專利名稱：磁頭及磁頭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁盤裝置及其制造技術(shù)，特別是涉及具有非直線軌道、上浮量小的薄膜磁頭的制造方法及磁頭滑觸點(diǎn)的形狀和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還特別涉及一種加工方法，在對(duì)蝕刻速度慢的陶瓷等進(jìn)行干法蝕刻加工時(shí)，可以除去由此產(chǎn)生的次生附著物，本發(fā)明所涉及的薄膜磁頭及其制造方法對(duì)于既要得到穩(wěn)定的低上浮量又要防止磁頭碎裂是很合適的。
背景技術(shù)：
磁盤裝置的記錄密度年年都在飛速上升，因此，必須降低磁頭的上浮量。

圖10是說明磁頭的上浮狀態(tài)的圖，磁頭1具有面向磁盤11的上浮面2、圓錐部4、磁元件5、空氣流入端7和空氣流出端8，由彈簧片10支撐。在上浮面2上形成圖2所示的軌道3。當(dāng)停止磁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)磁頭1與磁盤11呈接觸狀態(tài)，但是，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，因沿軌道3從空氣流入端7流入且從空氣流出端8流出的空氣流40的作用，形成空氣軸承滑觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)并產(chǎn)生上浮力，由彈簧片10的按壓力和上浮力來決定上浮量12。降低該上浮量12、同時(shí)降低因磁盤內(nèi)圓和外圓的速度差而引起的上浮量的變化是重要的課題之一。
圖11是表示先有的磁頭滑觸點(diǎn)及其加工方法的圖，先有的磁頭滑觸點(diǎn)具有直線的軌道3，其加工是使用磨具27靠機(jī)加工進(jìn)行的。圖14是示出圓周速度和上浮量的關(guān)系的圖，在直線形狀軌道的情況下，相對(duì)盤的圓周速度的使用范圍從15到35m/s，上浮量大約是從140到200nm，上浮量與圓周速度有很大的關(guān)系，在盤內(nèi)外圓周大約有60nm的變動(dòng)。此外，對(duì)于直線形狀的軌道，軌道寬度和上浮量有一定的比例關(guān)系，為了降低上浮量，希望軌道寬度較小，但在圖11所示的磁元件5的部分中，因要求軌道和磁元件5要有同等的寬度，自然對(duì)軌道寬度就有一定的限制。
因此，正如美國(guó)專利第4、673、996號(hào)所公開的那樣，通過在軌道3的沿前期空氣流的角部設(shè)置稱之為倒角的傾斜面來實(shí)現(xiàn)上浮量的降低及抑制其變動(dòng)。該傾斜面與上浮面所成的角是在0.5度到2度之間，倒角的面積占軌道面積的比例是從12.5到22.5％，作為倒角的一例，具有10μm左右的寬度和2μm的高度。
此外，如特開平63-103406號(hào)公報(bào)中所公開的那樣，通過使軌道3的一部分變細(xì)也可以實(shí)現(xiàn)上浮量的降低和抑制其變動(dòng)。如特開平4-188479號(hào)公報(bào)中所公開的那樣，通過在軌道3的沿前期空氣流的角部，設(shè)置從流入端向流出端其寬度逐漸擴(kuò)大的傾斜面，也能實(shí)現(xiàn)上浮量的降低和抑制其變動(dòng)。通過設(shè)置這樣的倒角，上浮量便如圖14所示那樣是較低的值，在圓周速度從15到35m/s時(shí)大約是從80到120nm，同時(shí)，磁盤內(nèi)外圓周的上浮量的變動(dòng)也可以降低到約40nm。
近年來，作為降低上浮量的最有效的手段，如特開平4-276367號(hào)公報(bào)所公開的那樣，盛行的是采用非直線形狀的軌道的方法。圖12示出具有非直線形狀軌道的磁頭的一個(gè)例子。在使用這樣的非直線形狀軌道時(shí)，如圖14所示其上浮量較低，在圓周速度是從15到35m/s時(shí)約為60至75nm，磁盤內(nèi)外圓周的上浮量的變動(dòng)也非常小，約為15nm。非直線形狀的軌道具有與在直線形狀軌道上設(shè)有倒角的情況相同或更好的降低上浮量的效果，特別是，抑制因磁盤內(nèi)外圓周的圓周速度的差而引起的上浮量變動(dòng)的效果很好。因此，如果對(duì)具有與設(shè)有倒角的直線形狀軌道相同或更好的降低上浮量的效果的非直線形狀的軌道設(shè)置倒角，可以期待進(jìn)一步提高上浮特性，為了使可實(shí)現(xiàn)的上浮量及其穩(wěn)定性更好，有必要將其與設(shè)有倒角的直線形狀軌道的情況及其效果嚴(yán)格地進(jìn)行區(qū)別。目前，還沒有公開設(shè)有倒角的非直線形狀軌道的例子。非直線形狀的軌道即使不設(shè)置倒角其降低上浮量和抑制上浮量變動(dòng)的效果也很明顯，設(shè)置一點(diǎn)點(diǎn)倒角就可以進(jìn)一步提高上浮特性，所以，所設(shè)倒角的最佳形狀要求比直線形狀情況下小，而且要求高精度的加工。
倒角形狀除了以上所述的提高上浮特性的效果之外，還具有特開昭60-9656號(hào)公報(bào)所公開的以下的效果。如圖10所示，空氣流出端8的上浮量比空氣流入端7小，形成與磁盤容易接觸的狀態(tài)。因此，形成倒角并希望磁頭1的空氣流出端8的形狀是既可以防止對(duì)磁盤11的損傷又可以防止對(duì)磁頭本身的損傷的光滑的形狀。為了對(duì)非直線形狀的軌道也實(shí)現(xiàn)這樣的效果，與達(dá)到上述上浮特性的效果的一樣，要求很高的精度。
使用圖13說明形成具有非直線形狀軌道的磁頭的工序。在鋁鈦硬質(zhì)合金襯底材料13上形成磁元件5，之后將該襯底切斷成含有多個(gè)滑觸點(diǎn)的磁頭塊14并按照規(guī)定的尺寸進(jìn)行研磨，從而形成上浮面2(a)，用濺射、CVD等方法在上浮面上形成保護(hù)膜15(b)，涂敷抗蝕劑16作為形成軌道的掩膜材料并用平版印刷形成抗蝕劑圖案(c)，采用蝕刻加工在上浮面上形成軌道(d)(e)，切斷成一個(gè)一個(gè)的滑觸點(diǎn)(f)，從而，得到圖12的磁頭1’。因?yàn)橥ㄟ^過去的使用磨具進(jìn)行機(jī)械加工來形成非直線形狀的軌道是不可能的，所以，在上浮面形成軌道的工序(d)通常使用反應(yīng)性離子刻蝕、等離子體刻蝕、濺射刻蝕和離子研磨刻蝕等刻蝕加工。因?yàn)殇X鈦硬質(zhì)合金襯底材料與刻蝕氣體的反應(yīng)性很低，故刻蝕加工主要是利用因高能離子的撞擊而引起的物理除去作用。所以，因物理刻蝕而飛散的被刻蝕物不是全部被排放到真空泵一側(cè)，而是如圖5所示那樣附著在部分掩膜材料和鋁鈦硬質(zhì)合金的側(cè)壁。將該現(xiàn)象稱之為再附著。該再附著物19即使在除去了抗蝕劑掩膜材料16之后仍然如圖5(b)所示那樣殘留下來，形成類似突起狀的不良形狀。為了除去這樣的再附著物，在特開平5-109668號(hào)公報(bào)中公開了一種通過在加工過程中改變氬離子束對(duì)襯底的入射角來除去再附著物的方法。該方法是，首先將氬離子束的入射角控制在5度以內(nèi)進(jìn)行加工，然后將離子束的入射角度設(shè)定為30度以上來除去再附著物。此外，如特開平6-13357號(hào)公報(bào)所示那樣，還公開了一種通過在離子研磨后進(jìn)行各向同性的等離子體刻蝕除去再附著物的方法。
當(dāng)在磁頭滑觸點(diǎn)的加工中出現(xiàn)再附著時(shí)，會(huì)存在這樣一些問題，即使在刻蝕加工后進(jìn)行掩膜材料的除去，再附著物仍然殘留在磁頭滑觸點(diǎn)軌道的上浮面上，在磁頭起動(dòng)和停止時(shí)會(huì)損傷磁盤，在磁盤裝置的使用過程中成為再附著物落下來會(huì)成為故障的原因，如此等等。不僅如此，因上浮量年年降低，該再附著物高出上浮面的高度和上浮量相等，對(duì)磁頭的上浮會(huì)產(chǎn)生極壞的影響。因此要求開發(fā)除去再附著的工序。
上述先有例所公開的改變氬離子束的入射角來除去再附著的方法作為再附著除去方法雖然是最有效的方法之一，但是，因?yàn)橄旅娴脑?，在?duì)磁頭滑觸點(diǎn)的襯底材料、如鋁鈦硬質(zhì)合金等陶瓷進(jìn)行離子研磨加工等刻蝕加工時(shí)不能除去再附著。下面，使用圖21說明當(dāng)以抗蝕劑作為掩膜材料使用氬氣對(duì)鋁鈦硬質(zhì)合金襯底進(jìn)行離子研磨加工時(shí)再附著的形成。圖21是再附著形成的概念圖，16是抗蝕劑，13是鋁鈦硬質(zhì)合金襯底，19及19a是再附著物，39是離子束。當(dāng)離子束39照射抗蝕劑16和鋁鈦硬質(zhì)合金襯底13時(shí)，因離子的沖擊這些材料發(fā)出微粒子。發(fā)出的微粒子的一部分懸浮在真空室內(nèi)氣體中并向真空泵的方向排出，而另一部分與抗蝕劑和鋁鈦硬質(zhì)合金的表面碰撞。與抗蝕劑和鋁鈦硬質(zhì)合金的表面碰撞的微粒子又被分成為附在其上的微粒子和反彈回來后再射出的微粒子，附著的概率依賴于離子束的能量和被加工材料等的加工條件。當(dāng)象離子研磨那樣用高能離子束進(jìn)行加工時(shí)，認(rèn)為該附著概率相當(dāng)高，接近于1。因此，加工中在抗蝕劑和鋁鈦硬質(zhì)合金的表面上經(jīng)常附著或是鋁鈦硬質(zhì)合金、或是抗蝕劑、或是由兩者的混合物形成的微粒子。
這里，鋁鈦硬質(zhì)合金和抗蝕劑的離子研磨速度示于圖22。抗蝕劑的離子研磨速度相對(duì)鋁鈦硬質(zhì)合金的離子研磨速度的比值(以下將其稱為選擇比)隨離子束的入射角變化，大約從0.3到0.5，這就是說，抗蝕劑的加工速度常常比鋁鈦硬質(zhì)合金的加工速度快2到3倍。因此，如圖21所示，當(dāng)抗蝕劑的側(cè)壁附著有由鋁鈦硬質(zhì)合金形成的再附著物時(shí)，在該部分，因與周圍的抗蝕劑相比其研磨速度慢、存在加工量的差，故形成凹凸。通過在該凹凸上反復(fù)附著微粒子便形成圖5(a)所示的再附著層。
因?yàn)樵谏鲜鰧?shí)施例中除去再附著的方法是改變離子束的入射角并增加入射到抗蝕劑和被加工材料的側(cè)壁的離子束的量，所以在該鋁鈦硬質(zhì)合金的加工中也試著在離子研磨的過程中增大離子束的入射角度。當(dāng)離子束的入射角度大于60度時(shí)，刻蝕已附在側(cè)壁上的再附著物的速度大于再附著物在側(cè)壁上的附著速度，所以，從理論上講應(yīng)該能除去再附著物。但是，在該鋁鈦硬質(zhì)合金的加工中，鋁鈦硬質(zhì)合金和抗蝕劑的加工速度相差太大，如前所述，在側(cè)壁上明顯地出現(xiàn)象圖21(b)所示那樣的凹凸?fàn)畹拇植诿妫街谠摯植诿娴陌紶畈糠值脑俑街?9a只要離子束的入射角不大于90度便不會(huì)被離子束所照射，因而不可能被除去。然而，當(dāng)離子束的入射角大于90度時(shí)，側(cè)壁相對(duì)離子束便全部成了抗蝕劑的陰影部分，所以，離子束照射不到側(cè)壁，實(shí)現(xiàn)不了這樣的加工條件。
該側(cè)壁變粗糙的原因在于抗蝕劑與鋁鈦硬質(zhì)合金的選擇比變壞，若選擇比為1左右，就不會(huì)產(chǎn)生粗糙面也不會(huì)發(fā)生再附著，但象鋁鈦硬質(zhì)合金那樣慢的加工速度的抗蝕劑現(xiàn)在還沒有。在先有的鋁鈦硬質(zhì)合金的加工中，離子束的入射角開始以加工速度快的45度的角度進(jìn)行加工，當(dāng)接近所要的加工量時(shí)將入射角變成75度，進(jìn)行再附著物的除去。如圖23所示，在以45度的角度加工時(shí)，在抗蝕劑和鋁鈦硬質(zhì)合金的側(cè)壁可看到很多的再附著物，如圖23(b)所示那樣通過以75度的角度進(jìn)行加工可以除去大部分再附著物，但因上述理由仍然殘留一點(diǎn)點(diǎn)再附著物，在抗蝕劑除去之后也象圖23(c)所示那樣殘留一點(diǎn)點(diǎn)再附著物。在鋁鈦硬質(zhì)合金的加工中，象這樣即使在離子研磨時(shí)改變離子束的入射角也不能除去的極少的再附著物特別成問題，確立一種除去方法就成為一個(gè)課題。
此外，通過各向同性的等離子體刻蝕來除去再附著的方法對(duì)于以薄膜加工為主的加工量少的半導(dǎo)體加工是有效的，但對(duì)于磁頭滑觸點(diǎn)的情況，因其加工量大同時(shí)再附著物也多，故使用這種方法存在加工時(shí)間長(zhǎng)的問題。進(jìn)而，磁頭滑觸點(diǎn)因其軌道的寬度和深度與上浮量有密切的關(guān)系，對(duì)加工精度的要求非常嚴(yán)格，上述各向同性的刻蝕其側(cè)壁的刻蝕量多，所以，加工中的尺寸變化大，形狀變化也大，故不能使用這種方法。
在磁頭緩沖電路的制造方法中，面臨著開發(fā)一種不僅對(duì)上浮面而且對(duì)軌道側(cè)壁部分的再附著都能完全除去、而且軌道的尺寸變化非常小的再附著除去方法的課題。
此外，通過采用非直線形狀的軌道降低了上浮量，同時(shí)，還減小了因磁盤內(nèi)外圓周的會(huì)聚差而引起的上浮量的變動(dòng)，但是，為了進(jìn)一步提高上浮特性，在軌道的角部形成很小的倒角部是有效的。此外，為了緩和磁盤起動(dòng)停止時(shí)的沖擊，最好在空氣流出端也形成倒角。這樣一些倒角與設(shè)在先有的直線形狀的軌道上的倒角相比，其大小只有10分之1左右，而且對(duì)加工精度的要求非常嚴(yán)格。這樣的倒角在先有的直線形狀的軌道中是通過切削或錐形研磨加工形成的，但對(duì)非直線形狀的軌道，用這樣的加工技術(shù)來形成倒角是困難的。因此，開發(fā)在非直線形狀的軌道上設(shè)置高精度的倒角的加工技術(shù)也成為一項(xiàng)課題。
發(fā)明的公開為了解決上述問題，在本發(fā)明中，在利用刻蝕加工在上浮面上形成非直線形狀的軌道之后進(jìn)行研磨加工。在該研磨加工中，使用含有研磨顆粒的研磨液或不含研磨顆粒的研磨液或者水作為研磨液。此外，還發(fā)現(xiàn)使用研磨布、特別是聚酯無(wú)紡布進(jìn)行研磨是有效的。
通過在利用刻蝕加工在上浮面上形成磁頭滑觸頭的軌道之后進(jìn)行研磨加工，可以由刻蝕加工完全除去附著在軌道及抗蝕劑側(cè)壁上的再附著物。該作用對(duì)于使用含有研磨顆粒的研磨液的情況、使用不含研磨顆粒的研磨液的情況和使用水作為研磨液的情況中的任何一種情況都有效。此外，使用研磨布、特別是使用聚酯無(wú)紡布其效果顯著。通過研磨完全除去再附著物，由此，不會(huì)發(fā)生再附著物損傷磁盤、落在磁盤上的再附著物成為讀寫時(shí)的障礙的不良現(xiàn)象，可以制造出可靠性高的磁盤裝置。此外，在軌道的角部形成由微小的傾斜面或曲面形成的倒角。利用該倒角可以降低上浮量和上浮量的變動(dòng)。此外，因該倒角還在空氣流出端7形成，故可以減少磁盤起動(dòng)停止時(shí)作用于磁盤上的沖擊。
附圖的簡(jiǎn)單說明圖1是表示本發(fā)明的磁頭滑觸點(diǎn)的制造方法的圖，圖2是表示本發(fā)明的磁頭滑觸點(diǎn)的圖，圖3是表示本發(fā)明的磁頭滑觸點(diǎn)的制造方法的圖，圖4是本發(fā)明的再附著除去研磨加工的概念圖，圖5是實(shí)施例1的磁頭滑觸點(diǎn)的放大截面圖，圖6是實(shí)施例1的磁頭滑觸點(diǎn)的放大截面圖，圖7是實(shí)施例1的磁頭滑觸點(diǎn)的放大側(cè)面圖，圖8是平面度校正研磨加工的概念圖，圖9是表示本發(fā)明的磁頭滑觸點(diǎn)的制造方法的圖，圖10是說明磁頭的上浮狀態(tài)的圖，圖11是表示先有的磁頭滑觸點(diǎn)及其加工方法的圖，圖12是表示先有的非直線形狀的磁頭滑觸點(diǎn)的圖，圖13是表示先有的磁頭滑觸點(diǎn)的制造方法的圖，圖14是表示磁頭滑觸點(diǎn)的圓周速度和上浮量的關(guān)系的圖，圖15是實(shí)施例2的磁頭滑觸點(diǎn)的放大截面圖，圖16是實(shí)施例3的磁頭滑觸點(diǎn)的放大截面圖，圖17是實(shí)施例4的磁頭滑觸點(diǎn)的放大截面圖，圖18是實(shí)施例5的磁頭滑觸點(diǎn)的放大截面圖，圖19是離子研磨裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖20是RIE裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖21是再附著形成的概念圖，圖22是表示離子束入射角和離子研磨速度的關(guān)系的圖，圖23是先有的的磁頭滑觸點(diǎn)的放大截面圖，圖24是研磨布的SEM相片，圖25是表示研磨布中壓力和變形量的關(guān)系的圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)下面用附圖所示的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。
(實(shí)施例1)使用圖1～圖9及圖19說明本發(fā)明的第1實(shí)施例。圖2是根據(jù)本發(fā)明形成的磁頭1的概觀圖。本發(fā)明的磁頭1具有上浮面2、在該上浮面上形成的非直線形狀的軌道3、圓錐部4、磁元件5、元件形成部6、空氣流入端7和空氣流出端8，在軌道3的角部存在微小的傾斜面9。
使用圖1、圖3、圖4、圖8、圖9及圖19說明本發(fā)明的磁頭滑觸點(diǎn)的制作工序。
如圖3所示，在鋁鈦硬質(zhì)合金13上形成磁元件5，然后按照規(guī)定的尺寸切斷并形成多個(gè)磁頭塊14，將該磁頭塊固定在磁頭塊研磨夾具20上進(jìn)行研磨從而形成上浮面2。將該磁頭塊14整齊排列在磁頭塊固定夾具18上。圖1(a)表示從磁元件一側(cè)看該磁頭塊的側(cè)面圖。使用濺射或CVD法在上浮面2形成保護(hù)膜15(b)，之后涂敷抗蝕劑16并利用平版印刷形成軌道加工用的掩膜(c)。將抗蝕劑16作為掩膜材料進(jìn)行刻蝕加工，例如，使用氬氣進(jìn)行離子研磨(d)并由此將抗蝕劑的軌道圖形復(fù)印到鋁鈦硬質(zhì)合金襯底上。
圖19是眾所周知的離子研磨裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖19中，13是鋁鈦硬質(zhì)合金襯底，28是樣品架，29是真空泵，30是樣品交換室，31是永久磁鐵，32是螺線管線圈，33是微波，34是微波發(fā)生器，35是氣體導(dǎo)入口，36是等離子體，37是引出電極。本裝置從氣體導(dǎo)入口35供給離子研磨氣體，由微波33激勵(lì)等離子體36，通過引出電極37將離子加速到高能狀態(tài)并引出，照射樣品并進(jìn)行加工。下面是離子研磨條件的一個(gè)例子。使用氬作為離子研磨氣體，流量為10sccm，真空度為0。2Pa，束電流密度為0.8mA/cm2，加速電壓為900V，束入射角為45度，加工時(shí)間為480分鐘。這樣加工出來的軌道3的槽深約為10μm(e)。這時(shí)的軌道截面形狀示于圖5(a)。鋁鈦硬質(zhì)合金和抗蝕劑的側(cè)壁整個(gè)都附著了再附著物19。
因此，離子研磨后，用研磨布17進(jìn)行研磨加工(f)，除去離子研磨時(shí)產(chǎn)生的再附著物。下面詳述這時(shí)的研磨加工。
圖4是磁頭塊14的研磨加工的概念圖。在圖4中，14是固定在磁頭塊固定夾具18上的磁頭塊，21是可旋轉(zhuǎn)的卡盤，17是貼在可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22上的研磨布，23是研磨液。
使用圖4說明利用本發(fā)明的再附著除去研磨加工來除去離子研磨時(shí)產(chǎn)生的再附著物的工序。如圖4所示，將固定在磁頭塊固定夾具18上的磁頭塊14裝在卡盤21上，一邊向旋轉(zhuǎn)的研磨布17的表面供給研磨液23，一邊將固定在磁頭塊固定夾具18上的磁頭塊14按壓在研磨布17上并使其滑動(dòng)，同時(shí)使其沿轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22的半徑方向擺動(dòng)。
下面是研磨條件的一個(gè)例子。轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22和研磨布17的直徑是300mm，卡盤21和轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22的轉(zhuǎn)數(shù)在同一方向上為20r/min，卡盤21的擺幅為10mm，擺動(dòng)速度是5mm/sec，研磨壓力為10kPa，平均研磨速度為80mm/sec，使用聚酯無(wú)紡布作為研磨布17，使用平均粒徑為0.25μm的金剛砂漿作為研磨液23并以10ml/min的速度向下滴。研磨時(shí)間為10分鐘。本發(fā)明所使用的聚酯無(wú)紡布例如是suba400(Rodelnitta公司的商品名)、Baikalox CA(Baikalox公司的商品名)、“Beilace”的料子(鐘紡的商品名)等，如圖24(a)、(b)的SEM相片所示那樣，表面具有粗糙的絨毛。這樣的聚酯無(wú)紡布與圖24(c)所示的由發(fā)泡聚氨酯形成的稱之為“仿麂皮”的無(wú)紡布相比具有易變形的特征。
圖25示出壓力和研磨布的變形量的關(guān)系，聚酯無(wú)紡布suba400與“仿麂皮”NF200相比，只要有一點(diǎn)點(diǎn)重量就會(huì)產(chǎn)生很大的變形。在本發(fā)明的再附著除去研磨加工中，在經(jīng)離子研磨加工后的軌道的側(cè)壁上，研磨布要充分變形并與其接觸，不使再附著物漏出并進(jìn)行研磨，這是很重要的，因此，最好使用易變形的聚酯無(wú)紡布。在上述研磨條件下，聚酯無(wú)紡布充分變形，如圖1(f)所示那樣，在聚酯無(wú)紡布與抗蝕劑及軌道的側(cè)壁接觸的狀態(tài)下進(jìn)行研磨。
該再附著除去研磨加工后的軌道的截面形狀示于圖6(a)。若與圖5(a)的研磨前的狀態(tài)相比，再附著物已完全除去，沒有了，抗蝕劑的側(cè)壁與襯底面所成的角度24(以下將此稱為圓錐角)與研磨前相比變小了，抗蝕劑也從研磨前的位置后退。此外在軌道的角部形成微小的傾斜面9，其大小是約1μm寬、約0.5μm高。只是，軌道的寬度和槽深與研磨前相比沒有變化。在再附著除去研磨加工后，除去抗蝕劑，從磁頭塊固定夾具將磁頭塊剝離出來，如圖1(g)所示切斷成一個(gè)一個(gè)的磁頭1。這時(shí)各磁頭的上浮面2由于與夾具接觸時(shí)的應(yīng)變和因成膜時(shí)的應(yīng)力而引起的應(yīng)變的原因發(fā)生變形，變成圖7(a)所示的有一點(diǎn)點(diǎn)凹下去的形狀，其變形量約為0.25μm。下面使用圖8說明用于校正該變形的平面度校正研磨加工。
在圖8中，1是磁頭，25是支持磁頭的可旋轉(zhuǎn)的磁頭研磨夾具，22是可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)，23是研磨液。將磁頭1裝在研磨夾具25上，一邊向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22上供給研磨液23一邊進(jìn)行10幾秒鐘的上浮面2的研磨。利用該平面度校正研磨加工將上浮面研磨約0.25μm，其變形如圖7(b)所示被修正成平面或微微凸起的凸面。此外，軌道角部的截面形狀如圖6(b)所示，因上浮面被研磨去一點(diǎn)點(diǎn)，故與圖6(a)比較傾斜面9稍微減小了，變成0.5μm寬、約0.25μm高。此外保護(hù)膜被研磨掉了。在該上浮面的平面度校正研磨加工后，將各個(gè)磁頭固定在圖9所示的磁頭固定夾具26上，在洗凈之后，利用濺射或CVD法在上浮面上形成保護(hù)膜。成膜后從磁頭固定夾具26上取下來，從而得到圖2所示的磁頭。
經(jīng)上述工序做成的磁頭滑觸點(diǎn)的軌道的角部截面形狀變成圖6(c)所示那樣，存在微小的傾斜面9。其大小是約0.5μm寬、約0.25μm高。此外，該傾斜面與上浮面所成的角度約為27度，傾斜面的面積占軌道面積的約0.6％。由這樣的工序做成的軌道的底面的粗糙度約0.2μm以下。軌道的寬度和槽深在再附著除去研磨前后沒有變化。
如上所述，通過在離子研磨之后進(jìn)行再附著除去研磨加工，附著在軌道的側(cè)壁和上浮面上的再附著物被完全除去，形成微小的傾斜面。通過完全除去再附著，不會(huì)發(fā)生由再附著物形成的突起損傷磁盤、落在磁盤上的再附著物成為讀寫時(shí)的障礙的不良現(xiàn)象。進(jìn)而，如圖14所示，當(dāng)在非直線形狀的軌道上設(shè)置倒角，其上浮量在圓周速度從15到35m/s時(shí)約為50到60nm，磁盤內(nèi)外圓周的上浮量的變動(dòng)約為10nm，上浮量和上浮量的變動(dòng)都比沒有倒角時(shí)低。即，通過附加微小的傾斜面可以降低上浮量，可以得到抑制因磁盤內(nèi)外圓周的速度差而引起的上浮量的變動(dòng)的效果，此外，因還在空氣流出端形成傾斜面，故可以緩和磁盤起動(dòng)停止時(shí)磁盤和磁頭之間的沖擊，可以防止損傷磁盤和磁頭。通過將本發(fā)明的磁頭滑觸點(diǎn)搭載在磁盤裝置上，可以提供上浮低、上浮量變動(dòng)小且可靠性高的磁盤裝置。
(比較例1)使用圖13說明先有的非直線形狀的磁頭滑觸點(diǎn)的制作工序的一例。
直到形成抗蝕劑掩膜為止的工序與圖1(a)～(d)所示的實(shí)施例1的工序完全相同，在以下的條件下進(jìn)行離子研磨。在離子研磨的第1工序中，。使用氬作為離子研磨氣體，流量為10sccm，真空度為0.2Pa，束電流密度為0.8mA/cm2，加速電壓為900V，束入射角為0度，加工時(shí)間為430分鐘。在離子研磨的第2工序中，使用氬作為離子研磨氣體，流量為10sccm，真空度為0.2Pa，束電流密度為0.8mA/cm2，加速電壓為900V，束入射角為30度，加工時(shí)間為140分鐘。
這樣，在離子研磨后的抗蝕劑及鋁鈦硬質(zhì)合金的側(cè)壁上附著圖5所示的再附著物。在離子研磨除去抗蝕劑之后，切斷成一個(gè)一個(gè)的滑觸點(diǎn)(f)，得到磁頭滑觸點(diǎn)1’。用先有的工序做成的磁頭滑觸點(diǎn)的軌道的截面形狀成為圖5所示那樣。通過除去抗蝕劑，一大半再附著物和抗蝕劑一起被除去，另一部分再附著物沒有被完全除去而留在滑觸點(diǎn)的上浮面上，其高度約0.05μm。當(dāng)這樣的再附著物存在在上浮面上時(shí)，在磁盤裝置起動(dòng)停止時(shí)會(huì)擦傷磁盤，從而成為錯(cuò)誤的原因。此外，也有再附著物因與磁盤接觸而落在磁盤上從而出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況。進(jìn)而，在低上浮的磁頭滑觸點(diǎn)中，再附著物的高度和上浮量相同，會(huì)給上浮量的穩(wěn)定性帶來很大的麻煩。
在這樣的用先有的工序做成的磁頭滑觸點(diǎn)的軌道的角部不存在傾斜面。此外，傾斜面的保護(hù)膜在傾斜面的端部，和中央部具有相同的膜厚。這時(shí)的軌道底面的粗糙度是0.7μm。
(實(shí)施例2)本發(fā)明的第2實(shí)施例直到用離子研磨形成軌道的工序與第1實(shí)施例完全相同，在以下的條件下進(jìn)行再附著除去研磨。轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22和研磨布17的直徑是300mm，卡盤21和轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22的轉(zhuǎn)速在同一方向上為20r/min，卡盤21的擺幅為10mm，擺動(dòng)速度是5mm/sec，研磨壓力為10kPa，平均研磨速度為80mm/sec，使用聚酯無(wú)紡布作為研磨布17，使用水作為研磨液23并以10ml/min的量向下滴。研磨時(shí)間為10分鐘。
該再附著除去研磨加工后的軌道角部的截面形狀示于圖15(a)。若與圖5(a)的研磨前的狀態(tài)相比，再附著物已完全除去，沒有了，圓錐角24與研磨前相比變小了，抗蝕劑也從研磨前的位置后退。此外在軌道的角部形成微小的傾斜面9，其大小是約1μm寬、約0.002μm高。在再附著除去研磨加工后，除去抗蝕劑，從磁頭塊固定夾具將磁頭塊剝離出來，如圖1(g)所示切斷成一個(gè)一個(gè)的磁頭1。進(jìn)行與實(shí)施例一樣的用于修正磁頭變形的平面度校正研磨。該加工后的軌道角部的截面形狀示于圖15(b)及(c)。圖15(b)是磁頭中央部的軌道截面的形狀，圖15(c)是圖2所示的磁頭圓錐部4內(nèi)的空氣流出端附近的截面形狀。利用該平面度校正研磨將上浮面研磨約0.25μm，在軌道中央部中，軌道的截面形狀如圖15(a)所示，通過再除去研磨產(chǎn)生的傾斜面和保護(hù)膜被研磨掉了，大致變成了平面。但是，在大約研磨成0.7度角的圓錐部的端部、即空氣流出端的附近，其高度比上浮面約低2.4μm，因此用平面度校正研磨加工研磨不掉。所以，在空氣流出端的附近，軌道的截面形狀如圖15(b)所示，與圖15(a)的平面度校正研磨之前的狀態(tài)相比沒有變化。經(jīng)該上浮面校正研磨加工后，與實(shí)施例一樣形成保護(hù)膜并得到磁頭。經(jīng)上述工序做成的磁頭滑觸點(diǎn)的軌道的角部截面形狀示于圖15(d)及(e)。圖15(d)是磁頭中央部的軌道的截面形狀，圖15(e)與圖15(c)一樣是空氣流出端附近的軌道的截面形狀。如圖15(d)所示那樣，在圓錐部以外的上浮面的軌道角部不存在傾斜面。但在空氣流出端的附近，在軌道角部存在微小的傾斜面9。其大小是約1μm寬、約0.002μm高。此外，該傾斜面與上浮面所成的角度約為0.1度，傾斜面的面積占軌道面積的約0.1％。由這樣的工序做成的軌道的底面的粗糙度約0.7μm。軌道的寬度和槽深在再附著除去研磨前后沒有變化。
如上所述，通過在離子研磨之后用水作為研磨液進(jìn)行再附著除去研磨加工，與實(shí)施例1一樣，附著在軌道的側(cè)壁和上浮面上的再附著物被完全除去，可以抑制因再附著引起的不良現(xiàn)象的發(fā)生。用水作為研磨液進(jìn)行再附著除去研磨時(shí)形成的傾斜面與用金剛砂漿作為研磨液形成的傾斜面相比，其高度在100分之1以下，非常小。因此，因?yàn)樵谄浜罄闷矫娑刃Ｕ心ィ湮⑿〉膬A斜面除圓錐部之外已被除去，所以傾斜面相對(duì)軌道面積只存在一點(diǎn)點(diǎn)，提高上浮特性的效果小。但是，因在空氣流出端形成了傾斜面，故可以緩和磁盤起動(dòng)停止時(shí)磁盤和磁頭之間的沖擊，從而得到提高磁盤裝置的可靠性的效果。
(實(shí)施例3)本發(fā)明的第3實(shí)施例直到用離子研磨形成軌道的工序與第1實(shí)施例完全相同，在以下的條件下進(jìn)行再附著除去研磨。轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22和研磨布17的直徑是300mm，卡盤21和轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22的轉(zhuǎn)速在同一方向上為20r/min，卡盤21的擺幅為10mm，擺動(dòng)速度是5mm/sec，研磨壓力為10kPa，平均研磨速度為80mm/sec，使用聚酯無(wú)紡布作為研磨布17，使用水作為研磨液23并以10ml/min的量向下滴。研磨時(shí)間為30分鐘。
該再附著除去研磨加工后的軌道角部的截面形狀示于圖16(a)。若與圖5(a)的研磨前的狀態(tài)相比，再附著物已完全除去，沒有了，圓錐角24與研磨前相比變小了，抗蝕劑也從研磨前的位置后退。此外在軌道的角部形成微小的曲面41，其大小是約2μm寬、約1.5μm高。在再附著除去研磨加工后，除去抗蝕劑，從磁頭塊固定夾具將磁頭塊剝離出來，如圖1(g)所示切斷成一個(gè)一個(gè)的磁頭1。進(jìn)行與實(shí)施例一樣的用于修正磁頭變形的平面度校正研磨。該研磨加工后的軌道角部的截面形狀示于圖16(b)。軌道角部的截面形狀如圖16(b)所示那樣，由于將上浮面研磨去一點(diǎn)點(diǎn)，與圖16(a)相比曲面41稍微減小一點(diǎn)，成為約1.7μm寬、約1.3μm高。與實(shí)施例1一樣，在該平面度校正研磨加工之后形成保護(hù)膜從而得到磁頭。
經(jīng)上述工序做成的磁頭滑觸點(diǎn)的軌道的角部截面形狀成為如圖16(c)所示的那樣，存在微小的曲面41。其大小是約1.7μm寬、約1.3μm高。此外，傾斜面的面積占軌道面積的約1.2％。由這樣的工序做成的軌道的底面的粗糙度約0.2μm。
如上所述，通過在離子研磨之后進(jìn)行再附著除去研磨加工，與實(shí)施例1一樣，附著在軌道的側(cè)壁和上浮面上的再附著物被完全除去，可以抑制因再附著物引起的不良現(xiàn)象的發(fā)生。此外，與實(shí)施例1一樣因在軌道的角部形成傾斜面故提高了上浮特性。還有，因在空氣流出端也形成了傾斜面，故可以緩和磁盤起動(dòng)停止時(shí)磁盤和磁頭之間的沖擊，從而得到提高磁盤裝置的可靠性的效果。
(實(shí)施例4)本發(fā)明的第4實(shí)施例直到用離子研磨形成軌道的工序與第1實(shí)施例完全相同，在以下的條件下進(jìn)行再附著除去研磨。轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22和研磨布17的直徑是300mm，卡盤21和轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22的轉(zhuǎn)速在同一方向上為20r/min，卡盤21的擺幅為10mm，擺動(dòng)速度是5mm/sec，研磨壓力為10kPa，平均研磨速度為80mm/sec，使用聚酯無(wú)紡布作為研磨布17，使用水作為研磨液23并以10ml/min的量向下滴。研磨時(shí)間為10分鐘。
該再附著除去研磨加工后的軌道角部的截面形狀示于圖17(a)。若與圖5(a)的研磨前的狀態(tài)相比，再附著物已完全除去，沒有了，圓錐角24與研磨前相比變小了，抗蝕劑也從研磨前的位置后退。此外在軌道的角部形成微小的傾斜面9，其大小是約1μm寬、約0.002μm高。進(jìn)而，傾斜面的保護(hù)膜經(jīng)研磨加工其膜厚減小了。在再附著除去研磨加工后，除去抗蝕劑，從磁頭塊固定夾具將磁頭塊剝離出來，如圖1(g)所示切斷成一個(gè)一個(gè)的磁頭1。在這里不進(jìn)行平面度校正研磨。
經(jīng)上述工序做成的磁頭滑觸點(diǎn)的軌道的角部截面形狀成為如圖17(b)所示的那樣，存在微小的傾斜面9。其大小是約1μm寬、0.002μm高。進(jìn)而，上浮面上形成的保護(hù)膜在傾斜面端部的膜厚比軌道中央部的保護(hù)膜的膜厚薄。此外，該傾斜面與上浮面成的角度是0.1度，傾斜面的面積占軌道面積的約0.1％。由這樣的工序做成的軌道的底面的粗糙度約0.7μm。軌道的寬度和槽深在再附著除去研磨前后沒有變化。
如上所述，通過在離子研磨之后用水作為研磨液進(jìn)行再附著除去研磨加工，與實(shí)施例1一樣，附著在軌道的側(cè)壁和上浮面上的再附著物被完全除去，可以抑制因再附著物引起的不良現(xiàn)象的發(fā)生。此外，與實(shí)施例一樣因在軌道的角部形成傾斜面故提高了上浮特性。還有，因在空氣流出端也形成了傾斜面，故可以緩和磁盤起動(dòng)停止時(shí)磁盤和磁頭之間的沖擊，從而提高了磁盤裝置的可靠性。
(實(shí)施例5)使用圖1說明本發(fā)明的第5實(shí)施例。本發(fā)明的第5實(shí)施例直到圖1所示的形成抗蝕劑的工序?yàn)橹古c第1實(shí)施例相同，接著進(jìn)行刻蝕加工。在第5實(shí)施例中，通過反應(yīng)性離子刻蝕(以下稱RIE)進(jìn)行刻蝕加工。圖20是眾所周知的高頻感應(yīng)方式的RIE裝置。在圖20中，13是鋁鈦硬質(zhì)合金襯底，29是真空泵，30是樣品交換室，35是氣體導(dǎo)入口，36是等離子體，38是線圈。本裝置與先有的RIE裝置相比具有等離子體密度高的特征。從氣體導(dǎo)入口35供給刻蝕氣體，通過加在線圈38上的高頻電流來激勵(lì)等離子體36，通過給襯底加偏置電壓使離子向襯底入射來進(jìn)行加工。在RIE中使用SF6和氬的混合氣體，流量是15sccm，真空度是0.5Pa，偏置電壓是500V，加工時(shí)間為100分鐘。
這樣加工的軌道3的槽深約為10μm(e)。這時(shí)軌道的截面形狀示于圖18(a)。再附著物19附著在鋁鈦硬質(zhì)合金和抗蝕劑的整個(gè)側(cè)壁上。因此，在RIE之后，用研磨布17進(jìn)行研磨加工(f)，除去在RIE時(shí)所產(chǎn)生的再附著物。與實(shí)施例1一樣在以下的條件下進(jìn)行研磨加工。轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22和研磨布17的直徑是300mm，卡盤21和轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)22的轉(zhuǎn)速在同一方向上為20r/min，卡盤21的擺幅為10mm，擺動(dòng)速度是5mm/sec，研磨壓力為10kPa，平均研磨速度為80mm/sec，使用聚酯無(wú)紡布作為研磨布17，使用平均粒徑為0.25μm的金剛砂漿作為研磨液23并以10ml/min的量向下滴。研磨時(shí)間為10分鐘。
經(jīng)該再附著除去研磨加工后的軌道角部的截面形狀示于圖18(b)。若與圖18(a)的研磨前的狀態(tài)相比，再附著物已完全除去，沒有了，圓錐角24與研磨前相比變小了，抗蝕劑也從研磨前的位置后退。此外在軌道的角部形成微小的傾斜面，其大小是約1μm寬、約0.5μm高。在再附著除去研磨加工后，除去抗蝕劑，從磁頭塊固定夾具將磁頭塊剝離出來，如圖1(g)所示切斷成一個(gè)一個(gè)的磁頭1。進(jìn)而，進(jìn)行與實(shí)施例一樣的用于修正磁頭變形的平面度校正研磨。該研磨加工后的軌道角部的截面形狀示于圖18(c)。軌道角部的截面形狀如圖18(c)所示那樣，由于將上浮面研磨去一點(diǎn)點(diǎn)，與圖18(b)相比傾斜面稍微減小一點(diǎn)，成為約0.5μm寬、約0.25μm高。此外，保護(hù)膜被研磨掉了。與實(shí)施例1一樣，在該上浮面校正研磨加工之后形成保護(hù)膜從而得到磁頭。
經(jīng)上述工序做成的磁頭滑觸點(diǎn)的軌道的角部截面形狀成為如圖18(d)所示的那樣，存在微小的傾斜面9。其大小是約0.5μm寬、0.25μm高。此外，該傾斜面與上浮面成的角度是27度，傾斜面的面積占軌道面積的約0.6％。由這樣的工序做成的軌道的底面的粗糙度約0.2μm以下。軌道的寬度和槽深在再附著除去研磨前后沒有變化。
如上所述，通過在RIE之后進(jìn)行再附著除去研磨加工，與實(shí)施例1一樣，附著在軌道的側(cè)壁和上浮面上的再附著物被完全除去，可以抑制因再附著物引起的不良現(xiàn)象。此外，與實(shí)施例一樣因在軌道的角部形成傾斜面故提高了上浮特性。還有，因在空氣流出端也形成了傾斜面，故可以緩和磁盤起動(dòng)停止時(shí)磁盤和磁頭之間的沖擊，從而提高了磁盤裝置的可靠性。
工業(yè)上利用的可能性按照本發(fā)明，可以完全除去附著在軌道上浮面上的再附著物，此外，通過設(shè)置微小的傾斜面還可以提高上浮姿勢(shì)的穩(wěn)定性，所以，適合于獲得可靠性高的磁盤裝置。
權(quán)利要求
1.一種磁頭的制造方法，其特征在于，對(duì)于具有非直線形狀的軌道的磁頭滑觸點(diǎn)，使用刻蝕或反應(yīng)性離子刻蝕或?yàn)R射刻蝕或離子研磨方法，在上浮面上加工出軌道之后，再進(jìn)行研磨。
2.權(quán)利要求1記載的磁頭制造方法，其特征在于，在上述研磨工序中，使用含有研磨顆粒的研磨液進(jìn)行研磨。
3.權(quán)利要求1記載的磁頭制造方法，其特征在于，使用不含研磨顆粒的研磨液進(jìn)行研磨。
4.權(quán)利要求3記載的磁頭制造方法，其特征在于，上述研磨液是水。
5.權(quán)利要求1記載的磁頭制造方法，其特征在于，在上述研磨工序中，使用研磨布。
6.權(quán)利要求5記載的磁頭制造方法，其特征在于，上述研磨布是無(wú)紡布。
7.一種磁頭滑觸點(diǎn)，其特征在于，對(duì)于具有非直線形狀的軌道的磁頭滑觸點(diǎn)，在上浮面的軌道的角部具有傾斜面或曲面。
8.權(quán)利要求7記載的磁頭滑觸點(diǎn)，其特征在于，傾斜面或曲面的面積相對(duì)上述軌道面積所占的比例在10％以下。
9.權(quán)利要求7記載的磁頭滑觸點(diǎn)，其特征在于，上述傾斜面或曲面的大小為寬度在1μm以下、高度在0.008μm以下，傾斜面或曲面的面積相對(duì)上述軌道面積所占的比例在10％以下。
10.一種磁頭滑觸點(diǎn)，其特征在于，對(duì)于具有非直線形狀的軌道的磁頭滑觸點(diǎn)，在上浮面的軌道的角部附近的保護(hù)膜的厚度比軌道中央部的保護(hù)膜的厚度薄。
11.一種磁盤裝置，其特征在于，搭載了權(quán)利要求7至10記載的任何一種磁頭滑觸點(diǎn)。
全文摘要
為了除去磁頭滑觸點(diǎn)刻蝕加工時(shí)產(chǎn)生的再附著物并形成微小的倒角,利用刻蝕加工在上浮面形成非直線形狀的軌道,然后使用聚酯無(wú)紡布等研磨布進(jìn)行研磨加工。由此,可以除去刻蝕加工時(shí)的再附著物,提高磁頭上浮特性的可靠性。
文檔編號(hào)G11B5/187GK1190482SQ96195310
公開日1998年8月12日 申請(qǐng)日期1996年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月17日
發(fā)明者大川貴子, 日良康夫, 今山寬隆, 藤?zèng)g政泰, 鈴木三郎, 戶川衛(wèi)星, 齊木教行, 鈴木信男, 上利宏司, 赤松潔, 千葉拓 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所