(57)【要約】【課題】    磁気ヘッドのヘッドスライダ面と磁気ディスク面との干渉や、浮上特性を劣化する磨耗粉の付着を抑制できる磁気ヘッドの製造方法を提供する【解決手段】    磁気ヘッドの製造方法は、減圧雰囲気中で、磁気ヘッドのヘッドスライダ面の選択された領域に電子線を照射して帯電を生じさせ、減圧雰囲気中に潤滑層の原料ガスを供給し、帯電を生じている領域に吸着させて潤滑層を形成し、ヘッドスライダ面に吸着した潤滑層を加熱するか、ヘッドスライダ面に吸着した潤滑層に高エネルギ線を照射して、潤滑層を固定化する。【選択図】  図４
2009157984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）減圧雰囲気中で、磁気ヘッドのヘッドスライダ面の選択された領域に電子線を照射して帯電を生じさせる工程と、
（ｂ）前記減圧雰囲気中に潤滑層の原料ガスを供給し、前記帯電を生じている領域に吸着させて吸着潤滑剤層を形成する工程と、
（ｃ）前記吸着潤滑剤層を加熱するか、前記吸着潤滑剤層に高エネルギ線を照射して、潤滑層を固定化する工程と、
を含む磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記磁気ヘッドのヘッドスライダ面が、レールとレール上に形成したパッドとを備え、前記工程（ａ）は、前記パッド上に選択的に電子線を照射する請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｃ）が、物理吸着を化学吸着に変更する機能を有し、
（ｄ）前記潤滑層を洗浄し、物理吸着層を除去する工程、
をさらに含む請求項１又は２記載の磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッドの製造方法に関し、特に低浮上量の磁気ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクを備えた磁気記憶装置では、磁気ヘッドのヘッドスライダ面が磁気ディスク上一定の浮上距離を維持して浮上し、磁気ディスクに情報を記録し、あるいは磁気ディスクに保持された情報を再生する。
【０００３】
近年、磁気ディスクの記録密度の向上に伴い、磁気ヘッドと磁気ディスクとの距離、いわゆる浮上量が低減されてきている。磁気ディスクに高密度で情報を記録し、再生するためには、磁気ヘッドを磁気ディスクに近接させ、微小な範囲に記録磁界を印加し、磁気ディスクから微小な空間に漏洩する磁界を検知することが必要なためである。磁気記憶装置の高記録密度化に伴い、浮上量は十数ｎｍ程度まで低下している。
【０００４】
記録、再生を行わない時、磁気ディスクの回転は停止し、磁気ヘッドは磁気ディスクの表面に接触した状態で静置されていた。この状態で外部から衝撃が加えられると、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面を叩いて凹みを形成したり、記録層を損傷することがあった。また、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面に吸着し、再浮上しなくなることがあった。
【０００５】
磁気ヘッドのヘッドスライダの媒体対向面に潤滑層を形成し、ヘッドスライダと磁気ディスクの吸着を防止する磁気ディスク装置が提案されている（例えば、特開平０５−３２５１６１号）。
【０００６】
磁気ディスクが回転を停止し、ヘッドスライダが磁気ディスクに接触した時、ヘッドスライダのエアベアリング面と磁気ディスク面が直接接触することを回避し、ヘッドスライダの媒体対向面が磁気ディスク面に吸着することを防止するため、レールの媒体対向面に吸着防止用のパッドを形成することが提案されている（例えば特開平０９−２９３２２３号）。
【０００７】
潤滑層に紫外線、Ｘ線、電子線、収束イオンビーム等の高エネルギビームを照射し、下地表面と化学結合を生じさせて、選択的に又は非選択的に固定化することが提案されている（特開２００６−２８６１０４号）。
【０００８】
また、磁気ディスク装置に磁気ヘッド待避用のランプ部を設け、磁気ヘッド先端にロードバーを接続し、磁気ディスクの回転停止時には、磁気ヘッドをランプ部にロードさせるロード／アンロード方式が採用されるようになった。
【０００９】
磁気ディスクの記録面には、通常、記録層を保護層が覆い、さらにその表面を潤滑層が覆う構成が採用されている。回転する磁気ディスク上方に僅かな浮上距離で磁気ヘッドが浮上している磁気ディスク装置においては、磁気ディスク面から磨耗粉が生じることは避けがたい。ランプ部上に磁気ヘッドが待避する方式においては、磁気ヘッドのロードバーとランプ部が摺動することによっても、磨耗粉が発生することも避け難い。磨耗粉がヘッドスライダ面に付着すると磁気ヘッドの浮上特性を劣化させる可能性が大きい。
【００１０】
【特許文献１】特開平０５−３２５１６１号公報
【特許文献２】特開平０９−２９３２２３号公報
【特許文献３】特開２００６−２８６１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
磁気ディスク装置において、例えロード／アンロード方式を採用しても、磁気ヘッドのヘッドスライダ面が磁気ディスク面に衝突したり、吸着したりする可能性は否定し難く、浮上特性が磨耗粉の付着で劣化する可能性もある。
【００１２】
特性が優れて、安定した磁気ヘッドを提供するためには、磁気ヘッドのヘッドスライダ面と磁気ディスク面との干渉や、浮上特性を劣化する磨耗粉の付着を抑制することが望まれる。
【００１３】
本発明の目的は、磁気ヘッドのヘッドスライダ面と磁気ディスク面との干渉や、浮上特性を劣化する磨耗粉の付着を抑制できる磁気ヘッドの効率的な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一観点によれば、
（ａ）減圧雰囲気中で、磁気ヘッドのヘッドスライダ面の選択された領域に電子線を照射して帯電を生じさせる工程と、
（ｂ）前記減圧雰囲気中に潤滑層の原料ガスを供給し、前記帯電を生じている領域に吸着させて吸着潤滑剤層を形成する工程と、
（ｃ）前記吸着潤滑剤層を加熱するか、前記吸着潤滑剤層に高エネルギ線を照射して、潤滑層を固定化する工程と、
を含む磁気ヘッドの製造方法
が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
選択的潤滑層を効率的に形成し、吸着を防止し、磨耗分の付着を抑制して、動作の安定性に優れる磁気ヘッドを効率的に製造する製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１に示すように、磁気記憶装置１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１内に格納された、磁気ディスク１２、磁気ヘッド１３、アクチュエータユニット１４等から構成される。磁気ディスク１２は、ハブ１５に固定され、スピンドルモータにより駆動される。磁気ヘッド１３は、その基部がアーム１６に固定され、アーム１６を介してアクチュエータユニット１４に取付けられている。磁気ヘッド１３は、アクチュエータユニット１４により、磁気ディスク１２の径方向に回動される。また、ハウジング１１の裏側には、記録再生制御、磁気ヘッド位置制御、およびスピンドルモータ制御等を行う電子基板が設けられている。磁気ヘッドをロードするランプ部を設けた構成としてもよい。
【００１８】
磁気ディスク１２は、面内磁気記録媒体や、垂直磁気記録媒体、あるいは光磁気ディスクを用いることができる。磁気ディスク１２は磁気ヘッド１３により記録あるいは再生が可能であればよい。
【００１９】
面内磁気記録媒体は、磁気ディスク１２の基板面に平行な方向に磁化する記録層を有する。記録層は、単層の強磁性層に限られず、複数の強磁性層の積層体でもよい。さらに、記録層は、いわゆる積層フェリ磁性構造、すなわち下部磁性層と上部磁性層が非磁性層を挟んで積層され、記録磁界が印加されていない状態で下部磁性層の磁化と上部磁性層の磁化とが互いに反平行に配置されている構造を有してもよい。記録層の下地層として、記録層の磁化が面内方向に配向させるようなＣｒ膜、Ｃｒ合金膜（Ｃｒに添加元素として、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｂ等を含む）を用いる。
【００２０】
垂直記録媒体は、磁気ディスク１２の基板面に垂直方向の磁化を有する垂直磁化膜とその基板側に軟磁性裏打ち層を有する。
【００２１】
記録層は、面内および垂直磁気記録媒体のいずれもＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなる群のうちいずれかの材料から構成される。ここで、Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの合金から選択される。記録層の膜厚は３ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に設定される。
【００２２】
磁気ヘッド１３は、その先端にヘッドスライダ１８が設けられている。以下磁気ヘッド１３およびヘッドスライダ１８について詳細に説明する。
【００２３】
図２Ａは、磁気ヘッドの構成を媒体対向面側から視た平面図であり、図２Ｂは、磁気ヘッドのヘッドスライダが磁気ディスク上に浮上する様子を示す模式図である。
【００２４】
図２Ａ、２Ｂに示すように、磁気ヘッド１３は、サスペンション２１と、その先端部に固定されたヘッドスライダ１８と、ヘッドスライダ１８に形成された記録再生を行う素子部２２（記録素子２３ａおよび再生素子２３ｂ）等から構成される。
【００２５】
サスペンション２１は、板状の金属材料からなるサスペンション本体部２１ａと、サスペンション本体部２１ａの基部に設けられたベースプレート２４と、サスペンション本体部２１ａの先端部にヘッドスライダ１８を固定するためのジンバル２５と、記録素子２３ａ、再生素子２３ｂを含む素子部２２とヘッドＩＣとを電気的に接続する配線パターン２６等から構成される。ベースプレート２４は、図１に示すアクチュエータユニット１４のアーム１６に嵌合等により固定される。サスペンション本体部２１ａは、例えば、板厚１００μｍのステンレス材等の金属材から構成される。サスペンション本体部２１ａは板バネとして機能する。
【００２６】
図２Ｂに示すように、磁気ヘッド１３のヘッドスライダ１８は、矢印ＲＯＴの方向に回転移動する磁気ディスク１２上に浮上する。ヘッドスライダ１８は、磁気ディスク１２の移動に伴い流入する空気流ＡＩＲにより媒体対向面１８ａが磁気ディスク上方に浮上する圧力を受ける。また、ヘッドスライダ１８は、ジンバル２５を介してサスペンション本体部２１ａから磁気ディスク１２側に押付ける力（押付け力）を受ける。浮上量が所望の量でかつ安定して維持されることにより、磁気ヘッドは安定した記録再生特性が得られる。
【００２７】
図３Ａは磁気ヘッドを、磁気ディスク側から見た平面図を示し、図７Ｂ，７Ｃは、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００２８】
ヘッドスライダ１８は略直方体形状をしており、大きさは例えば長さ１．２５ｍｍ×幅１．００ｍｍ×高さ０．３０ｍｍである。ヘッドスライダ１８の基材は、Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ（アルチック）等のセラミック材料からなる。また、ヘッドスライダ１８の空気流出端１８ＴＲ側は、アルミナ膜等の保護膜２８が数十μｍの厚さで形成されている。なお、媒体対向面１８ａには、セラミック材料の上にダイヤモンドライクカーボン等の保護膜が形成されてもよい。
【００２９】
媒体対向面１８ａには、空気流入端１８ＬＤ側にフロントレール３０が形成され、フロントレール３０の側方下流側には、空気流出端１８ＴＲ側に延びるサイドレール３１が形成されている。また、媒体対向面１８ａには、空気流出端１８ＴＲ側で、ヘッドスライダ幅方向の略中央にリアセンターレール３２と、その側方にはリアサイドレール３３が形成されている。
【００３０】
フロントレール３０は、幅方向に延在する空気ベアリング表面３０ａと、その下流側に空気ベアリング表面３０ａよりも所定の段差低いステップ面３０ｂを有する。エアベアリング面の左右所定位置にエアベアリング面より突出するパッド３０ｃが形成されている。パッド３０ｃは、磁気ヘッドの吸着を防止する機能を有する。
【００３１】
フロントレール３０の空気流出端１８ＴＲ側には凹部３４が形成されている。凹部の深さは、空気ベアリング表面３０ａから例えば約２〜３μｍに設定される。
【００３２】
リアセンターレール３２は、空気流出端１８ＴＲ側で、ヘッドスライダ幅方向の略中央に形成されている。リアセンターレール３２は、空気ベアリング表面３２ａと、空気ベアリング表面３２ａより所定の段差だけ低いステップ面３２ｂを有する。ステップ面３２ｂは、空気ベアリング表面３２ａの空気流入端１８ＬＤ側に形成されている。
【００３３】
また、リアセンターレール３２には空気ベアリング表面３２ａの空気流出端１８ＴＲ側に素子部２２が形成されている。素子部２２には、再生素子および記録素子が積層されている。再生素子は、例えばスピンバルブ磁気抵抗効果（ＭＲ）素子、Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｕｎｎｅｌ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ ＭＲ（ＴＭＲ）素子、バリスティックＭＲ素子等を用いることができる。記録素子は、例えば薄膜誘導型記録素子（リング型ヘッドや垂直磁気記録媒体用の単磁極ヘッド）を用いることができる。
【００３４】
リアサイドレール３３は、空気ベアリング表面３３ａと、空気ベアリング表面３３ａより所定の段差だけ低いステップ面３３ｂを有している。
【００３５】
空気ベアリング表面３０ａ、３２ａ、３３ａは、媒体対向面１８ａで近接する面であり、その形状および寸法は浮上設計のパラメータ、例えば浮上量や浮上姿勢（ピッチ角、ロール角等）により適宜設定される。
【００３６】
本形態では、フロントレール３２の左右２箇所に、エアベアリング面から隆起するパッド３０ｃが形成されている。リアレールのエアベアリング面上にもパッドを形成してもよい。アルチックで構成されるヘッドスライダのこのような媒体対向面の加工は、レジストマスクを用いた反応性イオンエッチングやイオンミリング等で行なう。
【００３７】
本形態においては、フロントレールのパッド３０ｃ対向面上、及びリアレールのエアベアリング面上に潤滑層３７が形成される。ヘッドスライダの媒体対向面全面に潤滑層を形成するのではなく、選択された領域にのみ潤滑層を形成することにより、吸着を防止すると共に、磨耗粉の付着を抑制できる。
【００３８】
図４は、磁気ヘッドの製造工程を示すフローチャートである。
【００３９】
工程Ｓ１１で図２Ａに示すようにサスペンション２１を組み立てる。これは、公知の工程である。
【００４０】
工程Ｓ１２でヘッドスライダ１８を取り付ける。これは、ヘッドスライダの構成以外、公知の工程である。
【００４１】
図５Ａに示すように、電子線照射装置の可動試料ステージ６１上にヘッドスライダ１８を取り付けたサスペンションを複数個並べて載置する。複数の磁気ヘッドに、同時にかつ選択的に潤滑層を形成するためである。
【００４２】
図５Ｂは、電子線照射装置の構成を概略的に示す。鏡塔５１上方に電子銃５２、その下方に電子レンズ５３、電子走査系５４が配置され、高圧発生回路５５、レンズ励磁電源回路５６、電子走査回路５８によって、それぞれ制御される。鏡塔５１下方に試料室が配置され、内部に可動試料ステージ６１が配置される。鏡塔５１、試料室６０内部は、真空排気系６２によって、高真空に排気できる。試料上の電子線の位置は検出器５８、モニタ５９によって検出され、電子線走査回路５７にフィードバックされる。試料上の所望の位置に電子線を照射することができる。キャリアガス源６３からＡｒ等の不活性ガスのキャリアガスがバブラ６４に供給され、潤滑剤材料の溶液中をバブリングし、ガス化された潤滑剤材料を試料室６０内に供給できる。バブラ６４は、ヒータ制御電源６５から給電されるヒータによって温度を制御される。図５Ａに示すように、複数の磁気ヘッドを載置する可動試料ステージ６１が、試料室６０内に装荷される。
【００４３】
本発明者らは、真空中で試料表面に選択的に帯電を生じさせ、そこに潤滑剤ガスを供給すると、潤滑剤ガスの分子が帯電面に選択的に吸着することを見出した。この吸着した潤滑剤を固定化すれば、試料表面の任意の位置に潤滑層を選択的に形成することができる。
【００４４】
工程Ｓ１３で、電子線照射装置内の可動試料ステージ６１上に載置した磁気ヘッドの選択された表面上に電子線を照射し、帯電を生じさせる。例えば、図３Ａ〜３Ｃに示すパッド３０ｃの媒体対向面、及びリアレールのエアベアリング面３２a、３３ａに帯電を生じさせる。
【００４５】
工程Ｓ１４において、不活性ガスをキャリアガスとして例えばフッ素化ポリエーテルの潤滑剤をバブリングし、試料室内に潤滑剤を導入する。
【００４６】
工程Ｓ１５において、所定時間の経過により、電子線の照射により帯電した領域に潤滑剤が吸着する。上述のように、本発明者らが見出した現象である。
【００４７】
工程１６において、吸着している潤滑剤を下地表面に化学吸着させる化学吸着促進工程を、加熱、または高エネルギビームの照射により行う。加熱の場合は、オブンや急速加熱プロセッサにより、対象とする表面を８０℃〜２００℃の温度に加熱する。高エネルギビームの照射の場合は、例えば水銀ランプやエキシマ真空紫外ランプを用いた紫外線照射、例えば加速電圧１０ｋＶ程度の電子線照射、赤外線照射等を行う。潤滑剤は、加熱、または高エネルギビームの照射により、励起され、下地表面への化学吸着を促進する。
【００４８】
工程Ｓ１７において、必要に応じて、物理吸着している潤滑剤の除去を行う。例えば、サスペンションを潤滑剤の溶媒に浸漬することなどで洗浄し、自然乾燥させる。
【００４９】
以下、例を示す。
例１
ヘッドスライダの素子部を含むリアセンターレール上エアベアリング面及びフロントレール上パッドに、２５０Ｖの加速電圧で電子線を照射し、５μＣ／ｃｍ２帯電させる。
【００５０】
潤滑剤として、主鎖が直鎖のパーフルオロポリエーテル、両末端基がトリフルオロメチル基のフッ素化ポリエーテルを用い、８０℃に加熱したバブラに、キャリアガスとしてＡｒを１０ｓｃｃｍ流し、試料室に３０秒充填する。厚さ約１．５ｎｍの潤滑層がパッドの媒体対向面に形成される。
【００５１】
潤滑剤を含むガスをパージし、１０ｋＶの加速電圧で１０μＣ／ｃｍ２の電子線を照射視する。厚さ約１．５ｎｍ、化学吸着率１００％の潤滑層が形成される。
例２
ヘッドスライダの素子部を含むリアセンターレール上エアベアリング面及びフロントレール上パッドに、２５０Ｖの加速電圧で電子線を照射し、５μＣ／ｃｍ２帯電させる。
【００５２】
潤滑剤として、主鎖が直鎖のパーフルオロポリエーテル、両末端基がＣＦ２ＣＨＯＨのフッ素化ポリエーテルを用い、８０℃に加熱したバブラに、キャリアガスとしてＡｒを１０ｓｃｃｍ流し、試料室に３０秒充填する。厚さ約１．３ｎｍの潤滑層がパッドの媒体対向面に形成される。
【００５３】
潤滑剤を含むガスをパージし、１０ｋＶの加速電圧で１０μＣ／ｃｍ２の電子線を照射視する。厚さ約１．３ｎｍ、化学吸着率１００％の潤滑層が形成される。
【００５４】
なお、潤滑剤としては、フッ素化ポリエーテルの他、パーフルオロハイドロカーボン等のフッ素系炭化水素等を用いてもよい。
【００５５】
潤滑層の厚さは、０．５ｎｍ〜２．０ｎｍが好ましい、２．０ｎｍを越えるとヘッドスライダ面と磁気ディスク面との距離が増加し、再生出力、Ｓ／Ｎ比が低下しやすい。０．５ｎｍ未満では、潤滑層が下地表面を覆い難くなる。
【００５６】
潤滑剤分子の主鎖に相当する炭化水素の水素をフッ素で置換した割合をフッ素含有率と呼ぶとき、潤滑層の潤滑剤分子のフッ素含有率は８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。潤滑剤の平均分子量は２０００〜２００００の範囲が好ましい。
【００５７】
潤滑層の潤滑剤分子が下地表面に化学吸着する固着率は、３０％〜１００％が好ましく、７０％〜１００％がさらに好ましい。３０％未満では、高温多湿な環境で、磁気ヘッドを磁気ディスク上に浮上させるランニング試験を行った時、ヘッドクラッシュが発生しやすくなる。物理吸着層は少ないほど好ましく、化学吸着層のみで潤滑層が形成されることが理想的である。
【００５８】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限られるものではない。例えば特開２００６−２８６１０４号の明細書の発明を実施する最良の形態の欄に記載された種々の技術を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】磁気ディスク装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図２Ａ，２Ｂは、磁気ヘッドの構成を概略的に示す平面図、および磁気ヘッドが磁気ディスク上に浮上する様子を概略的に示す側面図である。
【図３】図３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、本発明の実施例により製造される磁気ヘッドを概略的に示す平面図及び断面図である。
【図４】本発明の実施例による磁気ヘッドの製造方法の主要工程を示すフローチャートである。
【図５】図５Ａ，図５Ｂは、電子線照射装置に搬入する磁気ヘッド及び電子線照射装置の構成を概略的に示す平面図、断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 磁気記憶装置
１２ 磁気ディスク
１３ 磁気ヘッド
１４ アクチュエータユニット
１８ ヘッドスライダ
１８ａ、５０ａ 媒体対向面２１ サスペンション
２１ａ サスペンション本体部
２２ 素子部
【図１】
2009157984.tif 000003
【図２】
2009157984.tif 000004
【図３】
2009157984.tif 000005
【図４】
2009157984.tif 000006
【図５】
2009157984.tif 000007