを除去する除去工程とを有し、薄膜磁気ヘ
ッド用スライダー材の空気ベアリング面上に所望の溝深
さを有するレールを形成することを特徴とする薄膜磁気
ヘッド用スライダーの製造方法である。

【００１４】また本発明は、感光性を有するフォトレジ
ストで形成された上層フィルムと耐ドライエッチング性
を有するポリイミドの前駆体で形成された下層フィルム
とを有する複数層構造のフィルムを、薄膜磁気ヘッド用
スライダー材の空気ベアリング面上に圧着するフイルム
圧着工程と、該フイルム圧着工程により複数層構造のフ
ィルムを前記空気ベアリング面上に圧着した状態で、レ
ール形状に対応したパターン形状で露光及び現像を行う
ことにより上層フィルムにパターンを形成し、更に該パ
ターンを基に下層フィルムに等方性ウェットエッチング
により上方に拡がった順テーパのマスクパターンを形成
するマスクパターン形成工程と、該マスクパターン形成
工程によって順テーパのマスクパターンを形成した下層
フィルムを有する空気ベアリング面上にイオンビームを
照射して前記順テーパのマスクパターンに応じた物理的
イオンエッチングにより所望の溝深さを有するレールを
形成する物理的イオンエッチング加工工程と、該物理的
イオンエッチング加工工程によって前記レール上に残っ
た下層フィルムを除去する除去工程とを有し、薄膜磁気
ヘッド用スライダー材の空気ベアリング面上に所望の溝
深さを有するレールを形成することを特徴とする薄膜磁
気ヘッド用スライダーの製造方法である。

【００１５】また本発明は、感光性を有するフォトレジ
ストで形成された上層フィルムと耐ドライエッチング性
を有するポリイミドの前駆体で形成された下層フィルム
とを有する複数層構造のフィルムを、薄膜磁気ヘッド用
スライダー材の空気ベアリング面上に圧着するフイルム
圧着工程と、該フイルム圧着工程により複数層構造のフ
ィルムを前記空気ベアリング面上に圧着した状態で、非
直線形状のレール形状に対応したパターン形状で露光及
び現像を行うことにより上層フィルムにパターンを形成
し、更に該パターンを基に下層フィルムに等方性ウェッ
トエッチングにより上方に拡がった順テーパのマスクパ
ターンを形成するマスクパターン形成工程と、該マスク
パターン形成工程によって順テーパのマスクパターンを
形成した下層フィルムを有する空気ベアリング面上にイ
オンビームを照射して前記順テーパのマスクパターンに
応じた物理的イオンエッチングにより所望の溝深さを有
する非直線形状のレールを形成する物理的イオンエッチ
ング加工工程と、該物理的イオンエッチング加工工程に
よって前記レール上に残った下層フィルムを除去する除
去工程とを有し、薄膜磁気ヘッド用スライダー材の空気
ベアリング面上に所望の溝深さを有する非直線形状のレ
ールを形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッド用スラ
イダーの製造方法である。

【００１６】

【作用】近年、磁気ディスク装置において、情報量の増
大と共に、高記録密度化及び高信頼性が要求されてい
る。このため薄膜磁気ヘッドが、磁気ディスク記録媒体
への記録並びに記録媒体からの再生を行う際、磁気ディ
スク面上における浮上量の低減と浮上量の安定化及びそ
の信頼性とが必要となる。これを達成するためのスライ
ダー加工の微細化、高精度化が急務となっている。

【００１７】即ち、本発明は、感光性を有する上層フィ
ルムと耐ドライエッチング性を有する下層フィルムとを
有する複数層構造のフィルムを、薄膜磁気ヘッド用スラ
イダー材の空気ベアリング面上に圧着するフイルム圧着
工程と、該フイルム圧着工程により複数層構造のフィル
ムが前記空気ベアリング面上に圧着された状態で、レー
ル形状に対応したパターン形状で露光及び現像を行うこ
とにより上層フィルムにパターンを形成し、更に該パタ
ーンを基に下層フィルムに等方性ウエットエッチングに
より上方に拡がった順テーパのマスクパターンを形成す
るマスクパターン形成工程とにより薄膜磁気ヘッド用ス
ライダー材の空気ベアリング面上に上方に拡がった順テ
ーパのマスクパターンを形成することができ、その結果
イオンビームを照射して物理的イオンエッチングする
際、スライダー材からのスパッタ粒子が側面に付着して
も殆どがイオンビームに晒されてエッチングされるた
め、浮上量が最小となる所望の深さの溝が加工されるま
でにトータルとして側面において付着する再付着量より
も物理的イオンエッチング量を大きくなり、再付着層の
ない、即ち欠陥のない高信頼性を有し、しかも高精度の
スライダーレールを備えた薄膜磁気ヘッドを製造するこ
とができる。

【００１８】また、磁気ディスクの内周と外周との間に
おいて生じる周速度の変動に対して薄膜磁気ヘッドの浮
上量の変化が少ない非直線形状のレールに対しても適用
することができる。即ち、浮上量の低減と浮上量の安定
化及びその信頼性とを有する薄膜磁気ヘッドを能率良
く、しかも高精度に製造することができる。

【００１９】

【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。

【００２０】図３には、薄膜磁気ヘッドの一実施例を示
す。即ち、薄膜磁気ヘッド２０は、磁気ディスクに対す
る摺動性の観点からセラミックの焼結体が用いられてお
り、具体的には例えばアルミナ、酸化チタン、アルミナ
チタンカーバイド、ジルコニア等から形成され、磁気デ
ィスクに対する空気ベアリング面に非直線形状のスライ
ダーレール２３を形成したスライダー基板部２５と、該
スライダー基板部２５の側面に薄膜製造プロセスを用い
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２４とを備え
ている。なお、摺動特性を向上させるために、非直線形
状のレール２３の空気ベアリング面に主にカーボンから
なる極薄膜を成膜して用いる場合もある。また非直線形
状のレール２３の空気導入端には、傾斜面２６が形成さ
れている。そして、磁気ディスク（図示せず）が高速回
転することによって、薄膜磁気ヘッド２０は、磁気ディ
スク（図示せず）との間で、空気導入端から空気が導入
されて素子形成部２４へと空気が侵入して素子形成部２
４の存在する空気排出端から空気が排出されながら１０
０ｎｍ以下の微小間隙浮上し、薄膜磁気ヘッド２０の書
き込み用インダクティブ素子により情報を高記録密度で
記録することができ、薄膜磁気ヘッド２０の読み出し用
の磁気抵抗素子により記録された情報を読出すことがで
きる。このように、非直線形状のレール２３の間に形成
される溝も含めて空気ベアリング面としてのスライダー
は、高記録密度化の観点から安定低浮上が要求され、そ
のためにはレール形状の最適化と加工精度の向上が必須
である。

【００２１】次に、図４に、薄膜磁気ヘッドの製造プロ
セスを示す。即ち、スライダー基板２１は、セラミック
の焼結体で形成されている。図４（ａ）には、スライダ
ー基板２１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２２を形成する素子形成プ
ロセスを示す。図４（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２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２の両面を研磨して所望
の厚さのヘッドブロック２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２を、ヘッドブロック固定
治具１上にセットするヘッドブロックセットプロセス
を、図４（ｄ）に示す。そして、ヘッドブロック固定治
具１上にセットされたヘッドブロック２上に後述するよ
うに物理的イオンエッチングによって、例えば非直線形
状のレール２３を形成し、その後、素子毎に切断するこ
とによって、図３に示す薄膜磁気ヘッド２０が製造され
る。なお、摺動特性を向上させるために、空気ベアリン
グ面に主にカーボンからなる極薄膜を成膜して用いる場
合もある。

【００２２】次に、薄膜磁気ヘッド２０の非直線形状の
スライダーレール２３の加工方法について説明する。

【００２３】〈スライダーレールの加工方法の第１の実
施例〉図１は、スライダーレールの加工方法の第１の実
施例を示す工程図である。

【００２４】即ち、図１（ａ）に示すスライダー基板２
１の材料として、アルミナチタンカーバイドを用いた。
スライダーブロック（ヘッドブロック）２を治具（ヘッ
ドブロック固定治具）１にセットし、このスライダーブ
ロック２の被加工面２ａ上に、東京応化製ＯＦＰＲ−８
００を原料とする約３μｍ〜８μｍの厚さのポジ型レジ
ストからなる上層フィルム３ｂと、日立化成工業製ＰＩ
Ｑ１３０のポリイミドの前駆体からなる約３０〜１００
μｍの厚さの下層フィルム３ａとで形成される二層のフ
ィルム３を圧着する。この二層のフィルム３の被加工面
２ａへの圧着は、予め治具１にセットしたスライダーブ
ロック２を約９０℃に加熱し、これをロール温度約９０
℃のラミネータを用いて行い、更に接着性を高めるため
に約９０℃で約３０分のアフターベークを行った。従っ
て、下層フィルム３ａは、ポリイミドの前駆体である。

【００２５】次に図１（ｂ）に示すように、上層フィル
ム３ｂをレール形状のフォトマスクを用い、プロジェク
ション方式等の露光機により露光し、アルカリ性現像液
（東京応化製２．３８％ＮＭＤ−３）を用いて５分程度
現像し、それと同時に上層フィルム３ｂに形成されたパ
ターン４を基にして下層フィルム３ａを等方性ウェット
エッチングすることによりパターン形成を行う。この
時、下層フィルム３ａは、上層フィルム３ｂに形成され
たパターン４を基にしてウェットエッチングにより等方
的に加工され、図１（ｃ）に示すように、断面が上方に
拡がった順テーパ形状のパターン５が得られる。このと
き、得られた下層フィルム３ａのパターン５の断面は、
傾斜角β₀ が約４５°の上方に拡がった順テーパの形状
であった。このように、スライダーブロック（ヘッドブ
ロック）２には素子形成部２４が存在し、スライダーブ
ロック（ヘッドブロック）２はアルカリ性現像液に浸さ
れて現像及びウェットエッチングされる関係で、上記素
子形成部２４にアルカリ性現像液が浸入しないように、
樹脂で保護する必要がある。

【００２６】次に、ドライエッチングにより、図１
（ｃ）に示す上層フィルム３ｂに形成されたパターン４
とスライダーブロック２とがエッチングされて、まず上
層フィルム３ｂに形成されたパターン４がなくなり、そ
の後下層フィルム３ａに形成された約４５°で上方に拡
がった順テーパの断面形状のパターン５が現われて該パ
ターン５をマスクとして、図５に示すようにドライエッ
チングにより、薄膜磁気ヘッド２０の浮上量が最小にな
る所望の溝深さＨ₀ ＝約６μｍ（４〜８μｍ）までスラ
イダーブロック２を加工して図１（ｄ）にも示すように
非直線形状のスライダーレール２３を形成する。ドライ
エッチングとしては、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、
アルゴンイオン等の希ガスイオン３０を照射する物理的
イオンエッチング等が望ましい。この時の被加工面に対
するイオンビーム入射角度は図５（ｂ）（ｃ）に示すよ
うに０°（スライダーブロック２の表面に対する直角な
方向とイオンビーム３０の照射方向となす角度）とし、
イオンビームに対する加速電圧を８００Ｖ、イオン電流
を０．８Ａの条件でイオンエッチングした。このとき、
スライダー材であるアルミナチタンカーバイトのエッチ
ング速度は、約２μｍ／時間、マスク材のポリイミドの
前駆体部のエッチング速度は、約３．５μｍ／時間であ
り、上記イオンエッチングを３時間実行した。従って、
溝深さＨ₀ として約６μｍを得ることができる。即ち、
イオンビーム３０の照射時間を制御することによって、
所望の溝深さを得ることができる。

【００２７】このイオンビームエッチングの際、図５に
示すように、下層フィルム３ａのパターン５が上方に拡
がった順テーパ形状であるため、図５（ｃ）に示すよう
に下層フィルム３ａのパターン５の側面３１もエッチン
グされて後退することになり、スライダーレール２３
（溝３３）の側面３２にも傾斜した面が形成される。そ
して、イオンビーム３０が照射されることによって溝の
底３３から発生するスパッタ粒子３５が、上記パターン
５の傾斜した側面３１及びスライダーレール２３の側面
３２が付着する。しかし、この付着した再付着層３４
は、パターン５の側面３１もスライダーレール２３（溝
３３）の側面３２も上方に拡がって傾斜しているため、
常にイオンビーム３０に晒されてエッチングされて除去
されることになる。即ち、所望の溝深さＨ₀ までにパタ
ーン５の傾斜した側面３１及びスライダーレール２３の
側面３２に付着される量よりも、イオンビーム３０の照
射によってエッチングされる量の方が大きく、図５
（ｃ）に示す状態では、パターン５の傾斜した側面３１
及びスライダーレール２３の側面３２には再付着層３４
の存在が見受けられなかった。なお、このとき、スライ
ダーレール２３の表面に対する直角な方向がイオンビー
ム３０の照射方向に対してある傾斜角を有するように、
治具（ヘッドブロック固定治具）１をイオンビーム３０
の照射方向に対して傾けて該治具１を傾けた軸を中心と
して回転させてイオンエッチングしても、図５に示すの
と同様なイオンエッチングの結果になる。

【００２８】最後に図１（ｄ）に示すように、残ったマ
スク６を有機溶媒を用いて（８０℃のＮＭＰに約３０浸
漬することにより）剥離除去し、図１（ｅ）及び図５
（ｄ）に示すようにスライダー加工が完成する。なお、
このとき、素子形成部２４を密封した樹脂も取り除くこ
とが必要となる。

【００２９】以上説明したように、側面に再付着層３４
が存在しない高精度の非直線形状のスライダーレール２
３を形成することができる。即ち、側面に再付着層３４
がなく、しかもスライダーレール２３の精度として、３
００μｍの幅の部分においてマスク寸法からのシフト量
のばらつきは、σを標準偏差とすると３σで１．１μｍ
を得ることができた。

【００３０】上記に説明したように、パターン５の断面
を上方に拡がった順テーパ形状にしたことによって、該
パターン５の側面３１も、イオンビーム３０に晒されて
エッチングされて、幅方向に幾分後退することになるた
め、この後退量を予め見込んで、上層フィルム３−２に
形成するパターン４の大きさを決めておくことが必要と
なる。これにより、薄膜磁気ヘッド２０の浮上量が最小
になるような所望のレール幅Ｗ（例えば、図３に示す非
直線形状のスライドレール２３の場合、中央のレールに
おいて、最も幅の狭い個所における幅を示す。）が高精
度に（ばらつきを非常に少なくして）得ることができ
る。

【００３１】〈スライダーレールの加工方法の第２の実
施例〉図２は、スライダーレール加工方法の第２の実施
例を示す工程図である。

【００３２】即ち、図２（ａ）に示すようにスライダー
基板２１の材料としては、ジルコニアを用いた。スライ
ダーブロック（ヘッドブロック）２を治具（ヘッドブロ
ック固定治具）１にセットし、このスライダーブロック
２の被加工面２ａ上に、東京応化製ＯＭＲ−８３を原料
とする約３μｍ〜８μｍの厚さのネガ型レジストからな
る上層フィルム３ｃと、日立化成工業製ＰＩＱ１３０の
ポリイミドの前駆体からなる約３０〜１００μｍの厚さ
の下層フィルム３ａとで形成される二層のフィルム３を
圧着する。この二層のフィルム３の被加工面２ａへの圧
着は、予め治具１にセットしたスライダーブロック２を
約９０℃に加熱し、これをロール温度約９０℃のラミネ
ータを用いて行い、更に接着性を高めるために約９０℃
で約３０分のアフターベークを行った。従って、下層フ
ィルム３ａは、ポリイミドの前駆体である。

【００３３】次に図２（ｂ）に示すように、上層フィル
ム３ｃをレール形状のフォトマスクを用い、プロジェク
ション方式等の露光機により露光し、溶剤性現像液（東
京応化製ＯＭＲ現像液ＳＬ）を用いて１分程度現像し、
図２（ｃ）に示すように上層フィルム３ｃにパターン４
を形成した。

【００３４】次に図２（ｄ）に示すように上層フィルム
３ｃのパターン４をマスクとして（基にして）、アルカ
リ水溶液（東京応化製２．３８％ＮＭＤ−３）を用いて
約３分の間等方性ウェットエッチングすることによって
下層フィルム３ａに、断面が上方に拡がった順テーパ形
状のパターン５を形成する。この時、下層フィルム３ａ
は、上層フィルム３ｃに形成されたパターン４を基にし
てウェットエッチングにより等方的に加工され、図２
（ｄ）に示すように、断面が上方に拡がった順テーパ形
状のパターン５が得られる。このとき、得られた下層フ
ィルム３ａのパターン５の断面は、傾斜角β₀ が約４０
°の上方に拡がった順テーパの形状であった。このよう
に、スライダーブロック（ヘッドブロック）２には素子
形成部２４が存在し、スライダーブロック（ヘッドブロ
ック）２はアルカリ性現像液（東京応化製２．３８％Ｎ
ＭＤ−３）に浸されてウェットエッチングされる関係
で、上記素子形成部２４にアルカリ性現像液が浸入しな
いように、樹脂で保護する必要がある。

【００３５】次に、ドライエッチングにより、図２
（ｄ）に示す上層フィルム３ｃに形成されたパターン４
とスライダーブロック２とがエッチングされて、まず上
層フィルム３ｃに形成されたパターン４がなくなり、そ
の後下層フィルム３ａに形成された約４０°で上方に拡
がった順テーパの断面形状のパターン５が現われて該パ
ターン５をマスクとして、図５に示すようにドライエッ
チングにより、薄膜磁気ヘッド２０の浮上量が最小にな
る所望の溝深さＨ₀ ＝約６μｍ（４〜８μｍ）までスラ
イダーブロック２を加工して図２（ｅ）にも示すように
非直線形状のスライダーレール２３を形成する。ドライ
エッチングとしては、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、
アルゴンイオン等の希ガスイオン３０を照射する物理的
イオンエッチング等が望ましい。この時、被加工面に対
するイオンビームの入射角度は図５（ｂ）（ｃ）に示す
ように０°（スライダーブロック２の表面に対する直角
な方向とイオンビーム３０の照射方向となす角度）と
し、イオンビーム３０の加速電圧を６００Ｖ、イオン電
流を０．６Ａの条件でイオンエッチングした。このと
き、スライダー材であるジルコニアのエッチング速度
は、約１ミクロン／時間、マスク材のポリイミドの前駆
体部のエッチング速度は、約３．５ミクロンであり、上
記イオンエッチングを６時間実行した。従って、溝深さ
Ｈ₀ として約６μｍを得ることができる。即ち、イオン
ビーム３０の照射時間を制御することによって、所望の
溝深さを得ることができる。

【００３６】この時、図５に示すように、下層フィルム
３ａのパターン５が上方に拡がった順テーパ形状である
ため、図５（ｃ）に示すように下層フィルム３ａのパタ
ーン５の側面３１もエッチングされて後退することにな
り、スライダーレール２３（溝３３）の側面３２にも傾
斜した面が形成される。そして、イオンビーム３０が照
射されることによって溝の底３３から発生するスパッタ
粒子３２が、上記パターン５の傾斜した側面３１及びス
ライダーレール２３の側面３２が付着する。しかし、こ
の付着した再付着層３４は、パターン５の側面３１もス
ライダーレール２３（溝３３）の側面３２も上方に拡が
って傾斜しているため、常にイオンビーム３０に晒され
てエッチングされて除去されることになる。即ち、所望
の溝深さＨ₀ までにパターン５の傾斜した側面３１及び
スライダーレール２３の側面３２に付着される量より
も、イオンビーム３０の照射によってエッチングされる
量の方が大きく、図５（ｃ）に示す状態では、パターン
５の傾斜した側面３１及びスライダーレール２３の側面
３２には再付着層３４の存在が見受けられなかった。な
お、このとき、スライダーレール２３の表面に対する直
角な方向がイオンビーム３０の照射方向に対してある傾
斜角（被加工面に対するイオンビーム３０の入射角、例
えば約４５°）を有するように、治具（ヘッドブロック
固定治具）１をイオンビーム３０の照射方向に対して傾
けて該治具１を傾けた軸を中心として回転させてイオン
エッチングしても、図５に示すのと同様なイオンエッチ
ングの結果になる。

【００３７】最後に図２（ｅ）に示すように、残ったマ
スク６を有機溶媒を用いて剥離除去し、スライダー加工
が完成する。この剥離は、ＮＭＰを８０℃で用い、３０
分浸漬することによって行った。なお、このとき、素子
形成部２４を密封した樹脂も取り除くことが必要とな
る。

【００３８】以上説明したように、側面に再付着層３４
が存在しない高精度の非直線形状のスライダーレール２
３を形成することができる。即ち、側面に再付着層３４
がなく、しかもスライダーレール２３の精度として、３
００μｍの幅の部分においてマスク寸法からのシフト量
のばらつきは、σを標準偏差とすると３σで１．８μｍ
を得ることができた。

【００３９】上記に説明したように、パターン５の断面
を上方に拡がった順テーパ形状にしたことによって、該
パターン５の側面３１も、イオンビーム３０に晒されて
エッチングされて、幅方向に幾分後退することになるた
め、この後退量を予め見込んで、上層フィルム３ｃに形
成するパターン４の大きさを決めておくことが必要とな
る。これにより、薄膜磁気ヘッド２０の浮上量が最小に
なるような所望のレール幅Ｗ（例えば、図３に示す非直
線形状のスライドレール２３の場合、中央のレールにお
いて、最も幅の狭い個所における幅を示す。）が高精度
に得ることができる。

【００４０】〈スライダーレールの加工方法の第３〜第
１０の実施例〉第３〜第１０の実施例は、第１及び第２
の実施例と同様にして、表１に示す条件でスライダー加
工を行った結果、いずれも高精度なスライダーが得ら
れ、極めて有用な方法であることを確認した。また、第
５、第６、第８、第１０の実施例については、スライダ
ーブロック２との接着性が特に良好であり、第３、第９
の実施例については、特に微細なパターンにおいても高
精度なスライダーが得られた。なお、比較例としてマス
ク材にドライフィルムを用いた場合を検討したが、得ら
れたパターンのテーパ角β₀ が図７に示すように、ほぼ
９０°と大きく、イオンエッチング終了時にパターンの
側壁に再付着層が残り、しかも加工されたスライダーレ
ールの幅精度が悪く、３００μｍ幅の部分において、マ
スク寸法からのシフト量のばらつきが、３σで１２．２
〜２０．５μｍであった。

【００４１】

【表１】

【００４２】以上、二層フィルムを圧着してドライ加工
用マスクを形成し、スライダーレールを加工する方法を
示したが、いずれの場合においても、上層フィルム３
ｂ、３ｃをマスクとして下層フィルム３ａを等方性ウェ
ットエッチングすることによって断面が順テーパ形状の
マスクを得、このマスク用いてイオンエッチングに基づ
いてスライダーレールを加工することによって、再付着
層等の欠陥がなく、しかもレール幅の寸法精度を飛躍的
に向上したスライダーレールを有した薄膜磁気ヘッドを
製造することが可能となった。

【００４３】なお、上記実施例においては、二層フィル
ムについて説明したが、特に下層フィルムにおいて、ウ
ェットエッチングによって断面が順テーパ形状に形成で
きれば、複数層のフィルムで構成しても良いことは明ら
かである。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、スライダーブロックの
被加工面上に断面が順テーパ形状のパターンを有するマ
スク材を形成でき、その結果イオンエッチングにより再
付着層等の欠陥のないスライダレールを高精度に製造す
ることができ、その結果ヘッドスライダーとして０．１
ミクロン程度の低浮上量を安定に、且つ高信頼度で達成
することが可能になる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスライダーレール加工方法の第１
の実施例を示す工程説明図である。

【図２】本発明に係るスライダーレール加工方法の第２
の実施例を示す工程説明図である。

【図３】本発明に係る非直線形状のスライダーレールの
一実施例を有する薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。

【図４】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造プロセスを
示す図である。

【図５】本発明に係るスライダーレール加工方法におい
て、イオンエッチングによってスライダーレールが形成
されていく状態を示した図である。

【図６】従来技術（１）（２）によってイオンエッチン
グによってスライダーレールが形成されていく状態を示
した図である。

【図７】従来技術（３）によってイオンエッチングによ
ってスライダーレールが形成されていく状態を示した図
である。

【符号の説明】

１…スライダーブロック固定治具（ヘッドブロック固定
治具） ２…スライダーブロック（ヘッドブロック）、２ａ…ス
ライダーレール被加工面、 ３…二層フィルム ３ａ…下層フィルム、 ３ｂ、３ｃ…上層フィルム ４…上層フィルムのパターン、 ５…下層フィルムのパ
ターン ２０…薄膜磁気ヘッド、 ２１…スライダー基板、 ２
２…素子 ２３…スライダーレール、 ２４…素子形成部、 ２５
…スライダー基板部 ３０…イオンビーム、 ３１…下層フィルムのパターン
の側面、３２…スライダーレールの側面、 ３３…溝、
３４…再付着層 ３５…スパッタ粒子

フロントページの続き (72)発明者 戸川 衛星 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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光性を有する上層フィルムと耐ドライエ
   ッチング性を有する下層フィルムとを有する複数層構造
   のフィルムを、薄膜磁気ヘッド用スライダー材の空気ベ
   アリング面上に圧着するフイルム圧着工程と、該フイル
   ム圧着工程により複数層構造のフィルムが前記空気ベア
   リング面上に圧着された状態で、レール形状に対応した
   パターン形状で露光及び現像を行うことにより上層フィ
   ルムにパターンを形成し、更に該パターンを基に下層フ
   ィルムに等方性ウエットエッチングにより上方に拡がっ
   た順テーパのマスクパターンを形成するマスクパターン
   形成工程と、該マスクパターン形成工程によって順テー
   パのマスクパターンを形成した下層フィルムを有する空
   気ベアリング面に対してドライエッチングにより所望の
   溝深さを有するレールを形成するドライエッチング加工
   工程と、該ドライエッチング加工工程によって前記レー
   ル上に残った下層フィルムを除去する除去工程とを有
   し、薄膜磁気ヘッド用スライダー材の空気ベアリング面
   上に所望の溝深さを有するレールを形成することを特徴
   とする薄膜磁気ヘッド用スライダーの製造方法。
2. 【請求項２】前記フイルム圧着工程において圧着される
   上層フィルムをポジ型フォトレジストで形成したことを
   特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド用スライダー
   の製造方法。
3. 【請求項３】前記フイルム圧着工程において圧着される
   上層フィルムをネガ型フォトレジストで形成したことを
   特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド用スライダー
   の製造方法。
4. 【請求項４】前記フイルム圧着工程において圧着される
   下層フィルムをポリイミドの前駆体で形成したことを特
   徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド用スライダーの
   製造方法。
5. 【請求項５】感光性を有する上層フィルムと耐ドライエ
   ッチング性を有する下層フィルムとを有する複数層構造
   のフィルムを、薄膜磁気ヘッド用スライダー材の被加工
   面上に圧着するフイルム圧着工程と、該フイルム圧着工
   程により複数層構造のフィルムを前記空気ベアリング面
   上に圧着した状態で、レール形状に対応したパターン形
   状で露光及び現像を行うことにより上層フィルムにパタ
   ーンを形成し、更に該パターンを基に下層フィルムに等
   方性ウエットエッチングにより上方に拡がった順テーパ
   のマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程
   と、該マスクパターン形成工程によって順テーパのマス
   クパターンを形成した下層フィルムを有する被加工面上
   にイオンビームを照射して前記順テーパのマスクパター
   ンにより側面において付着する再付着量よりも物理的イ
   オンエッチング量を大きくした物理的イオンエッチング
   により所望の溝深さを有するレールを形成する物理的イ
   オンエッチング加工工程と、該物理的イオンエッチング
   加工工程によって前記レール上に残った下層フィルムを
   除去する除去工程とを有し、薄膜磁気ヘッド用スライダ
   ー材の空気ベアリング面上に所望の溝深さを有するレー
   ルを形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッド用スライ
   ダーの製造方法。
6. 【請求項６】感光性を有するフォトレジストで形成され
   た上層フィルムと耐ドライエッチング性を有するポリイ
   ミドの前駆体で形成された下層フィルムとを有する複数
   層構造のフィルムを、薄膜磁気ヘッド用スライダー材の
   空気ベアリング面上に圧着するフイルム圧着工程と、該
   フイルム圧着工程により複数層構造のフィルムを前記空
   気ベアリング面上に圧着した状態で、レール形状に対応
   したパターン形状で露光及び現像を行うことにより上層
   フィルムにパターンを形成し、更に該パターンを基に下
   層フィルムに等方性ウェットエッチングにより上方に拡
   がった順テーパのマスクパターンを形成するマスクパタ
   ーン形成工程と、該マスクパターン形成工程によって順
   テーパのマスクパターンを形成した下層フィルムを有す
   る空気ベアリング面上にイオンビームを照射して前記順
   テーパのマスクパターンに応じた物理的イオンエッチン
   グにより所望の溝深さを有するレールを形成する物理的
   イオンエッチング加工工程と、該物理的イオンエッチン
   グ加工工程によって前記レール上に残った下層フィルム
   を除去する除去工程とを有し、薄膜磁気ヘッド用スライ
   ダー材の空気ベアリング面上に所望の溝深さを有するレ
   ールを形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッド用スラ
   イダーの製造方法。
7. 【請求項７】感光性を有するフォトレジストで形成され
   た上層フィルムと耐ドライエッチング性を有するポリイ
   ミドの前駆体で形成された下層フィルムとを有する複数
   層構造のフィルムを、薄膜磁気ヘッド用スライダー材の
   空気ベアリング面上に圧着するフイルム圧着工程と、該
   フイルム圧着工程により複数層構造のフィルムを前記空
   気ベアリング面上に圧着した状態で、非直線形状のレー
   ル形状に対応したパターン形状で露光及び現像を行うこ
   とにより上層フィルムにパターンを形成し、更に該パタ
   ーンを基に下層フィルムに等方性ウェットエッチングに
   より上方に拡がった順テーパのマスクパターンを形成す
   るマスクパターン形成工程と、該マスクパターン形成工
   程によって順テーパのマスクパターンを形成した下層フ
   ィルムを有する空気ベアリング面上にイオンビームを照
   射して前記順テーパのマスクパターンに応じた物理的イ
   オンエッチングにより所望の溝深さを有する非直線形状
   のレールを形成する物理的イオンエッチング加工工程
   と、該物理的イオンエッチング加工工程によって前記レ
   ール上に残った下層フィルムを除去する除去工程とを有
   し、薄膜磁気ヘッド用スライダー材の空気ベアリング面
   上に所望の溝深さを有する非直線形状のレールを形成す
   ることを特徴とする薄膜磁気ヘッド用スライダーの製造
   方法。