JP2003326453A - Magnetic head, magnetic disk device, manufacturing method of magnetic head and polishing device - Google Patents
Magnetic head, magnetic disk device, manufacturing method of magnetic head and polishing deviceInfo
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク記録
媒体面に相対する浮上面を、切刃により研摩加工してな
る磁気ヘッドや、この磁気ヘッドが設けられてなる磁気
ディスク装置、その磁気ヘッドの製造方法、表面にダイ
ヤモンド薄膜が形成されてなる切刃が設けられてなる研
磨装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head formed by polishing an air bearing surface facing a magnetic disk recording medium surface with a cutting edge, a magnetic disk device provided with this magnetic head, and a magnetic head thereof. And a polishing apparatus provided with a cutting blade having a diamond thin film formed on the surface thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、磁気ディスクの飛躍的な面記録密
度の向上が望まれており、そのためには、磁気ヘッドの
磁気ディスク記録媒体面に対する浮上量を現状の約20
nmから大幅に低減させることが必要となっている。そ
して、その浮上量の低減化を実現させるには、回転状態
におかれる磁気ディスク記録媒体に対面させて配置され
る磁気ヘッドのスライダ面(浮上面)がより一層、高精
度に加工されることが不可欠となっている。2. Description of the Related Art In recent years, it has been desired to dramatically improve the areal recording density of a magnetic disk. For that purpose, the flying height of a magnetic head with respect to the surface of a magnetic disk recording medium is about 20.
It is necessary to drastically reduce the value from nm. In order to reduce the flying height, the slider surface (floating surface) of the magnetic head, which is arranged so as to face the magnetic disk recording medium in the rotating state, is processed with higher accuracy. Is essential.
【0003】一般に、磁気ディスク用の磁気ヘッドは、
以下のように製造されている。Generally, a magnetic head for a magnetic disk is
It is manufactured as follows.
【0004】即ち、Al2O3−TiC(アルミナチタン
カーバイト)等の硬質基板上には、絶縁膜としてAl2
O3(アルミナ、膜厚2〜10μm)が形成され、シー
ルド層、ギャップ膜、磁気抵抗効果膜等からなる磁気素
子部(GMR素子、CPP−GMR素子、TMR素
子)、下部磁極、上部磁極、保護膜(アルミナ層)が順
次積層される。上記構造体はリソグラフィーを用いた薄
膜プロセスにより5インチサイズの基板上に形成され
る。その後、その基板はダイヤモンド砥石を用い、2イ
ンチの長さを有する短冊片に切断される。そして、切断
後の歪みが両面ラップ等の方法を用いて除去された後、
基板上に積層された構造体に対して直交する面が高精度
に研磨加工されることによって、磁気記録媒体面に相対
する磁気ヘッドのスライダ面が形成される。その後は、
短冊片から個々の磁気素子部を含むような小片が切り出
されることで、完成品としての磁気ヘッドが得られる。That is, on a hard substrate such as Al 2 O 3 -TiC (alumina titanium carbide), Al 2 as an insulating film is formed.
O 3 (alumina, film thickness 2 to 10 μm) is formed, a magnetic element portion (GMR element, CPP-GMR element, TMR element) including a shield layer, a gap film, a magnetoresistive effect film, a lower magnetic pole, an upper magnetic pole, A protective film (alumina layer) is sequentially laminated. The above structure is formed on a 5-inch size substrate by a thin film process using lithography. Thereafter, the substrate is cut into strips having a length of 2 inches using a diamond grindstone. And after the distortion after cutting is removed using a method such as double-sided wrapping,
A surface of the magnetic head that faces the surface of the magnetic recording medium is formed by polishing the surface orthogonal to the structure laminated on the substrate with high precision. After that,
A magnetic head as a finished product is obtained by cutting out small pieces including individual magnetic element portions from the strips.
【0005】因みに、上記短冊片が研磨されるに際して
は、回転状態にある研摩定盤(軟質金属系)上にはダイ
ヤモンド等の砥粒を含むラップ液が滴下されながら、研
磨治具に接着された短冊片がその研摩定盤上で押圧摺動
される。その際での研磨条件としては、回転状態にある
研摩定盤に対して短冊片が張り付けされた研磨治具を自
公転式に回転させる場合や、研摩定盤の回転方向に対し
て直交する方向、あるいはその回転方向と平行に短冊片
を揺動させる場合等が挙げられる。Incidentally, when the strip is polished, the lapping liquid containing abrasive grains such as diamond is dropped on the rotating polishing plate (soft metal system) while being adhered to the polishing jig. The strips are pressed and slid on the polishing surface plate. The polishing conditions at that time are as follows: when rotating a polishing jig with strips attached to a rotating polishing platen in a revolving manner, or in a direction orthogonal to the rotating direction of the polishing platen. Alternatively, a case where the strip piece is rocked in parallel with the rotation direction thereof may be mentioned.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、短冊片
を構成する部材、即ち、基板、絶縁膜、磁気素子部、保
護膜等の機械的硬度が夫々異なるため、上記従来技術を
用い、それらを一様に研磨することは極めて困難となっ
ているのが実情である。即ち、完成品としての磁気ヘッ
ドにおいては、浮上面と磁気素子部との間に大きな段差
が発生してしまい、この段差が実質的に浮上量の増大化
をもたらし、その結果として、大容量磁気記録媒体から
効率良く情報を読出し再生することは困難となってい
る。However, since the mechanical hardness of the members constituting the strip, that is, the substrate, the insulating film, the magnetic element portion, the protective film, etc., are different from each other, the above-mentioned conventional techniques are used to eliminate them. The reality is that polishing is extremely difficult. That is, in the magnetic head as a finished product, a large step is generated between the air bearing surface and the magnetic element portion, and this step causes a substantial increase in the flying height. It is difficult to efficiently read and reproduce information from a recording medium.
【0007】また、短冊片を構成する部材の中でも、特
に磁気素子部での機械的硬度は小さく、その機械的硬度
が小さいが故に、使用された砥粒の悪影響を最も受け易
くなっている。即ち、磁気素子部は下部シールド層、磁
気抵抗効果膜、上部シールド層等の積層構造であって、
この磁気抵抗効果膜の膜厚が極めて薄い(例えば、数1
0nm程度)ため、シールド層から磁気抵抗効果膜を横
切るような研磨傷が形成され易くなっている。この研磨
傷の深さが大きい場合には、磁気抵抗効果膜を含む上下
シールド層間において電気的な短絡路が形成されてしま
い、磁気素子部の機能が喪失されるばかりか、研磨加工
時に変質層が形成され、磁気ヘッド自体の特性やその信
頼性に大きな影響を与えるというものである。したがっ
て、このような事情からしても、研磨面におけるより一
層の平滑化が同時に要求されている。特に、TMRヘッ
ドやCPP-GMRヘッドでは、再生素子内のアルミナ
障壁層が1nm程度と非常に薄く、機械的作用が主体の
研磨では、ヘッドの特性を十分に確保し得ないという不
具合がある。Further, among the members constituting the strip, the mechanical hardness is small particularly in the magnetic element portion, and the mechanical hardness is small, so that the abrasive grains used are most likely to be adversely affected. That is, the magnetic element portion has a laminated structure of a lower shield layer, a magnetoresistive film, an upper shield layer, etc.
The film thickness of this magnetoresistive film is extremely thin (for example,
Therefore, it is easy to form polishing scratches that cross the magnetoresistive film from the shield layer. When the depth of the polishing scratch is large, an electrical short circuit path is formed between the upper and lower shield layers including the magnetoresistive film, and the function of the magnetic element part is lost. Are formed, which greatly affects the characteristics and reliability of the magnetic head itself. Therefore, even under such circumstances, further smoothing of the polished surface is required at the same time. Particularly, in the TMR head and the CPP-GMR head, the alumina barrier layer in the reproducing element is as thin as about 1 nm, and there is a problem that the characteristics of the head cannot be sufficiently secured by polishing mainly having a mechanical action.
【0008】本発明の目的は、磁気記録媒体に対する浮
上量が大幅に低減可能とされた磁気ヘッドを提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide a magnetic head capable of significantly reducing the flying height with respect to a magnetic recording medium.
【0009】また、本発明の他の目的は、磁気ディスク
の飛躍的な面記録密度の向上が可能とされた磁気ディス
ク装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a magnetic disk device capable of dramatically improving the areal recording density of the magnetic disk.
【0010】更に、本発明の異なる他の目的は、磁気記
録媒体に対する浮上量が大幅に低減可能とされた磁気ヘ
ッドを容易に製造し得る磁気ヘッドの製造方法を提供す
ることにある。Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a magnetic head which can easily manufacture a magnetic head whose flying height with respect to a magnetic recording medium can be greatly reduced.
【0011】更にまた、本発明の更に異なる他の目的
は、その磁気ヘッドが製造される上で、磁気ヘッドの浮
上面を加工段差、表面粗さともに小さくして研摩加工し
得る研摩装置を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a polishing apparatus which, when the magnetic head is manufactured, is capable of polishing the air bearing surface of the magnetic head by reducing both the working step and the surface roughness. To do.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の磁気ヘッドは、
磁気ヘッドの浮上面を、基板上に該基板の材質と同一の
材質で形成されている切刃により研摩加工してなるもの
である。The magnetic head of the present invention comprises:
The air bearing surface of the magnetic head is polished on a substrate by a cutting blade made of the same material as the substrate.
【0013】また、本発明の磁気ディスク装置は、その
磁気ヘッドがデータ書込み・読出し用として設けられる
ようにしたものである。In the magnetic disk device of the present invention, the magnetic head is provided for writing / reading data.
【0014】更に、本発明の磁気ヘッドの製造方法は、
磁気ヘッドの浮上面を、基板上に該基板材質と同一材質
として形成されている切刃により研摩加工するか、また
は基板の表面に切刃が形成されてなる研摩工具を用い
て、磁気ヘッドの浮上面を研摩加工するようにしたもの
である。Further, the method of manufacturing the magnetic head of the present invention is
The air bearing surface of the magnetic head is ground by a cutting blade formed on the substrate as the same material as the substrate, or a polishing tool having a cutting blade formed on the surface of the substrate is used to The air bearing surface is polished.
【0015】更にまた、本発明の研摩装置は、表面にダ
イヤモンド薄膜が形成されてなる切刃が設けられてなる
ものである。Furthermore, the polishing apparatus of the present invention is provided with a cutting blade having a diamond thin film formed on the surface thereof.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図12を用い詳細に説明する。なお、以下
の説明では、本発明の明確化上、従来技術に係る図が多
用されていることに注意されたい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. It should be noted that in the following description, the drawings according to the related art are frequently used for the sake of clarifying the present invention.
【0017】先ず巨大磁気抵抗効果型(GMR)、CP
P−GMR、あるいはスピントンネル磁気効果型(TM
R)磁気ヘッドが装着された磁気ディスク装置一般につ
いて説明すれば、図4はその全体概略構成と、その磁気
ヘッドの拡大斜視状態とを示す。図示のように、磁気デ
ィスク装置は、支持バネ4の先端に固定された磁気ヘッ
ド1と、記録媒体としての磁気ディスク5とが組合わさ
れた状態として構成される。その支持バネ4は駆動装置
に連結されているが、回転状態にある磁気ディスク5に
対して駆動装置を作動させ、磁気ヘッド1を磁気ディス
ク5上の所定位置まで移動させるようにして、磁気記録
情報の書込みや読出しが行われる。First, giant magnetoresistive effect (GMR), CP
P-GMR or spin tunnel magnetic effect type (TM
R) A magnetic disk device in which a magnetic head is mounted will be described in general. FIG. 4 shows the overall schematic configuration and an enlarged perspective view of the magnetic head. As shown in the figure, the magnetic disk device is configured such that the magnetic head 1 fixed to the tip of the support spring 4 and the magnetic disk 5 as a recording medium are combined. Although the support spring 4 is connected to the drive device, the drive device is operated on the rotating magnetic disk 5 to move the magnetic head 1 to a predetermined position on the magnetic disk 5 for magnetic recording. Information is written and read.
【0018】さて、その磁気ヘッド1についてである
が、その拡大斜視状態から判るように、磁気ディスク5
の磁気記録媒体面に相対する磁気ヘッド1の表面には浮
上面3が形成されている。また、磁気記録情報の書込み
や読出しを行うための磁気素子部2は、浮上面3が形成
された面に対して直交する面に形成されている。As for the magnetic head 1, the magnetic disk 5 is as can be seen from the enlarged perspective state.
An air bearing surface 3 is formed on the surface of the magnetic head 1 facing the surface of the magnetic recording medium. Further, the magnetic element portion 2 for writing and reading magnetic recording information is formed on a surface orthogonal to the surface on which the air bearing surface 3 is formed.
【0019】図5はまた、上記磁気ヘッド1の構成を磁
気ディスクとの位置関係として示す。その磁気ヘッド1
の構成は、図4におけるA−A´線に係る断面として示
されている。その磁気ヘッド1は、図5に示すように、
基板12上に絶縁膜13、下部シールド膜14、上部シ
ールド膜15、下部磁極16、上部磁極(磁気記録情報
の書込み用)17、保護膜18が順次積層された状態と
して構成されており、また、磁気抵抗効果素子(磁気記
録情報の読出し用)20は下部シールド膜14と上部シ
ールド膜15とに挟まれるような状態として形成され
る。因みに、上部磁極17と下部磁極16との間には、
コイル32が配置される。FIG. 5 also shows the configuration of the magnetic head 1 as a positional relationship with the magnetic disk. The magnetic head 1
4 is shown as a cross section taken along the line AA ′ in FIG. The magnetic head 1 is, as shown in FIG.
An insulating film 13, a lower shield film 14, an upper shield film 15, a lower magnetic pole 16, an upper magnetic pole (for writing magnetic recording information) 17, and a protective film 18 are sequentially laminated on a substrate 12, and The magnetoresistive effect element (for reading magnetic recording information) 20 is formed so as to be sandwiched between the lower shield film 14 and the upper shield film 15. By the way, between the upper magnetic pole 17 and the lower magnetic pole 16,
The coil 32 is arranged.
【0020】以上の如くにしてなる磁気ヘッド1は、磁
気ディスク5の磁気記録媒体面に相対するように配置さ
れた上、回転状態にある磁気ディスク5に対して浮上量
9を維持しながら、磁気記録情報の書込みや読出しが行
われるため、磁気ディスク5と相対する側の磁気ヘッド
1の表面、即ち、図5に示す磁気ヘッド1の下方に位置
する面に対し研磨加工が施される必要がある。因みに、
ここでいう浮上量9とは、磁気ディスク5上の磁性膜
6、保護膜7、更にその上部に存在する潤滑膜8表面
と、磁気ヘッド1の表面に成膜されたカーボン保護膜1
9端面との間の距離として定義される。The magnetic head 1 constructed as described above is arranged so as to face the surface of the magnetic recording medium of the magnetic disk 5, and while maintaining the flying height 9 with respect to the rotating magnetic disk 5, Since magnetic recording information is written and read, the surface of the magnetic head 1 facing the magnetic disk 5, that is, the surface located below the magnetic head 1 shown in FIG. 5, must be polished. There is. By the way,
The flying height 9 as used herein means the magnetic film 6 on the magnetic disk 5, the protective film 7, the surface of the lubricating film 8 existing thereabove, and the carbon protective film 1 formed on the surface of the magnetic head 1.
It is defined as the distance from the 9th end face.
【0021】より多くの磁気記録情報が高速に、しかも
確実に磁気ディスク5に書込まれ、また、その磁気ディ
スク5から確実に読出しされるには、磁気スペーシング
10を低減化させ、浮上量9を可能な限り低減化させる
ことが必要となっている。In order to write more magnetic recording information on the magnetic disk 5 at high speed and with certainty, and to read it from the magnetic disk 5 with certainty, the magnetic spacing 10 is reduced and the flying height is increased. It is necessary to reduce 9 as much as possible.
【0022】ところで、図5に例示されている磁気ヘッ
ドを構成する上での使用材料としては、一般的に、基板
12材としてはAl2O3―TiCが使用され、また、絶
縁膜13および保護膜18としてはAl2O3が使用さ
れ、更に、下部シールド膜14や上部磁極17、上部シ
ールド膜15等については、パーマロイ等の軟質磁性金
属からなる複合材料が使用される。これら素材のビッカ
ース硬度は、Al2O3―TiCが約2000Hv、Al
2O3が約1000Hv、パーマロイが約200Hvであ
る。By the way, as a material used for forming the magnetic head illustrated in FIG. 5, Al 2 O 3 --TiC is generally used as the material of the substrate 12, and the insulating film 13 and Al 2 O 3 is used as the protective film 18, and a composite material made of a soft magnetic metal such as permalloy is used for the lower shield film 14, the upper magnetic pole 17, the upper shield film 15, and the like. The Vickers hardness of these materials is about 2000 Hv for Al 2 O 3 -TiC,
2 O 3 is about 1000 Hv and Permalloy is about 200 Hv.
【0023】さて、図4、あるいは図5に示す磁気ヘッ
ド1の浮上面3の研磨方法としては、図6に示すよう
に、例えば研摩定盤22上に研磨液24が供給されつ
つ、ワーク23としての磁気ヘッドをローバー(短冊
片)状態として自公転させながら研磨する方式や、研摩
定盤22上でワーク23を揺動させながら研磨する方式
があるが、このような、良く知られた研磨方法を用いて
研磨した場合には、上記素材のビッカース硬度の違いか
ら生じる研磨速度の違いによって、磁気ヘッド1の研磨
面には凹凸が発生される。即ち、図5に示すように、基
板12の浮上面3に対して、最もビッカース硬度の小さ
い磁気素子部(下部シールド膜14、上部シールド膜1
5、下部磁極16および上部磁極17から構成)とその
近傍領域が著しく研磨され、加工段差11が形成され
る。因みに、ここでいう加工段差11とは、基板12の
浮上面3と磁気素子部の浮上面側端部との間の距離とし
て定義される。Now, as a method of polishing the air bearing surface 3 of the magnetic head 1 shown in FIG. 4 or 5, for example, as shown in FIG. There is a method of polishing while rotating the magnetic head in a row bar (strip piece) state while revolving, and a method of polishing while swinging the work 23 on the polishing platen 22. When the polishing is performed by the method, unevenness is generated on the polishing surface of the magnetic head 1 due to the difference in the polishing rate caused by the difference in Vickers hardness of the above materials. That is, as shown in FIG. 5, with respect to the air bearing surface 3 of the substrate 12, the magnetic element portion (the lower shield film 14, the upper shield film 1) having the smallest Vickers hardness is obtained.
5, the lower magnetic pole 16 and the upper magnetic pole 17) and the area in the vicinity thereof are significantly polished to form a processed step 11. Incidentally, the processing step 11 mentioned here is defined as the distance between the air bearing surface 3 of the substrate 12 and the air bearing surface side end of the magnetic element portion.
【0024】図5に示すように、磁気スペーシング10
は磁気ヘッド1の浮上面側に位置する磁気素子部の端部
と磁気ディスク5上の磁性膜6表面との間の距離とされ
ていることから、加工段差11が形成されれば、磁気ス
ペーシング10も増大する結果として、加工段差11の
存在は磁気ヘッドの代表的な特性である磁気記録再生特
性を低下させる大きな要因の1つとなる。このため、磁
気ディスク5の磁気記録密度が増大するに従って、この
加工段差11を極力低減化することが要求される。極論
すれば、加工段差11は何等存在せず、浮上面側に位置
する磁気素子部の端部と磁気ヘッド1の浮上面3の位置
とが同一水平面上に配置されるが如く、研磨されること
が望ましい。As shown in FIG. 5, the magnetic spacing 10
Since the distance is between the end of the magnetic element portion located on the air bearing surface side of the magnetic head 1 and the surface of the magnetic film 6 on the magnetic disk 5, if the processing step 11 is formed, the magnetic stripe As a result of increasing the pacing 10 as well, the presence of the processing step 11 is one of the major factors that deteriorate the magnetic recording / reproducing characteristics that are typical characteristics of the magnetic head. Therefore, as the magnetic recording density of the magnetic disk 5 increases, it is required to reduce the processing step 11 as much as possible. As far as the argument goes, the processing step 11 does not exist at all, and polishing is performed so that the end of the magnetic element portion located on the air bearing surface side and the position of the air bearing surface 3 of the magnetic head 1 are arranged on the same horizontal plane. Is desirable.
【0025】また、磁気ヘッド1が何等かの要因により
磁気ディスク5上の磁性膜(磁気情報記録膜)6表面に
接触した際に、磁気ヘッド1の浮上面3における平均表
面粗さが大きい場合には、磁性膜6が損傷されることに
なり、記録再生という磁気ヘッド1にとっては致命的な
故障が誘引されることになる。したがって、浮上面3上
の平均表面粗さは可能な限り小さく抑えられる必要があ
り、究極的にはゼロであることが望ましい。Further, when the magnetic head 1 comes into contact with the surface of the magnetic film (magnetic information recording film) 6 on the magnetic disk 5 for some reason, the average surface roughness on the air bearing surface 3 of the magnetic head 1 is large. Therefore, the magnetic film 6 is damaged, and a fatal failure of the magnetic head 1 called recording / reproduction is induced. Therefore, the average surface roughness on the air bearing surface 3 needs to be kept as small as possible, and ultimately it is desirable that it is zero.
【0026】更に、パーマロイからなる磁気素子部での
硬度が小さいため、図7に底面の一部として示すよう
に、研磨により、下部シールド膜14と上部シールド膜
15との間に存在している磁気抵抗効果素子20に対し
ては、これを横切るような状態としてスクラッチ(傷)
25が形成される場合がある。巨大磁気抵抗効果型(G
MR)磁気ヘッドにおいては、再生出力特性を支配する
磁気抵抗効果膜の膜厚が極めて薄いため(約数10n
m)、この膜を横切るようにスクラッチ25が形成され
れば、この領域において、下部シールド膜14と上部シ
ールド膜15との間に電気的な短絡路が形成されてしま
い、磁気ヘッドとしての機能が損なわれるばかりでな
く、加工変質層の形成をもたらし、磁気ヘッド特性の信
頼性に大きな影響を与えることになる。したがって、浮
上面3に対する研磨加工に際しては、加工段差11の低
減化のみならず、このスクラッチの発生も低減化される
ことが必要となっている。Further, since the magnetic element portion made of permalloy has a low hardness, it is present between the lower shield film 14 and the upper shield film 15 by polishing, as shown as a part of the bottom surface in FIG. The magnetoresistive effect element 20 is scratched in a state of traversing it.
25 may be formed. Giant magnetoresistive effect (G
In an MR magnetic head, the magnetoresistive effect film that governs the reproduction output characteristics is extremely thin (about several tens of nanometers).
m) If the scratch 25 is formed so as to traverse this film, an electrical short circuit path is formed between the lower shield film 14 and the upper shield film 15 in this region, which functions as a magnetic head. Is not only deteriorated, but also a work-affected layer is formed, which greatly affects the reliability of the magnetic head characteristics. Therefore, when polishing the air bearing surface 3, it is necessary not only to reduce the processing step 11 but also to reduce the occurrence of scratches.
【0027】ここで、スクラッチの発生要因について説
明すれば、 磁気ヘッド1の研磨においては、図8
(B)に示すように、軟質金属製の研磨定盤22に砥粒
が固定的に保持された状態、即ち、固定砥粒による場合
は、実切込み量の小さい加工が行われることから、加工
段差が小さく、且つ平滑な浮上面が得られると考えられ
る。しかしながら、その砥粒は軟質金属からなる研摩定
盤22表面上に金属の塑性変形により機械的に保持され
ているに過ぎなく、このため、研磨中には図8(A)に
示すように、研摩定盤22表面から砥粒が脱落する等、
転動砥粒が発生し、この転動砥粒による作用が生じるこ
とになる。このような転動砥粒による作用や、研摩定盤
22表面に保持されている砥粒の高さが均一に揃ってい
ないことが要因として、スクラッチが発生すると考えら
れている。Here, the cause of scratches will be described. In the polishing of the magnetic head 1, FIG.
As shown in (B), when the abrasive grains are fixedly held on the polishing platen 22 made of a soft metal, that is, when the fixed abrasive grains are used, processing with a small actual cutting amount is performed. It is considered that a smooth air bearing surface with a small step can be obtained. However, the abrasive grains are merely mechanically held on the surface of the polishing platen 22 made of a soft metal by the plastic deformation of the metal. Therefore, during polishing, as shown in FIG. Abrasive particles fall off the surface of the polishing platen 22,
Rolling abrasive grains are generated, and the action of the rolling abrasive grains occurs. It is considered that scratches are caused by the action of the rolling abrasive grains and the uneven height of the abrasive grains held on the surface of the polishing platen 22.
【0028】一般的に、平滑な研磨面を得るには、より
小さな砥粒が用いられるが、磁気ヘッド1の浮上面の研
磨では、砥粒径を小さくしていくと、研摩定盤22への
砥粒の固定化が困難となることから、スクラッチの発生
は抑制不可能となる。因みに、TMRヘッド、CPP−
GMRヘッドでは、磁気抵抗効果素子内のアルミナ障壁
層が非常に薄いために、機械的作用のみによる研磨で
は、アルミナ障壁層に生じる加工痕が特性劣化の原因と
なる。このため、磁気抵抗効果素子面に対し化学的にエ
ッチング作用がある仕上げ液が使用される必要性がある
が、このような化学的エッチング作用のある仕上げ液
は、同時に研磨定盤上の金属部分にも作用してしまい、
研摩定盤上に固定化された砥粒の脱落が促進されること
から、これを要因として、スクラッチの発生を増大させ
ることがあり得る。Generally, smaller abrasive grains are used to obtain a smooth polished surface. However, in the polishing of the air bearing surface of the magnetic head 1, as the abrasive grain size is reduced, the polishing surface plate 22 is moved. Since it becomes difficult to fix the abrasive grains, it is impossible to suppress the occurrence of scratches. By the way, TMR head, CPP-
In the GMR head, since the alumina barrier layer in the magnetoresistive effect element is very thin, the polishing marks caused only by the mechanical action cause the deterioration of the characteristics due to the processing marks generated in the alumina barrier layer. For this reason, it is necessary to use a finishing liquid having a chemical etching action on the surface of the magnetoresistive effect element. Will also work,
Since the removal of the abrasive grains fixed on the polishing surface plate is promoted, the occurrence of scratches may be increased due to this.
【0029】実に、本発明は、以上の不具合を考慮の
上、なされたものであり、スクラッチが根本的に発生さ
れず、しかも加工段差が小さい状態として、磁気ヘッド
の浮上面を研磨加工するようにした。In fact, the present invention has been made in consideration of the above problems, and scratches are not fundamentally generated, and the air bearing surface of the magnetic head is polished so that the machining step is small. I chose
【0030】以下、本発明を具体的に説明すれば、図1
は本発明に係る研磨定盤としての切刃の構成を、また、
図2はその切刃の製造方法を示す。図1に示すように、
基板上には磁気ヘッド浮上面を削るための切刃基体26
が切刃の密度およびその高さが制御された状態として形
成されている。基板と切刃基体26が同一材質として、
しかも一体なものとして構成されることで、砥粒が用い
られる際での不具合は当然のことながら何等発生されな
く、また、各切刃の切込み量が均一化されることで、加
工単位の微小化が可能となっている。また、化学的に安
定な切刃として構成されるべく、ダイヤモンドライクカ
ーボン薄膜としては、最も硬度の大きいカソーディック
アークカーボン薄膜(以下、単にCA−C膜と称す)2
7が切刃表面に形成されている。The present invention will be described in detail below with reference to FIG.
Is the configuration of the cutting edge as a polishing surface plate according to the present invention,
FIG. 2 shows a method for manufacturing the cutting edge. As shown in Figure 1,
On the substrate, a cutting blade base body 26 for scraping the air bearing surface of the magnetic head
Is formed as a state in which the density and height of the cutting edge are controlled. The substrate and the cutting blade base 26 are made of the same material,
Moreover, since it is configured as one unit, naturally no problems occur when the abrasive grains are used, and the cutting depth of each cutting edge is made uniform, so that the machining unit Is possible. Further, as a diamond-like carbon thin film, a cathodic arc carbon thin film (hereinafter simply referred to as a CA-C film) having the highest hardness as a diamond-like carbon thin film so as to be configured as a chemically stable cutting edge 2
7 is formed on the surface of the cutting edge.
【0031】ここで、図2によりその切刃の一例での製
造方法について説明すれば、先ず5インチサイズ、厚さ
2mmの単結晶シリコン基板(結晶面:100)50を用
意した(ステップ28)。次に、研磨中に潤滑膜の厚み
を均一にしつつ、研磨屑(スラッジ)を排除するための
逃げ溝51をその単結晶シリコン基板上に形成した(ス
テップ29)。具体的には、反応性イオンエッチング等
の手法により溝パターンを形成した。溝深さとしては約
30ミクロン、切刃部を形成する平坦部分の大きさは約
10ミクロン、溝ピッチは約40ミクロンとした。因み
に、溝の形成には、砥石等を用いた機械的な加工でも可
能である。Here, the manufacturing method as an example of the cutting edge will be described with reference to FIG. 2. First, a single crystal silicon substrate (crystal plane: 100) 50 having a size of 5 inches and a thickness of 2 mm is prepared (step 28). . Next, an escape groove 51 for removing polishing debris (sludge) was formed on the single crystal silicon substrate while making the thickness of the lubricating film uniform during polishing (step 29). Specifically, the groove pattern was formed by a method such as reactive ion etching. The groove depth was about 30 microns, the size of the flat portion forming the cutting edge was about 10 microns, and the groove pitch was about 40 microns. Incidentally, the groove can be formed by mechanical processing using a grindstone or the like.
【0032】更に、切刃基体26を形成するために、プ
ラズマエッチング処理を行い、平坦部に数10nmの突
起部分を形成した(ステップ30)。この切刃の高さお
よび密度等はプラズマエッチング処理時の条件に依存
し、約1個〜40個の範囲で制御できることを確認し
た。また、切刃基体26を形成する別の方法としては、
粒径の異なる研磨テープ(粒径:1/10ミクロンから1
ミクロン)を用いて多方向のテクスチャー加工を行うこ
とでも可能である。最後に、このようにして作成された
切刃基体26表面に硬質なCA−C膜27を形成(成
膜)して、切刃を完成させた(ステップ31)。Further, in order to form the cutting edge substrate 26, a plasma etching process was performed to form a projection portion of several tens nm on the flat portion (step 30). It was confirmed that the height and density of the cutting edge depend on the conditions during the plasma etching process and can be controlled within the range of about 1 to 40. As another method of forming the cutting blade base 26,
Abrasive tapes with different particle size (particle size: 1/10 micron to 1
It is also possible to perform multidirectional texture processing using micron). Finally, a hard CA-C film 27 was formed (deposited) on the surface of the cutting blade base 26 thus created, and the cutting blade was completed (step 31).
【0033】ここで、CA−C膜について説明すれば、
これは、図9に示すように、カーボン薄膜としては、硬
度と膜の緻密さにおいてダイヤモンドに最も近い。成膜
方法としては、低圧アーク放電と呼ばれるもので、カソ
ードとなるターゲット部分に、通常、ストライカと呼ば
れている機械的な接触電極、あるいは電子ビーム等を用
いることによって数十アンペア程度のアーク電流を流入
させアーク放電を生成、ターゲット上部空間に発生する
プラズマハンプからのイオンがカソードに衝突し、カソ
ードからイオン、電子が発生することでプラズマを持続
させ、これらイオン、電子を輸送用磁場ダクト(トロイ
ダルソレノイドフィルタ)により効率的に反応真空槽に
導き、プラズマビームとして走査用磁場ダクトを用いて
均一に被処理基板に対して照射し薄膜形成を行った。ま
た、本例では、ターゲット材料として高配向グラファイ
トカーボンを使用しており、直径は約50mmである。
このカソードと接合しているターゲットにアーク用電源
からアーク電流20〜150A、アーク電圧約30Vを
ストライカを用いて印加、ターゲット表面と接触させる
ことによりアーク放電を発生させた。膜厚は約40nm
とした。このようにして作成された研磨定盤を研磨装置
に取付け、磁気ヘッド浮上面の研磨を行った。研磨試料
の作製方法を以下に示す。The CA-C film will be described below.
As shown in FIG. 9, this is the closest to diamond in terms of hardness and film denseness as a carbon thin film. As a film forming method, a method called low-pressure arc discharge is used, in which a target contact which becomes a cathode usually uses a mechanical contact electrode called a striker or an electron beam to generate an arc current of about several tens of amperes. To generate an arc discharge, the ions from the plasma hump generated in the upper space of the target collide with the cathode, and the ions and electrons are generated from the cathode to sustain the plasma, and these ions and electrons are transported in the magnetic field duct ( A toroidal solenoid filter) was used to efficiently guide the film to the reaction vacuum chamber, and the substrate to be processed was uniformly irradiated with a scanning magnetic field duct as a plasma beam to form a thin film. In this example, highly oriented graphite carbon is used as the target material, and the diameter is about 50 mm.
An arc current of 20 to 150 A and an arc voltage of about 30 V were applied to the target bonded to the cathode from a power source for arc using a striker, and the target was brought into contact with the target to generate arc discharge. The film thickness is about 40 nm
And The polishing platen thus prepared was attached to a polishing apparatus to polish the air bearing surface of the magnetic head. The method for producing a polished sample is shown below.
【0034】先ず5インチサイズのAl2O3−TiC
(ビッカース硬度:約2000Hv)基板上に絶縁膜と
して数μm程度の厚さのAl2O3(ビッカース硬度:約
1000Hv)膜を形成した。そして、その上に下部シ
ールド層、ギャップ膜、磁気抵抗効果膜からなる磁気素
子部(パーマロイ、ビッカース硬度:約400Hv)、
上部シールド層、下部磁極、上部磁極、保護膜(Al2
O3:アルミナ)を順次積層した。次に、上記基板を約
2インチの長さの短冊片にダイヤモンド砥石を用いて切
断した。そして、短冊片の厚さバラツキと反りを抑制す
るために、両面ラップを行った。First, 5-inch size Al 2 O 3 -TiC
(Vickers hardness: about 2000 Hv) An Al 2 O 3 (Vickers hardness: about 1000 Hv) film having a thickness of about several μm was formed as an insulating film on a substrate. Then, a magnetic element portion (permalloy, Vickers hardness: about 400 Hv) including a lower shield layer, a gap film, and a magnetoresistive effect film is formed thereon.
Upper shield layer, lower magnetic pole, upper magnetic pole, protective film (Al 2
O 3 : alumina) were sequentially laminated. Next, the above substrate was cut into strips each having a length of about 2 inches using a diamond grindstone. Then, double-sided wrapping was performed in order to suppress variations in thickness and warpage of the strips.
【0035】その後、短冊片を研磨治具に接着し、磁気
抵抗効果素子を所定寸法(素子高さ)21通りに研磨す
るために、インプロセスで抵抗検知パターンの抵抗値を
測定しながら、その測定値を用いて短冊片の曲りと傾き
の補正および所定寸法の加工を行った。最後に、2イン
チの短冊片を砥石を用いてチップ切断を行い、最終的な
状態としての個々の磁気ヘッドを得るようにした。After that, the strips are adhered to a polishing jig, and in order to polish the magnetoresistive effect element into 21 predetermined dimensions (element height), while measuring the resistance value of the resistance detection pattern in-process, The measured values were used to correct the bending and inclination of the strip and process it to a predetermined size. Finally, a 2-inch strip was cut into chips using a grindstone to obtain individual magnetic heads in the final state.
【0036】図2に示す切刃の製造方法により、切刃密
度が制御された研摩定盤を用意した。切刃の密度評価に
は、日立製作所製電子顕微鏡S-5000の2次電子像で、測
定倍率2〜5万倍で測定したものと、米国Digital Inst
ruments社(現在のVeeco社)製原子間力顕微鏡(AFM)Nan
oscopeIIIa,D3100で、先端径約10nmのシリコン単結
晶プローブを用い、スキャンサイズ5〜10ミクロンで
測定したものを対応させながら評価した。研磨は磁気ヘ
ッドを弾性体を介して治具に保持させ、上記研磨定盤上
に一定荷重(約30g)で押し付けながら加工した。ま
た、潤滑剤(仕上げ液)として炭化水素系のオイルを使
用した。加工量は20〜30nmとした。検討結果を図
10に示す。加工段差および上部シールド膜の表面粗さ
の測定には上記AFMを使用した。その際に、加工段差に
ついては、浮上面の基板部と磁気素子部端部との距離を
AFMのピエゾの曲率を補正しながら評価し、また、表面
粗さについては、磁気素子部端部上の最も硬度が小さい
部分(例えば上部シールド部分)を測定面積1×6μm2で
評価した。図示のように、切刃密度が増大するにつれ
て、加工段差および表面粗さが限りなくゼロに近付ける
ことができた。具体的には、今後の磁気スペーシング低
減化に伴い、要求される加工段差1nm、表面粗さ5n
mRmax以下の精度を切刃密度10個/μm2 以上、切刃
高さRp20nm以下にすることにより達成できた。A polishing platen having a controlled cutting edge density was prepared by the method for manufacturing cutting edges shown in FIG. The density of the cutting edge was evaluated with a secondary electron image of an electron microscope S-5000 manufactured by Hitachi, Ltd. at a measurement magnification of 20,000 to 50,000.
Atomic force microscope (AFM) Nan manufactured by ruments (currently Veeco)
The evaluation was performed by using a silicon single crystal probe having a tip diameter of about 10 nm with an oscope IIIa, D3100, and measuring with a scan size of 5 to 10 microns. For polishing, the magnetic head was held by a jig through an elastic body, and pressed while being pressed against the polishing platen with a constant load (about 30 g). Further, a hydrocarbon oil was used as a lubricant (finishing liquid). The processing amount was 20 to 30 nm. The examination results are shown in FIG. The above AFM was used to measure the processing step and the surface roughness of the upper shield film. At that time, regarding the processing step, the distance between the substrate part on the air bearing surface and the end of the magnetic element part
The surface roughness was evaluated while correcting the piezo curvature of the AFM, and the surface roughness was evaluated in a measurement area of 1 × 6 μm 2 at the portion with the lowest hardness (for example, the upper shield portion) on the end portion of the magnetic element portion. As shown in the figure, as the cutting edge density increased, the machining step and the surface roughness could approach zero as much as possible. Specifically, with the reduction of magnetic spacing in the future, the required processing step is 1 nm and the surface roughness is 5 n.
The accuracy of mRmax or less could be achieved by setting the cutting edge density to 10 pieces / μm 2 or more and the cutting edge height Rp to 20 nm or less.
【0037】これにより、加工工程での歩留りが従来よ
りも10〜20%向上されたばかりか、磁気素子部での
腐食評価においても、腐食発生率が約10%低減化され
得、磁気ヘッドの特性とその信頼性の向上に大きく寄与
することが確認できた。As a result, not only the yield in the machining process is improved by 10 to 20% as compared with the conventional method, but also in the corrosion evaluation in the magnetic element portion, the corrosion occurrence rate can be reduced by about 10%, and the characteristics of the magnetic head can be reduced. It was confirmed that it greatly contributes to the improvement of its reliability.
【0038】次に、CA−C膜の膜厚、硬度と研摩定盤
寿命との関係を調べた。検討結果を図11に示す。ワー
クを研磨している研磨時間と研磨能率の関係は、硬度4
0GpaのCA−C膜厚が40nm以上であれば、研磨時
間3時間を経過しても研磨能率10nm/minを維持
でき生産性を確保できることが確認できた。Next, the relationship between the thickness and hardness of the CA-C film and the polishing platen life was examined. The examination results are shown in FIG. The relationship between the polishing time for polishing a workpiece and the polishing efficiency is hardness 4
It was confirmed that when the CA-C film thickness of 0 Gpa is 40 nm or more, the polishing efficiency can be maintained at 10 nm / min even after the polishing time of 3 hours, and the productivity can be secured.
【0039】最後に、本発明(磁気ヘッドの製造方法)
による効果の程を、錫合金定盤にダイヤモンド砥粒を埋
込んだ従来方法と対比した結果を図12として示す。切
刃密度を10個/μm2 以上、切刃高さをRp20nm以
下に設定することで、加工段差および浮上面磁気素子部
での表面粗さを限りなくゼロに近付けることができた。
また、TMRヘッド、CPP−GMRヘッド用の仕上げ
液として、素子面に対し化学的エッチング作用のある脂
肪酸エステル系の添加剤を添加したもので研摩加工を行
った。従来方法では、化学作用のある仕上げ液を用いる
と、研摩定盤上からの砥粒の脱落が増大し、加工段差、
表面粗さがともに劣化していたが、加工段差は多少増大
するものの、磁気抵抗効果素子の特性を劣化させること
なく研摩加工ができた。なお、ソフトなエッチング作用
のある添加剤としては、りん酸エステル、アミン系界面
活性剤等も有効であった。また、切刃形成用基板材質と
してはシリコンに限られるものではなく、アルミナチタ
ンカーバイト、石英ガラス、SiC、ダイヤモンド、錫
系合金等の材質を平滑処理した後、図2と同様の処理を
行うことで使用可能である。更に、潤滑剤の基剤として
は、本発明に使用した炭化水素系のオイル以外に、水溶
性のエチレングリコール、プロピレングリコール等も使
用可能であった。Finally, the present invention (method for manufacturing a magnetic head)
The effect of the above is compared with the conventional method in which the diamond abrasive grains are embedded in the tin alloy surface plate, and the result is shown in FIG. By setting the cutting edge density to 10 pieces / μm 2 or more and the cutting edge height to Rp of 20 nm or less, the processing step and the surface roughness at the air bearing surface magnetic element portion could be made as close to zero as possible.
Further, as a finishing liquid for the TMR head and the CPP-GMR head, polishing was carried out by adding a fatty acid ester-based additive having a chemical etching action to the element surface. In the conventional method, when a finishing liquid having a chemical action is used, the amount of abrasive grains coming off from the polishing surface plate increases, and
Although both the surface roughness was deteriorated, the polishing step was slightly increased, but the polishing could be performed without deteriorating the characteristics of the magnetoresistive effect element. As the additive having a soft etching action, phosphoric acid ester, amine-based surfactant, etc. were also effective. Further, the material for the cutting edge forming substrate is not limited to silicon, and after the material such as alumina titanium carbide, quartz glass, SiC, diamond, tin alloy is smoothed, the same processing as in FIG. 2 is performed. It can be used. Further, as the lubricant base, water-soluble ethylene glycol, propylene glycol, etc. could be used in addition to the hydrocarbon oil used in the present invention.
【0040】最後に、以上の説明からして既に明らかで
あるが、確認の意味で、本発明の磁気ディスク装置の製
造処理について説明すれば、図3にその一連の製造処理
フローを示す。図示のように、先ず硬質基板が用意さ
れ、その硬質基板上に、磁気ヘッドが積層状態として構
成される(ステップ40,41)。その後、その硬質基
板は短冊片となるべく、砥石により切断されるが、この
切断により得られる短冊片各々は、両面ラップによりそ
の短冊片での厚さばらつきや反り等が補正される(ステ
ップ42,43)。更に、その後、浮上面に対する、本
発明に係る研摩加工、保護膜(既述のカーボン保護膜1
9に相当)形成、磁気ヘッド単位での切断が順次行われ
ることによって、最終的な状態として、個々の磁気ヘッ
ドが得られることになる(ステップ44〜46)。この
ようにして得られる個々の磁気ヘッドは、データ書込み
・読出し用部品として磁気ディスク装置に組込みされる
ことで、製品としての磁気ディスク装置が得られること
になる(ステップ47)。Finally, although it is already clear from the above description, for the purpose of confirmation, the manufacturing process of the magnetic disk device of the present invention will be described. FIG. 3 shows a series of manufacturing process flows thereof. As shown in the figure, first, a hard substrate is prepared, and a magnetic head is formed in a stacked state on the hard substrate (steps 40 and 41). After that, the hard substrate is cut with a grindstone so as to be strips, and each strip obtained by this cutting is corrected for thickness variation, warpage, etc. in the strips by a double-sided lap (step 42, 43). Further, after that, the air bearing surface is subjected to the polishing process and the protective film (the carbon protective film 1 described above) according to the present invention.
By sequentially performing formation (corresponding to 9) and cutting in magnetic head units, individual magnetic heads are obtained as a final state (steps 44 to 46). The individual magnetic heads thus obtained are incorporated into the magnetic disk device as data writing / reading parts, whereby a magnetic disk device as a product can be obtained (step 47).
【0041】以上、本発明について説明したが、本発明
により、GMR、CPP−GMRおよびTMR磁気ヘッ
ドの浮上量低減が可能となり、上記磁気ヘッドを用いた
磁気ディスク装置の面記録密度を飛躍的に増大させ得る
ことになる。Although the present invention has been described above, the present invention makes it possible to reduce the flying height of the GMR, CPP-GMR, and TMR magnetic heads, and dramatically increases the areal recording density of a magnetic disk device using the above magnetic head. It can be increased.
【0042】因みに、特許請求の範囲に記載された発明
以外のものとしては、以下のような発明(1)〜(5)
も考えられる。
(1):平滑な基板表面に,密度及び高さを制御した基
板材と同一材質の切刃基体を形成し,かつ切刃表面に硬
度40Gpa以上のダイヤモンド薄膜を5nm〜100nm形成し
たものであって、当該切刃を薄膜磁気ヘッド浮上面に作
用させながら研磨することを特徴とする薄膜磁気ヘッド
の製造方法。
(2):(1)記載の薄膜磁気ヘッド製造方法におい
て、磁気ヘッド浮上面を削る切刃の密度が10個/μm2
以上、または、各切刃の作用点、もしくは作用面が基板
面から20nm以下であることを特徴とする磁気ヘッドの製
造方法。
(3):(1)及び(2)記載の基板材としてはシリコ
ン、アルミナチタンカーバイト、石英ガラス、SiC、
ダイヤモンド、錫系合金であることを特徴とする薄膜磁
気ヘッドの製造方法。
(4):再生素子に巨大磁気抵抗効果型(GMR)、C
PP−GMR型(CPP:Current Perpendicular to t
he Plane-GMR),スピントンネル磁気効果型(TMR)
素子を用いる磁気ヘッドであり、かつ書込みに誘導型ヘ
ッドを用いる磁気ヘッド浮上面の仕上げ研磨方法であっ
て、(1)〜(3)記載の切刃を形成した基板上に砥粒
を含まない潤滑剤のみを供給しながら研磨することを特
徴とする磁気ヘッド浮上面の研磨方法。
(5):(4)記載の潤滑剤として、アミン系界面活性
剤、リン酸エステル、もしくは脂肪酸エステル等の添加
剤を少なくとも1種類以上含むことを特徴とする薄膜磁
気ヘッドの研磨方法。Incidentally, other than the invention described in the claims, the following inventions (1) to (5) are provided.
Can also be considered. (1): A cutting blade base material of the same material as the substrate material whose density and height are controlled is formed on a smooth substrate surface, and a diamond thin film with a hardness of 40 Gpa or more is formed at 5 nm to 100 nm on the cutting blade surface. And a method of manufacturing the thin film magnetic head, wherein the cutting edge is polished while acting on the air bearing surface of the thin film magnetic head. (2): In the method for manufacturing a thin film magnetic head according to (1), the density of the cutting edge for cutting the air bearing surface of the magnetic head is 10 pieces / μm 2
The above or the working point or working surface of each cutting edge is 20 nm or less from the substrate surface. (3): As the substrate material described in (1) and (2), silicon, alumina titanium carbide, quartz glass, SiC,
A method of manufacturing a thin film magnetic head, which is characterized by being a diamond or tin alloy. (4): Giant magnetoresistive effect (GMR), C as a reproducing element
PP-GMR type (CPP: Current Perpendicular to t
he Plane-GMR), spin tunnel magnetic effect type (TMR)
A magnetic head using an element, and a method for finish polishing an air bearing surface of a magnetic head using an induction type head for writing, which does not include abrasive grains on a substrate on which a cutting edge described in (1) to (3) is formed. A method of polishing an air bearing surface of a magnetic head, which comprises polishing while supplying only a lubricant. (5): A method for polishing a thin film magnetic head, characterized in that, as the lubricant described in (4), at least one additive such as an amine-based surfactant, a phosphoric acid ester, or a fatty acid ester is contained.
【0043】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基き具体的に説明したが、本発明は上記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲内で種々変更可能であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
【0044】[0044]
【発明の効果】磁気記録媒体に対する浮上量が大幅に低
減可能とされた磁気ヘッドを提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a magnetic head capable of significantly reducing the flying height with respect to a magnetic recording medium.
【0045】また、磁気ディスクの飛躍的な面記録密度
の向上が可能とされた磁気ディスク装置を提供すること
ができる。Further, it is possible to provide a magnetic disk device capable of dramatically improving the areal recording density of the magnetic disk.
【0046】更に、磁気記録媒体に対する浮上量が大幅
に低減可能とされた磁気ヘッドを容易に製造し得る磁気
ヘッドの製造方法を提供することができる。Further, it is possible to provide a magnetic head manufacturing method capable of easily manufacturing a magnetic head whose flying height with respect to a magnetic recording medium can be greatly reduced.
【0047】更にまた、その磁気ヘッドが製造される上
で、磁気ヘッドの浮上面を加工段差、表面粗さともに小
さくして研摩加工し得る研摩装置を提供することができ
る。Furthermore, it is possible to provide a polishing apparatus capable of polishing the air-bearing surface of the magnetic head by reducing the working step and the surface roughness when manufacturing the magnetic head.
【図1】本発明に係る研磨定盤としての切刃の構成を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a cutting edge as a polishing platen according to the present invention.
【図2】その研摩定盤の製造方法を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing the polishing platen.
【図3】本発明の磁気ディスク装置の一連の製造処理フ
ローを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a series of manufacturing process flows of the magnetic disk device of the present invention.
【図4】磁気ヘッドが装着された磁気ディスク装置一般
についての全体概略構成と、その磁気ヘッドの拡大斜視
状態とを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an overall schematic configuration of a general magnetic disk device equipped with a magnetic head and an enlarged perspective view of the magnetic head.
【図5】その磁気ヘッドの構成を磁気ディスクとの位置
関係として示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the magnetic head as a positional relationship with a magnetic disk.
【図6】従来技術に係る研磨方法を説明するための図で
ある。FIG. 6 is a diagram for explaining a polishing method according to a conventional technique.
【図7】磁気抵抗効果素子にスクラッチが形成される場
合での不具合を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a problem when a scratch is formed on the magnetoresistive effect element.
【図8】スクラッチの発生メカニズムを説明するための
図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a scratch generation mechanism.
【図9】切刃表面に形成されるダイヤモンド薄膜を説明
するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a diamond thin film formed on the surface of the cutting edge.
【図10】切刃密度と加工精度との関係を説明するため
の図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between cutting edge density and processing accuracy.
【図11】ダイヤモンド薄膜の膜厚と定盤寿命と関係を
説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the film thickness of a diamond thin film and the platen life.
【図12】本発明(磁気ヘッドの製造方法)による効果
の程を、錫合金定盤にダイヤモンド砥粒を埋込んだ従来
方法と対比した結果を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a result of comparing the effect of the present invention (method for manufacturing a magnetic head) with a conventional method in which diamond abrasive grains are embedded in a tin alloy surface plate.
1…磁気ヘッド、2…磁気素子部、3…浮上面、5…磁
気ディスク、9…浮上量、10…磁気スペーシング、1
1…加工段差、12…基板、13…絶縁膜、14…下部
シールド膜、15…上部シールド膜、16…下部磁極、
17…上部磁極、18…保護膜、19…浮上面保護膜
(カーボン保護膜)、20…磁気抵抗効果素子、26…
切刃基体、27…ダイヤモンド薄膜。1 ... Magnetic head, 2 ... Magnetic element part, 3 ... Air bearing surface, 5 ... Magnetic disk, 9 ... Flying amount, 10 ... Magnetic spacing, 1
1 ... Processing step, 12 ... Substrate, 13 ... Insulating film, 14 ... Lower shield film, 15 ... Upper shield film, 16 ... Lower magnetic pole,
17 ... Upper magnetic pole, 18 ... Protective film, 19 ... Air bearing surface protective film (carbon protective film), 20 ... Magnetoresistive effect element, 26 ...
Cutting blade base, 27 ... Diamond thin film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 新治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 田村 利夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 磯野 千博 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事業部内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AA09 AC04 CB01 DA16 5D042 NA02 PA01 PA05 PA09 QA03 RA02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Shinji Sasaki 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory (72) Inventor Toshio Tamura 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory (72) Inventor Chihiro Isono 2880 Kozu, Odawara City, Kanagawa Stock Association Company Hitachi Ltd. Storage Division F term (reference) 3C058 AA07 AA09 AC04 CB01 DA16 5D042 NA02 PA01 PA05 PA09 QA03 RA02
Claims (11)
磁気素子部が形成されてなる、磁気ディスク装置用の磁
気ヘッドであって、磁気ヘッドの浮上面を、基板上に該
基板の材質と同一の材質で形成されている切刃により研
摩加工してなることを特徴とする磁気ヘッド。1. A magnetic head for a magnetic disk device, comprising a magnetic element portion for writing / reading data formed on a substrate, wherein an air bearing surface of the magnetic head is formed on the substrate by a material of the substrate. A magnetic head characterized by being ground with a cutting blade made of the same material.
側磁気素子部端部との距離差としての加工段差が1nm
以下、且つ上記浮上面側磁気素子部端部上の最も硬度が
小さい部分での表面粗さが5nm以下の状態として形成
されてなることを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッ
ド。2. The air bearing surface has a processing step difference of 1 nm as a difference in distance between the air bearing surface of the substrate and the end of the air bearing surface side magnetic element portion.
2. The magnetic head according to claim 1, wherein the surface roughness is 5 nm or less at a portion having the smallest hardness on the end of the air bearing surface side magnetic element portion.
がデータ書込み・読出し用として設けられてなることを
特徴とする磁気ディスク装置。3. A magnetic disk drive comprising the magnetic head according to claim 1 or 2 for writing / reading data.
磁気素子部が形成されてなる、磁気ディスク装置用の磁
気ヘッドの製造方法であって、磁気ヘッドの浮上面を、
基板上に該基板材質と同一材質として形成されている切
刃により研摩加工することを特徴とする磁気ヘッドの製
造方法。4. A method of manufacturing a magnetic head for a magnetic disk device, comprising a magnetic element portion for writing / reading data formed on a substrate, comprising:
A method of manufacturing a magnetic head, which comprises polishing on a substrate with a cutting edge formed of the same material as the substrate.
ンド薄膜が形成されてなる切刃により上記浮上面を研磨
加工することを特徴とする請求項4記載の磁気ヘッドの
製造方法。5. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 4, wherein the air bearing surface is polished by a cutting edge having a diamond thin film formed on the surface while a lubricant is being supplied.
がそれぞれ40Gpa以上、5nm〜100nmに設定
される一方、上記切刃はその切刃密度、切刃各々の作用
点、あるいは作用面がそれぞれ10個/μm2 以上、上
記基板面から20nm以下に設定された状態で、上記浮
上面を研磨加工することを特徴とする請求項5記載の磁
気ヘッドの製造方法。6. The diamond thin film is set to have a hardness and a film thickness of 40 Gpa or more and 5 nm to 100 nm, respectively, while the cutting edge has a cutting edge density, a working point of each cutting edge, or a working surface of 10 mm, respectively. 6. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 5, wherein the air bearing surface is polished in a state of being set to not less than 1 / μm 2 and not more than 20 nm from the substrate surface.
リン酸エステル、脂肪酸エステル等の化学的エッチング
作用のある添加剤が少なくとも1種類以上、含まれる状
態で、上記浮上面を研摩加工することを特徴とする請求
項5、または6に記載の磁気ヘッドの製造方法。7. The lubricant includes an amine-based surfactant,
7. The magnetic head according to claim 5, wherein the air bearing surface is polished in a state that at least one additive having a chemical etching action such as a phosphoric acid ester or a fatty acid ester is contained. Manufacturing method.
磁気素子部が形成されてなる、磁気ディスク装置用の磁
気ヘッドの製造方法であって、基板の表面に切刃が形成
されてなる研摩工具を用いて、磁気ヘッドの浮上面を研
摩加工することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。8. A method of manufacturing a magnetic head for a magnetic disk device, comprising a magnetic element portion for writing / reading data formed on a substrate, which comprises polishing with a cutting edge formed on the surface of the substrate. A method of manufacturing a magnetic head, comprising polishing an air bearing surface of a magnetic head with a tool.
気ヘッドの浮上面を研摩加工するための研摩装置であっ
て、表面にダイヤモンド薄膜が形成されてなる切刃が設
けられてなる研摩装置。9. A polishing device for polishing an air bearing surface of a magnetic head facing a surface of a magnetic disk recording medium, comprising a cutting blade having a diamond thin film formed on the surface thereof.
該基板上に切刃密度、切刃各々の作用点、あるいは作用
面がそれぞれ10個/μm2 以上、基板面から20nm
以下に設定された状態として形成され、且つ該切刃表面
に形成されるダイヤモンド薄膜はその硬度、膜厚がそれ
ぞれ40Gpa以上、5nm〜100nmとされる請求
項9記載の研摩装置。10. The cutting edge is made of the same material as the substrate material, and the cutting edge density, the working point of each cutting edge, or the working surface is 10 or more / μm 2 or more, and 20 nm from the substrate surface
The polishing apparatus according to claim 9, wherein the diamond thin film formed in the following set conditions and formed on the surface of the cutting edge has a hardness and a film thickness of 40 Gpa or more and 5 nm to 100 nm, respectively.
チタンカーバイト、石英ガラス、SiC、ダイヤモン
ド、錫系合金のうち、何れかである請求項10記載の研
摩装置。11. The polishing apparatus according to claim 10, wherein the substrate material is any one of silicon, alumina titanium carbide, quartz glass, SiC, diamond, and tin alloy.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002129749A JP2003326453A (en) | 2002-05-01 | 2002-05-01 | Magnetic head, magnetic disk device, manufacturing method of magnetic head and polishing device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006196609A (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | POLISHING METHOD OF GaN SUBSTRATE |
US8092560B2 (en) | 2005-11-09 | 2012-01-10 | Hitachi, Ltd. | Lapping tool and method for manufacturing the same |
-
2002
- 2002-05-01 JP JP2002129749A patent/JP2003326453A/en active Pending
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US8092560B2 (en) | 2005-11-09 | 2012-01-10 | Hitachi, Ltd. | Lapping tool and method for manufacturing the same |
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