JPH10312661A - 磁気ヘッドスライダおよび磁気ヘッドスライダの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＳＳ耐久性を維持し、且つ記録再生特性を
向上できる磁気ヘッドスライダを得る。 【解決手段】 磁気ヘッド素子付近に磁気ヘッドスライ
ダの材質よりも低い導電率を持つ材料を配して保護膜を
形成することにより、磁気ヘッド素子近傍のみの保護膜
を薄くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク状記録媒
体に情報の記録再生を行うために用いられる磁気ヘッド
スライダの製造方法に関し、詳しくは磁気ヘッドスライ
ダの浮上面に付着する保護膜の形成方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ディスク状記録媒体にデータの記録／再
生を行う磁気ディスク装置がコンピュータの外部記憶装
置として広く用いられている。図１０に示す様に、磁気
ディスク装置は情報が記録されるディスク状記録媒体２
７、記録／再生を行う磁気ヘッド素子（図示せず）が付
着されている磁気ヘッドスライダ２１、磁気ヘッドスラ
イダ２１を所定の位置に移動するアクチュエータ２９、
ディスク状記録媒体２７を回転するスピンドルモータ３
１および信号を処理する信号処理回路３３などから成っ
ている。磁気ヘッドスライダ２１はディスク状記録媒体
２７が回転停止している時にはディスク状記録媒体２７
の表面に接触しているが、回転時にはディスク状記録媒
体２７の回転に伴う空気流を受けて揚力を発生し、この
揚力とヘッドサスペンション機構３５が磁気ヘッドスラ
イダ２１をディスク状記録媒体２７の表面に向かって押
さえる力との釣合いによって所定の浮上量を得ている。
この様に回転停止時には磁気ヘッドスライダがディスク
状記録媒体の表面に接触しており、回転時に浮動する方
式はコンタクト・スタート・ストップ（以下ＣＳＳと称
する）方式と呼ばれている。磁気ヘッドスライダはＣＳ
Ｓの度にディスク状記録媒体と摺動を受けるため次第に
摩耗し、それに伴って摩擦係数が上昇して最後には回転
出来なくなることもある。近年、特にノート型パーソナ
ルコンピュータに用いられる磁気ディスク装置では、省
電のために一定時間アクセスがない場合にはディスク状
記録媒体の回転を停止することが行なわれておりＣＳＳ
の回数が増え、１０００００回以上のＣＳＳ耐久性を持
つことが求められている。

【０００３】この様な高いＣＳＳ耐久性を実現するため
に、ディスク状記録媒体には磁気記録層の上に炭素等の
ディスク保護膜を設け、さらにパーフロロポリエーテル
（ＰＴＦＥ）等の潤滑剤を塗布することが行われてい
る。潤滑剤はＣＳＳ時の摺動により除去され次第に失わ
れるので、それを補う流動性が求められるが、流動性が
強すぎると磁気ヘッドスライダとディスク状記録媒体と
の間にメニスカスを形成して吸着（スティクション）を
生じ、回転起動が出来なくなる場合がある。このため、
磁気ヘッドスライダ２１は回転方向に対して１０〜５０
ｎｍの高さを持つ凸面状に加工されることが行われてい
る。この凸面形状をクラウン３７と称している。クラウ
ン３１を有する磁気ヘッドスライダ２１では、回転時に
は図１１に示す様に磁気ヘッド素子９のある空気流出端
が最小の浮上量を持ち記録再生特性を維持するが、回転
停止時には中央部のみディスク状記録媒体２７と接触す
る。このため、メニスカスが生じても面積が限られるの
で大きな力とならずに回転起動を妨げることが防止でき
る。さらに摩擦力の軽減と耐摩耗性の向上を目的とし
て、浮動面に１〜１０ｎｍの保護膜３９が形成されてい
る。磁気ヘッドスライダ上の保護膜３９はディスク状記
録媒体２７との摩擦力を低減するとともに摺動による摩
耗を防ぎ、さらにディスク状記録媒体上の潤滑剤を維持
する効果もある。保護膜３９には通常ダイヤモンド状炭
素膜が用いられる。

【０００４】次に、磁気ヘッドスライダの従来の製造方
法を図１２を用いて説明する。まず、磁気ヘッド素子９
がアルミナと炭化チタンを主成分とする焼結体の基板４
１の上に多数形成される（図１２（ａ））。ここから基
板４１を切断して複数の磁気ヘッド素子９を有する短冊
状の板を得る（図１２（ｂ））。この短冊状の板をロー
１と呼ぶ。ロー１は磁気ヘッド素子９の高さが所定の大
きさになるまでその切断面をラップ加工される。

【０００５】続いてロー１のラップ加工した面には５〜
１０ｎｍの保護膜が形成される。保護膜の形成はスパッ
タリング法、ＣＶＤ法等によって行われる。図１３はＣ
ＶＤ法で保護膜を形成するために用いられるプラズマＣ
ＶＤ装置の一例である。真空排気後に装置内に材料ガス
１９としてＣＨ４、Ｃ２Ｈ６などの炭化水素系ガスを導
入する。所定の圧力を得たところでロー１を取り付けた
電極１７に直流電圧を印加して、プラズマを生成しダイ
ヤモンド状炭素膜を成膜する。その後、ローの保護膜上
に複数の浮上面パターン４３が形成される。浮上面パタ
ーンの形成はフォトリソグラフィ技術を用いて行われ
る。まず、ローをベース板に複数個貼付た上に液体レジ
ストを塗布するかフィルム状のドライフィルムレジスト
を貼付し、浮上面パターンを露光、現像してドライフィ
ルムレジストからなる加工マスクを得る。次に、加速し
た中性イオンの衝突によって加工するイオンミリング法
やフッ素や塩素などの反応性気体を導入してプラズマ中
で加工する反応性イオンエッチング法になどによりマス
ク面を残して加工を行い、複数の浮上面パターンを得
る。その後、ローは切断され個別の磁気ヘッドスライダ
２１に分離される（図１２（ｃ））。

【０００６】近年の記録密度の上昇に伴い、記録再生効
率の向上を目的として低浮上量化が進められており、最
近では０．０５μｍ以下の浮上量を持つ磁気ヘッドスラ
イダが実用化されてきている。これに伴い、磁気ヘッド
スライダ上に形成される保護膜３９の厚さも浮上量４５
に対して１０〜２０％以上に相当する値となり無視でき
ないほどの大きさとなって来た（図１４）。このため、
保護膜の耐摩耗性改良による薄膜化が進められている
が、思うような耐摩耗性が得られていないのが現状であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では磁気ヘッドスライダ上に形成される保
護膜の厚さが実質的な浮上量の増加となるため、記録再
生効率の低下を招くという問題があり、充分なＣＳＳ耐
久性を維持し、且つ保護膜の厚さを薄くして再生効率を
向上したいという課題があった。これに対し特開平８−
１８０３５４では磁気ヘッド素子付近の保護膜の厚さを
薄くして記録再生効率を高める工夫が開示されている
が、具体的な保護膜の成膜方法についての開示はなんら
なされていない。また、特開平８−１８０３５４のよう
な構造では、保護膜厚は空気流入端で最大であり、ディ
スク状記憶媒体との摺動が生じる中央部付近の耐久性は
不十分であるという課題があった。

【０００８】上記課題を解決するため、本発明の目的
は、充分なＣＳＳ耐久性を維持し、且つ記録再生特性の
良好な磁気ヘッドスライダおよびその製造方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、磁気ヘッド素子付近に磁気ヘッドスライ
ダの材質よりも低い導電率を持つ材料を配した上、保護
膜を形成することにより、磁気ヘッド付近のみ保護膜が
薄い磁気ヘッドスライダとした。また、磁気ヘッドスラ
イダの空気流出端、空気流入端の双方の近傍に磁気ヘッ
ドスライダの材質よりも低い導電率を持つ材料を配して
保護膜を形成することにより、空気流出端、空気流入端
の双方の保護膜の厚さが薄く、中央部の保護膜の厚さが
厚い磁気ヘッドスライダとした。。

【００１０】本発明の様に、成膜の際、磁気ヘッドスラ
イダの磁気ヘッド素子近傍に磁気ヘッドスライダの材質
よりも低い導電率を持つ材料を配すと、その部分が電極
として作用しないので、磁気ヘッド素子付近のプラズマ
密度だけが下がる。よって、成膜レートがその付近だけ
低下し、磁気ヘッド素子近傍のみ膜厚を薄くすることが
できる。同様に磁気ヘッドスライダの空気流出端および
空気流入端の双方に磁気ヘッドスライダの材質よりも低
い導電率を持つ材料を配すと、空気流出端、空気流入端
の保護膜を薄く、中央部を厚くすることが出来る。

【００１１】

【発明の実施の形態】磁気ヘッド素子近傍に磁気ヘッド
スライダの材質より低導電性の材料を配した後に、その
浮上面に保護膜を形成することを特徴とする磁気ヘッド
スライダの製造方法

【００１２】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明による実施の形態を図面に基
づいて説明する。図１は本発明により形成された保護膜
の厚み分布を示している。保護膜は磁気ヘッド素子があ
る磁気ヘッドスライダの流出端付近で薄く、それより内
側になるにしたがって厚くなっている。流出端付近では
再び薄くなっているが、これは流出端近傍にも低導電率
材を配置して成膜したことによる。次にこの様な保護膜
の厚み分布を得る方法について図２を用いて工程順に説
明する。磁気ヘッド素子が多数形成された基板を切断し
て得たロー１を、その切断面を所定の磁気ヘッド高さま
でラップ加工した後、保護膜を形成する面、即ち浮上面
３を下にして整列プレート５上に並べる。両端部には磁
気ヘッドスライダとしては機能しないダミー部材７を配
す。この様にすると端部の影響がロー１に及ばない。整
列プレート５に並べた様子を図２（ａ）に示す。ローと
ローとの隙間の大きさは磁気ヘッド素子上の保護膜の厚
さを決める要因の一つになるので、間隔は一定にしなけ
ればならない。このため整列プレート５には溝１１があ
り、ロー１はそこに収まるように設計されている。続い
て、ポジ型のフォトレジスト１３を塗布したベースプレ
ート１５を、整列させたロー１の上から被せ密着させる
（図２（ｂ））。ベースプレート１５は保護膜形成にそ
のまま用いられるので導電性のある材料、例えばアルミ
ニウム等の金属を選ぶ。

【００１３】フォトレジスト１３は溶媒が揮散するにし
たがって粘着力が発現するが、１、２分でロー１が簡単
には移動しない程度の粘着性を持つ様になる。その後、
全体を反転させ整列プレート５を外してフォトレジスト
１３を焼成する。焼成の条件はフォトレジストの種類に
よって異なるが、東京応化製のＯＦＰＲ８００を用いた
例では、加熱炉を用いて９０℃で３０分程度の焼成を行
う。加熱炉から取り出した後、再びポジ型のフォトレジ
スト１３を側面から流し込む様にしてローとローとの隙
間を埋める（図２（ｃ））。その後再び加熱炉に入れ、
たとえば９０℃で１時間程度焼成する。これで、ローは
整列され、ベースプレート１５に保護膜を形成する面、
即ち浮上面３を露出した状態で接着された状態となる。
ここでロー１の短手方向で且つ浮上面に対して斜めから
紫外線を照射する（図２（ｄ））。この様にすると紫外
線はローとローの隙間には照射されずロー表面にはみ出
たフォトレジストにだけに照射され、現像すればロー表
面にはみ出たフォトレジストは除去され、ローとローと
の隙間にだけフォトレジストが残った状態となる（図２
（ｅ））。

【００１４】ベースプレート１５に貼ったローは、中間
層としてＳｉ、ＳｉＣ等をスパッタリングで２ｎｍ形成
した後、図３に示すプラズマＣＶＤ装置の電極１７に浮
上面を下にして取付け、保護膜としてダイヤモンド状炭
素膜を８ｎｍ形成する。ＣＶＤ装置の電極１７には７０
０Ｖ〜１０００Ｖの負の直流高電圧を印加しプラズマを
誘起して成膜する。材料ガスとしてはＣＨ４、Ｃ２Ｈ
６、Ｃ６Ｈ６等の炭化水素系ガスを用いる。

【００１５】図４はロー表面近傍のプラズマ密度分布を
示す図である。ローとローとの間には低導電性であるフ
ォトレジストが埋められているのでその上のプラズマ密
度は小さくなる。従って、ロー表面に入射する電離した
材料ガスの頻度は周囲に比べて少なくなり、成膜レート
が低下し、結果としてローの中央に比べて端に近いほど
膜厚は薄くなる。プラズマ密度の低下はローの間隔、フ
ォトレジストの厚み、導電性、誘電率等によって変化す
るのでこれらを調整することにより所望の保護膜の厚み
分布を得ることができる。端部が薄くなる割合は電極に
印加する電圧や材料ガス圧力によって異なるが、−７０
０Ｖの電圧を印加しＣＨ４を材料ガスとして用いた例で
は、中央付近の膜厚に対する端部付近の膜厚比は図５に
示すようなロー間隔に対する依存性を示した。また、フ
ォトレジストの高さ方向の厚み調整は紫外線の照射角度
を変えることによって行うことができる。照射角度を浮
上面に対して大きくすればローの隙間の深くまで紫外線
が照射されるようになりフォトレジスト厚は小さくな
る。逆に角度を小さくすればフォトレジスト厚は大きく
することができる。

【００１６】上述の例ではフォトレジストとして東京応
化製のＯＦＰＲ８００を用いたが、ポジ型フォトレジス
トであれば他の物、例えばヘキスト社製のＡＺシリーズ
等を用いてもいっこうに構わないのは言うまでもないこ
とである。また、材料ガス、電極印加電圧等についても
他の条件で本発明の方法を適用しても同様の効果が得ら
れることは明らかである。

【００１７】本発明によって得られる磁気ヘッドスライ
ダを用いてＣＳＳ耐久性試験を行った。この結果を図６
に示す。本発明の方法による磁気ヘッドスライダでは従
来の方法で保護膜を形成した磁気ヘッドスライダとＣＳ
Ｓ耐久性が得られた。また、再生出力の線記録密度依存
性を測定したところ図７に示す様な結果が得られた。本
発明による磁気ヘッドスライダでは浮上量は同一である
にもかかわらず、従来方法による磁気ヘッドスライダに
比べて高い再生出力が得られ、より高い線記録密度まで
使用可能であることがわかった。

【００１８】（実施例２）次に他の実施例について説明
する。上述の例ではローの状態で保護膜を形成する例を
示したが、ここではローに浮上面パターンを形成後、磁
気ヘッドスライダ単体に切断してから保護膜を形成する
方法について説明する。

【００１９】図８は本実施例によって得られた保護膜の
膜厚分布を示す図である。磁気ヘッドスライダの長手方
向のみならず、短手方向にも端部で薄く中央部で厚い膜
厚分布が得られている。

【００２０】この様な膜厚分布を得る方法について以下
に説明する。磁気ヘッド素子が多数形成された基板を切
断して得たローは、その切断面を所定の磁気ヘッド高さ
までラップ加工した後、浮上面パターンがエッチング加
工され、続いて各々の磁気ヘッドスライダに切断加工さ
れる。この様にして得た磁気ヘッドスライダ２１を浮上
面を下にしてスライダ用整列プレート２３上に並べる。
この際、端部の影響をなくすために端部にはスライダ用
ダミー部材２５を配する。この様子を図９（ａ）に示
す。磁気ヘッドスライダ間の間隔の大きさは上述した様
に磁気ヘッドスライダ端部の保護膜の厚さを決める要因
の一つとなるので、スライダ用整列プレート２３には各
々の磁気ヘッドスライダ２１の形をした溝が設けてあ
り、一定の間隔で磁気ヘッドスライダ２１が整列する様
に設計されている。続いて、ポジ型のフォトレジストを
塗布したベースプレート１５を、整列させた磁気ヘッド
スライダ２１の上から被せ密着させる。ベースプレート
１５は保護膜形成にそのまま用いられるので導電性のあ
る材料、例えばアルミニウム等の金属を選ぶのは実施例
１と同様である。

【００２１】実施例１と同様に焼成後、フォトレジスト
の流し込みおよび再焼成を行った後、磁気ヘッドスライ
ダ２１の対角線方向で且つ浮上面に対して斜めから紫外
線を照射する（図９（ｂ））。この様にすると紫外線は
磁気ヘッドスライダの間には照射されず磁気ヘッドスラ
イダの表面にはみ出たフォトレジストにだけに照射さ
れ、現像すれば磁気ヘッドスライダの表面にはみ出たフ
ォトレジストは除去され、磁気ヘッドスライダの隙間に
だけフォトレジストが残った状態となる（図９
（ｃ））。ベースプレート１５に貼った磁気ヘッドスラ
イダ２１は、実施例１と同様に中間層と保護膜が形成さ
れる。

【００２２】

【発明の効果】以上に記したように、本発明によれば磁
気ヘッドスライダの磁気ヘッド素子部分の保護膜を薄
く、中央部を厚く分布させて形成することができ、ＣＳ
Ｓ耐久性を低下させることなく記録再生特性を向上でき
るという効果がある。また、保護膜だけで浮上面を凸形
状にできるため、安定した凸形状を実現し浮上特性、Ｃ
ＳＳ耐久性ともに安定した磁気ヘッドスライダを提供で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による方法でローに保護膜を形成した際
の磁気ヘッドスライダの保護膜の厚さ分布を示した図で
ある。

【図２】本発明による保護膜の形成方法を説明する説明
図である。

【図３】本発明による保護膜の形成に用いるプラズマＣ
ＶＤ装置を示す説明図である。

【図４】本発明による保護膜形成の際のプラズマ密度分
布を示す図である。

【図５】本発明による保護膜形成において、磁気ヘッド
素子上の保護膜厚のロー中央部の保護膜厚に対する割合
がロー間隔によってどのように変化するかを示す説明図
である。

【図６】本発明による磁気ヘッドスライダのＣＳＳ耐久
性試験結果を示す図である。

【図７】本発明による磁気ヘッドスライダの再生出力の
線記録密度依存性を示す図である。

【図８】本発明による方法で磁気ヘッドスライダ単体に
保護膜を形成した際の保護膜厚の分布を示す図である。

【図９】本発明により磁気ヘッドスライダ単体に保護膜
を形成する方法を説明するための説明図である。

【図１０】磁気ディスク装置を示す図である。

【図１１】従来の方法による磁気ヘッドスライダの回転
時、回転停止時の様子を示す説明図である。

【図１２】磁気ヘッドスライダの加工工程を説明するた
めの説明図である。

【図１３】従来の方法により保護膜を形成するためのプ
ラズマＣＶＤ装置を示す図である。

【図１４】浮上量と保護膜厚さの関係を説明する説明図
である。

【符号の説明】

１ ロー ３ 浮上面 ５ 整列プレート ７ ダミー部材 ９ 磁気ヘッド素子 １１ 溝 １３ フォトレジスト １５ ベースプレート １７ 電極 １９ 材料ガス ２１ 磁気ヘッドスライダ ２３ スライダ用整列プレート ２５ スライダ用ダミー部材 ２７ ディスク状記録媒体 ２９ アクチュエータ ３１ スピンドルモータ ３３ 信号処理回路 ３５ ヘッドサスペンション機構 ３７ クラウン ３９ 保護膜 ４１ 基板 ４３ 浮上面パターン ４５ 浮上量

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ヘッド素子近傍に磁気ヘッドスライ
   ダの材質より低導電性の材料を配した後に、その浮上面
   に保護膜を形成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. 【請求項２】 前記低導電性の材料がフォトレジストで
   あることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドスライ
   ダの製造方法。
3. 【請求項３】 前記保護膜がダイヤモンド状炭素膜であ
   ることを特徴とする請求項１および２記載の磁気ヘッド
   スライダの製造方法。
4. 【請求項４】 空気流入端および空気流出端の双方の保
   護膜が薄く、中央部が厚いことを特徴とする磁気ヘッド
   スライダ。
5. 【請求項５】 前記保護膜がダイヤモンド状炭素膜であ
   ることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライ
   ダ。
6. 【請求項６】 空気流入端および空気流出端の双方に磁
   気ヘッドスライダの材質より低導電性の材料を配した後
   に、その浮上面に保護膜を形成することを特徴とする磁
   気ヘッドスライダの製造方法。
7. 【請求項７】 前記低導電性の材料がフォトレジストで
   あることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライ
   ダの製造方法。