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課題

遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせ、磁気ヘッド浮上面研磨する磁気ヘッドの研磨方法及びその装置の提供。

解決手段

被加工物からの検知パターン抵抗値を測定し、その測定値から被加工物のMRハイト分布を算出し、測定値と目標値との偏差から被加工物の研磨量を算出し、被加工物を傾きと曲げを与えて撓ませ、被加工物のMRハイトが所定値に達するまで遊離砥粒により研磨加工を行う第1の工程Aと、被加工物に曲げを与える加圧点を移動し、被加工物を最終目的MRハイトまで固定砥粒により仕上げ研磨加工を行う第2の工程Bとからなる。被加工物のMRハイト分布のばらつきを低減させ、被加工物のMRハイトを高精度化する。被加工物を均一且つ高密度に埋め込まれた固定砥粒で仕上げ研磨加工し、被加工物の加工面の粗さ及びリセス量ロット間でのばらつきを低減させる。

概要

背景

一般的に、磁気ディスク装置等に用いられる浮上型薄膜磁気ヘッドは、スライダ後端部に磁気ヘッド素子を設けた構成になっている。磁気ヘッドのスライダは、表面が媒体対向面エアベアリング面)となるレール部を有すると共に、空気流入側端部近傍テーパ部またはステップ部を有し、レール部がテーパ部またはステップ部から流入する空気流により磁気ディスク等の記録媒体の表面からわずかに浮上するようになっている。

また、薄膜磁気ヘッド素子としては、書き込み用誘導型磁気変換素子読み出し用磁気抵抗(Magneto Resistive;MR素子とを積層した構造の複合型の薄膜磁気ヘッド素子が広く用いられている。

一般に、薄膜磁気ヘッドは、薄膜磁気ヘッド素子を含むスライダとなる部分が複数列にそれぞれ配列されたウエハを一方向に切断して、スライダとなる部分が一列に配列された棒状の磁気ヘッド用素材(以下バーと言う)を形成し、このバーを媒体対向面に対してラッピング等の研磨の加工を行い、その後、バーを切断して各スライダに分離することにより磁気ヘッドが製造される。

磁気ヘッドの出力特性及び分解能を安定化させるためには、磁気ヘッドの磁極部分と記録媒体の表面との距離を極小さな一定値に保つことが重要である。そのためには、磁気ヘッドの媒体対向面の平面度を所定の値に精度良く収め、磁気ヘッドの浮上量の安定化を図ると共に、磁気ヘッドのスロートハイト及びMRハイトの値を所定の値の範囲内に収めることが、磁気ヘッドの加工における重要な要件となる。

磁気ヘッドのMRハイトとは、MR素子の媒体対向面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)を言う。磁気ヘッドのスロートハイトとは、誘導型磁気変換素子における磁極部分の長さ(高さ)を言う。

一般に、磁気ヘッドのスロートハイト及びMRハイトは電気的ラッピングガイド(Electric LappingGuide;ELG)方式の研磨装置で加工される。

従来の方法としては、米国特許第5620356号に開示される研磨方法が一般的である。この研磨方法で使用される治具は、研磨装置に固定される本体部と、バーを保持するための一方向に長い保持部と、保持部に連結されると共に、保持部を変形させるための荷重が付加される複数の荷重付加部とを備えている。治具の保持部は外力が加えられることにより撓む細長い構造になっている。

この治具では、荷重付加部に外部より荷重を加えると、保持部が撓み、この保持部の撓みにより、保持部によって保持されたバーに撓みを与えることができる。

以下に、この治具を用いたバーの研磨方法について説明する。この研磨方法では、まず、バーにおける研磨しようとする面が表側となるようにして、バーを治具の保持部に対して接着剤等によって固定する。次いで、治具の保持部に固定されたバーについて、バー内の各磁気ヘッド素子のスロートハイト及びMRハイトの値を電気的あるいは光学的な方法で測定し、それらの測定値目標値との偏差すなわち必要な研磨量を計算する。

次いで、バー内の各磁気ヘッド素子に対応する研磨部分のうち、他の磁気ヘッド素子に対応する部分に比べて必要な研磨量が多い部分については、より多く研磨されるようにするために、その部分における研磨面が凸状になるように治具の荷重付加部に荷重を加えてバーを変形させる。一方、バー内の各磁気ヘッド素子に対応する研磨部分のうち、他の磁気ヘッド素子に対応する部分に比べて必要な研磨量が少ない部分については、なるべく研磨されないようにするために、その部分における研磨面が凹状になるように治具の荷重付加部に荷重を加えてバーを変形させる。そして、バーを変形させた状態のままで、バーの媒体対向面を回転する定盤に押し当てることにより、バーの研磨が行われる。前述した米国特許第5620356号では、バーを4次曲げできる装置及び研磨方法が記載されている。

近年、磁気記録密度の向上に伴い磁気ヘッドのMRハイト及びスロートハイトの高精度化が要求されている。6次曲げ以上の高近似化を実現するために、例えば、特開2000−11315号公報には加工用治具が示され、また、米国特許第6045431号にはバー内全スライダを加圧できる研磨装置及び治具が示されている。

概要

遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせ、磁気ヘッドの浮上面を研磨する磁気ヘッドの研磨方法及びその装置の提供。

被加工物からの検知パターン抵抗値を測定し、その測定値から被加工物のMRハイト分布を算出し、測定値と目標値との偏差から被加工物の研磨量を算出し、被加工物を傾きと曲げを与えて撓ませ、被加工物のMRハイトが所定値に達するまで遊離砥粒により研磨加工を行う第1の工程Aと、被加工物に曲げを与える加圧点を移動し、被加工物を最終目的MRハイトまで固定砥粒により仕上げ研磨加工を行う第2の工程Bとからなる。被加工物のMRハイト分布のばらつきを低減させ、被加工物のMRハイトを高精度化する。被加工物を均一且つ高密度に埋め込まれた固定砥粒で仕上げ研磨加工し、被加工物の加工面の粗さ及びリセス量ロット間でのばらつきを低減させる。

目的

本発明の第1の目的は、被加工物のMRハイト分布のばらつきを低減させ、被加工物のMRハイトを高精度化し、被加工物を均一且つ高密度に埋め込まれた固定砥粒で仕上げ研磨加工し、被加工物の研磨能率が安定し、被加工物の仕上げ加工時間がばらつくこともなく、被加工物の加工面の粗さ及びリセス量のロット間でのばらつきを低減させ、磁気ヘッド素子部のリセスも低減し、磁気ヘッド素子の出力特性及び分解能を向上させ、磁気ヘッドの浮上面の粗さが低減され、磁気ヘッドの低浮上化推進し、研磨加工後に磁気ヘッドの浮上面に形成される保護膜の着きまわりが向上し、磁気ヘッドの耐食信頼性を向上することが可能な磁気ヘッドの研磨方法を提供することにある。

本発明の第2の目的は、加圧駆動元が治具に圧力を加え、治具に曲げを与えて被加工物を撓ませ、治具移動手段が治具に曲げを与える加圧点を被加工物の長手方向に移動し、治具に曲げを与える加圧点と作用点が一致するように移動し、制御手段が加圧駆動元及び治具移動手段を制御し、被加工物のMRハイトを制御して高精度に研磨することが可能な磁気ヘッドの研磨装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせた磁気ヘッド研磨方法であって、長尺被加工物からの検知パターン抵抗値を測定し、その測定値から被加工物のMRハイト分布を算出し、測定値と目標値との偏差から被加工物の研磨量を算出し、被加工物を傾きと曲げを与えて撓ませ、被加工物のMRハイトが所定値に達するまで遊離砥粒により研磨加工を行う第1の工程と、被加工物に曲げを与える加圧点を移動し、被加工物を最終目的MRハイトまで固定砥粒により仕上げ研磨加工を行う第2の工程とからなることを特徴とする磁気ヘッドの研磨方法。

請求項2

長尺な被加工物を保持する治具と、治具に曲げを与えて被加工物を撓ませる複数の加圧駆動元と、治具に曲げを与える加圧点を被加工物の長手方向に移動する治具移動手段と、加圧駆動元及び治具移動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする磁気ヘッドの研磨装置

請求項3

制御手段は被加工物のMRハイトが一定値となるように加圧駆動元及び治具移動手段を制御する請求項2に記載の磁気ヘッドの研磨装置。

技術分野

0001

本発明は、磁気ヘッド浮上面研磨する磁気ヘッドの研磨方法及びその装置に関するものである。

背景技術

0002

一般的に、磁気ディスク装置等に用いられる浮上型薄膜磁気ヘッドは、スライダ後端部に磁気ヘッド素子を設けた構成になっている。磁気ヘッドのスライダは、表面が媒体対向面エアベアリング面)となるレール部を有すると共に、空気流入側端部近傍テーパ部またはステップ部を有し、レール部がテーパ部またはステップ部から流入する空気流により磁気ディスク等の記録媒体の表面からわずかに浮上するようになっている。

0003

また、薄膜磁気ヘッド素子としては、書き込み用誘導型磁気変換素子読み出し用磁気抵抗(Magneto Resistive;MR素子とを積層した構造の複合型の薄膜磁気ヘッド素子が広く用いられている。

0004

一般に、薄膜磁気ヘッドは、薄膜磁気ヘッド素子を含むスライダとなる部分が複数列にそれぞれ配列されたウエハを一方向に切断して、スライダとなる部分が一列に配列された棒状の磁気ヘッド用素材(以下バーと言う)を形成し、このバーを媒体対向面に対してラッピング等の研磨の加工を行い、その後、バーを切断して各スライダに分離することにより磁気ヘッドが製造される。

0005

磁気ヘッドの出力特性及び分解能を安定化させるためには、磁気ヘッドの磁極部分と記録媒体の表面との距離を極小さな一定値に保つことが重要である。そのためには、磁気ヘッドの媒体対向面の平面度を所定の値に精度良く収め、磁気ヘッドの浮上量の安定化を図ると共に、磁気ヘッドのスロートハイト及びMRハイトの値を所定の値の範囲内に収めることが、磁気ヘッドの加工における重要な要件となる。

0006

磁気ヘッドのMRハイトとは、MR素子の媒体対向面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)を言う。磁気ヘッドのスロートハイトとは、誘導型磁気変換素子における磁極部分の長さ(高さ)を言う。

0007

一般に、磁気ヘッドのスロートハイト及びMRハイトは電気的ラッピングガイド(Electric LappingGuide;ELG)方式の研磨装置で加工される。

0008

従来の方法としては、米国特許第5620356号に開示される研磨方法が一般的である。この研磨方法で使用される治具は、研磨装置に固定される本体部と、バーを保持するための一方向に長い保持部と、保持部に連結されると共に、保持部を変形させるための荷重が付加される複数の荷重付加部とを備えている。治具の保持部は外力が加えられることにより撓む細長い構造になっている。

0009

この治具では、荷重付加部に外部より荷重を加えると、保持部が撓み、この保持部の撓みにより、保持部によって保持されたバーに撓みを与えることができる。

0010

以下に、この治具を用いたバーの研磨方法について説明する。この研磨方法では、まず、バーにおける研磨しようとする面が表側となるようにして、バーを治具の保持部に対して接着剤等によって固定する。次いで、治具の保持部に固定されたバーについて、バー内の各磁気ヘッド素子のスロートハイト及びMRハイトの値を電気的あるいは光学的な方法で測定し、それらの測定値目標値との偏差すなわち必要な研磨量を計算する。

0011

次いで、バー内の各磁気ヘッド素子に対応する研磨部分のうち、他の磁気ヘッド素子に対応する部分に比べて必要な研磨量が多い部分については、より多く研磨されるようにするために、その部分における研磨面が凸状になるように治具の荷重付加部に荷重を加えてバーを変形させる。一方、バー内の各磁気ヘッド素子に対応する研磨部分のうち、他の磁気ヘッド素子に対応する部分に比べて必要な研磨量が少ない部分については、なるべく研磨されないようにするために、その部分における研磨面が凹状になるように治具の荷重付加部に荷重を加えてバーを変形させる。そして、バーを変形させた状態のままで、バーの媒体対向面を回転する定盤に押し当てることにより、バーの研磨が行われる。前述した米国特許第5620356号では、バーを4次曲げできる装置及び研磨方法が記載されている。

0012

近年、磁気記録密度の向上に伴い磁気ヘッドのMRハイト及びスロートハイトの高精度化が要求されている。6次曲げ以上の高近似化を実現するために、例えば、特開2000−11315号公報には加工用治具が示され、また、米国特許第6045431号にはバー内全スライダを加圧できる研磨装置及び治具が示されている。

発明が解決しようとする課題

0013

磁気ヘッドの浮上量が十数ナノメートル(以下nmと言う)の領域になると、磁気ヘッド素子の出力特性及び分解能を向上させるためには、磁気ヘッドのMRハイトの高精度化のみならず、磁気ヘッド素子部のリセスの低減も併せて重要な課題となる。

0014

磁気ヘッドのスライダ面は硬いスライダ材(例えばAl203−TiC,Hv=2000)と磁気コア(例えばNiFe,Hv=300)とから形成されている。ここで、Hvはビッカース硬度である。

0015

したがって、磁気ヘッドのスライダ面の磁気コアは硬いスライダ材よりも軟らかい。このため、磁気ヘッドのスライダ面を遊離砥粒研磨方法により研磨すると、軟らかい磁気コアをかなり深く削り込んでしまうという問題点があった。

0016

この結果、磁気ヘッドの浮上面で、磁気コア部がスライダ材よりも数nm以下のへこみ(リセス)を生じ、磁気ヘッドの浮上量を実質的に増加させることになり、磁気ヘッド素子の出力特性及び分解能を阻害する要因となる。

0017

上述した特開2000−11315号公報号公報、あるいは米国特許第6045431号記載の研磨法は遊離砥粒研磨方法であり、この問題点を有する。

0018

一方、磁気ヘッド素子部のリセスを低減させる方法として、固定砥粒研磨方法がある。固定砥粒研磨方法は、予め定盤に砥粒を埋め込んで固定しておき、実際の加工は研磨砥粒を含まない潤滑剤のみを供給しながら磁気ヘッドのスライダ面の研磨を行う方法である。

0019

この固定砥粒研磨方法では、磁気ヘッドのスライダ面を定盤に埋め込んだ固定砥粒のみにより研磨するため、定盤から固定砥粒が突き出した寸法定寸での研磨が可能となる。但し、研磨は定盤に埋め込んだ固定砥粒のみで行うため、定盤の寿命が短いという問題点がある。このため、固定砥粒加工のみで磁気ヘッドの浮上面の加工を行うことは量産性にそぐわない。そこで、量産に適した固定砥粒研磨方法として、遊離砥粒加工と固定砥粒加工を組み合わせた研磨が容易に想像できる。

0020

また、特開平5−225511号公報には、磁気ヘッドのスライダ面を遊離砥粒加工で目標研磨量の一定値手前までを粗加工し、その後、定盤を水洗いして遊離砥粒を排除し、遊離砥粒加工時に定盤に埋め込まれた固定砥粒を使って磁気ヘッドのスライダ面の仕上げ研磨を行う方法が記載されている。

0021

特開平5−225511号公報記載のものは、理想的には優れた研磨方法である。しかしながら、現実には、定盤に埋め込まれた固定砥粒密度を制御していないために、研磨能率が安定せず、仕上げ加工時間がばらつき、結果として磁気ヘッドの研磨面の粗さ及びリセス量ロット間でばらつくという問題点がある。

0022

また、固定砥粒密度が極端に少ない場合には、所定の研磨量に対する研磨時間が増大するのみで、研磨が終了できなくなるという問題点がある。

0023

さらに、定盤面内に埋め込まれた固定砥粒密度のばらつきがある場合には、定盤面内での研磨能率が異なるため、加工時間がばらつき、磁気ヘッドの研磨面の粗さ及びリセス量がロット間でばらつくという問題点がある。

0024

本発明の第1の目的は、被加工物のMRハイト分布のばらつきを低減させ、被加工物のMRハイトを高精度化し、被加工物を均一且つ高密度に埋め込まれた固定砥粒で仕上げ研磨加工し、被加工物の研磨能率が安定し、被加工物の仕上げ加工時間がばらつくこともなく、被加工物の加工面の粗さ及びリセス量のロット間でのばらつきを低減させ、磁気ヘッド素子部のリセスも低減し、磁気ヘッド素子の出力特性及び分解能を向上させ、磁気ヘッドの浮上面の粗さが低減され、磁気ヘッドの低浮上化推進し、研磨加工後に磁気ヘッドの浮上面に形成される保護膜の着きまわりが向上し、磁気ヘッドの耐食信頼性を向上することが可能な磁気ヘッドの研磨方法を提供することにある。

0025

本発明の第2の目的は、加圧駆動元が治具に圧力を加え、治具に曲げを与えて被加工物を撓ませ、治具移動手段が治具に曲げを与える加圧点を被加工物の長手方向に移動し、治具に曲げを与える加圧点と作用点が一致するように移動し、制御手段が加圧駆動元及び治具移動手段を制御し、被加工物のMRハイトを制御して高精度に研磨することが可能な磁気ヘッドの研磨装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0026

本発明の磁気ヘッドの研磨方法は、遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせた磁気ヘッドの研磨方法であり、長尺な被加工物からの検知パターン抵抗値を測定し、その測定値から被加工物のMRハイト分布を算出し、測定値と目標値との偏差から被加工物の研磨量を算出し、被加工物を傾きと曲げを与えて撓ませ、被加工物のMRハイトが所定値に達するまで遊離砥粒により研磨加工を行う第1の工程と、被加工物に曲げを与える加圧点を移動し、被加工物を最終目的MRハイトまで固定砥粒により仕上げ研磨加工を行う第2の工程とからなることを特徴とする。

0027

本発明の磁気ヘッドの研磨装置は、長尺な被加工物を保持する治具と、治具に曲げを与えて被加工物を撓ませる複数の加圧駆動元と、治具に曲げを与える加圧点を被加工物の長手方向に移動する治具移動手段と、加圧駆動元及び治具移動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする構成を有するものである。

0028

制御手段は被加工物のMRハイトが一定値となるように加圧駆動元及び治具移動手段を制御する。

発明を実施するための最良の形態

0029

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態における遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせた磁気ヘッドの研磨方法の加工フローチャートを示した図である。また、図2は従来の遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせた磁気ヘッドの研磨方法の加工フローチャートを示した図である。本発明の磁気ヘッドの研磨方法は、遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせた磁気ヘッドの研磨方法であって、長尺な被加工物からの検知パターンの抵抗値を測定し、その測定値から被加工物のMRハイト分布を算出し、測定値と目標値との偏差から被加工物の研磨量を算出し、被加工物を傾きと曲げを与えて撓ませ、被加工物のMRハイトhが所定値h0に達するまでELG(Electric LappingGuide)方式で研磨加工量モニタしながら遊離砥粒により研磨加工を行う第1の工程Aと、被加工物に曲げを与える加圧点を移動し、被加工物を最終目的MRハイトh1まで均一且つ高密度に埋め込まれた固定砥粒により仕上げ研磨加工を行う第2の工程Bとからなる。

0030

図1図2と対比させて本発明の実施の形態を説明する。図1中A及び図2中A´の第1の工程が遊離砥粒研磨方法に相当する。本発明と従来方法は図1中の第1の工程Aと図2中の第1の工程Aが同一である。また、図1中B及び図2中B1,B2の第2の工程が固定砥粒研磨方法に相当する。本発明の磁気ヘッドの研磨方法においては、図1に示すように、まず、長尺な被加工物を治具にセット(ステップS100)し、次いで、被加工物からの検知パターンの抵抗値を測定(ステップS101)し、次いで、その測定された抵抗値からMRハイト分布を換算(ステップS102)する。次いで、被加工物の被加工面に砥粒を含む滴下物であるスラリー(潤滑剤)を滴下(ステップS103)し、定盤を回転(ステップS104)させ、被加工物を定盤に接地(ステップS105)し、治具の傾きと曲げを制御(ステップS106)し、被加工物の遊離砥粒研磨加工を行い(ステップS107)、その後、被加工物のMRハイトhが所定値h0と等しいか否かを判定(ステップS108)する。ステップS108において、被加工物のMRハイトhが所定値h0と等しくない時は、ステップS106に移行する。以上が本発明の遊離砥粒研磨方法に相当する第1の工程Aである。

0031

また、ステップS108において、被加工物のMRハイトhが所定値h0と等しい時は、被加工物を上昇(ステップS109)させ、次いで、定盤を変更(ステップS110)し、次いで、被加工物に曲げを合える加圧点を移動(ステップS111)し、次いで、砥粒を含まない滴下物であるルブリカント(潤滑剤)を滴下(ステップS112)し、次いで、被加工物を定盤に接地(ステップS113)し、次いで、被加工物の均一且つ高密度に埋め込まれた固定砥粒により固定砥粒研磨加工を行い(ステップS114)、その後、被加工物のMRハイトhが最終目的MRハイトh1と等しいか否かを判定(ステップS115)する。また、ステップS115において、被加工物のMRハイトhが最終目的MRハイトh1と等しくない時は、ステップS114に移行する。以上が本発明の固定砥粒研磨方法に相当する第2の工程Bである。

0032

図2に示す従来の固定砥粒研磨方法では、ステップS108において、被加工物のMRハイトhが所定値h0と等しい時は、砥粒を含まないルブリカント(潤滑剤)を滴下(ステップS200)し、次いで、被加工物の固定砥粒研磨加工を行い(ステップS201)、その後、被加工物のMRハイトhが最終目的MRハイトh1と等しいか否かを判定(ステップS202)する。また、ステップS202において、被加工物のMRハイトhが最終目的MRハイトh1と等しくない時は、ステップS201に移行する。以上が従来の固定砥粒研磨方法に相当する第2の工程B1である。

0033

さらに、ステップS108において、被加工物のMRハイトhが所定値h0と等しい時は、被加工物を上昇(ステップS203)させ、次いで、定盤を洗浄(ステップS204)し、次いで、砥粒を含まないルブリカント(潤滑剤)を滴下(ステップS205)し、次いで、被加工物を定盤に接地(ステップS206)し、次いで、被加工物の固定砥粒研磨加工を行い(ステップS207)、その後、被加工物のMRハイトhが最終目的MRハイトh1と等しいか否かを判定(ステップS208)する。また、ステップS208において、被加工物のMRハイトhが最終目的MRハイトh1と等しくない時は、ステップS207に移行する。以上も従来の固定砥粒研磨方法に相当する第2の工程B2である。

0034

図2に示す従来の固定砥粒研磨方法は、被加工物のMRハイトhを所定値h0に達するまでELG(Electric LappingGuide)方式で研磨加工量をモニタしながら遊離砥粒研磨(第1の工程A)した後、砥粒を含むスラリー(潤滑剤)から砥粒を含まないルブリカント(潤滑剤)に滴下物を変更して遊離砥粒量を減少させ、被加工物のMRハイトhを最終目的MRハイトh1まで研磨加工を行う工程(第2の工程B1)と、あるいは、被加工物のMRハイトhが所定値h0に達した後、砥粒を含むスラリー(潤滑剤)の滴下をストップさせ、定盤を洗い流し、定盤上に刺さり固定砥粒化した部分を使って砥粒を含まないルブリカント(潤滑剤)を滴下し、被加工物のMRハイトhを最終目的MRハイトh1まで研磨加工を行う工程(第2の工程B2)からなる。

0035

一方、図1に示す本発明の固定砥粒研磨方法は、被加工物のMRハイトhが所定値h0に達した後、機外で作製した均一且つ高密度に固定砥粒が埋め込まれた固定砥粒定盤を使って砥粒を含まないルブリカント(潤滑剤)を滴下し、被加工物のMRハイトhを最終目的MRハイトh1まで研磨加工を行う工程(第2の工程B)からなる。

0036

既に述べたように固定砥粒定盤の加工能率が被加工物の仕上げ面のリセス量及び粗さを決定する。固定砥粒定盤は機外作製にて埋め込まれた固定砥粒密度を一定化させることが重要である。

0037

また、本発明の固定砥粒研磨方法は、固定砥粒研磨時に、被加工物に曲げを与える加圧点を移動させて局所的に研磨量を変化させて被加工物のMRハイトhを最終目的MRハイトh1まで研磨加工を行う工程(第2の工程B)からなる。これは、さらなる被加工物のMRハイトhの高精度化と磁気ヘッド素子部のリセスの低減を同時に実現させることを目的としている。

0038

次に、本発明の加圧点移動研磨方法について説明する。図3は本発明の磁気ヘッドの研磨方法におけるMRハイトの変化を示した図である。図3はバーの3点曲げができる磁気ヘッドの研磨装置を用いて本発明である遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせた磁気ヘッドの研磨方法で、固定砥粒研磨工程では被加工物に付加される圧力を均一にした場合におけるMRハイトの変化を示すものである。図3において、31は遊離砥粒研磨工程(図1中第1の工程A)終了後のMRハイト分布、32は固定砥粒研磨終了後のMRハイト分布、33は固定砥粒研磨工程(図1中第2の工程B)での研磨量分布である。

0039

遊離砥粒研磨工程(図1中第1の工程A)終了後のMRハイト分布31は、3点曲げのため、MRハイト分布を4次曲線に近似するように加圧制御して研磨した結果、近似曲線からのずれ量の分布を示している。したがって、最終的な4次近似曲線からのずれ量は補正できない。このMRハイト分布31では、素子高さが平均=331.9nm、標準偏差=34.7nmである。平均値が約330nmとなっているのは、仕上げ加工終了時の平均値の仕様値が300nmに対して、仕上げ加工の取り代を平均30nmと想定しているため、前加工において、仕上げ加工の取り代を差し引いた分を狙い値にしてそこで加工を終了させたものである。

0040

また、固定砥粒研磨終了後のMRハイト分布32は、固定砥粒研磨工程(図1中第2の工程B)において30nm狙いで研磨した後の分布を示している。このMRハイト分布32では、最終的なMRハイトが平均=301.2nm、標準偏差=37nmであった。

0041

さらに、固定砥粒研磨工程(図1中第2の工程B)での研磨量分布33は、図3より明らかなように、遊離砥粒研磨加工後のバーの長手方向のうねり形状に係わらずほぼ一定の加工量になっている。この研磨量分布33では、加工量の分布が平均=30.7nm、標準偏差=2.9nmであった。

0042

上記の結果より、固定砥粒研磨工程で均一に被加工物を加圧すると、研磨量はほぼ一定値となるが、遊離砥粒研磨工程でのばらつきを低減させることはできないことがわかる。また、固定砥粒研磨は定盤の寿命が短いことから上述のように研磨量は数十nm程度である。したがって、遊離砥粒研磨工程と同じように被加工物の検知パターンの抵抗値から加圧点の加重を制御して研磨することはできない。

0043

しかし、遊離砥粒研磨工程終了時のMRハイト分布を基準として、遊離砥粒研磨工程終了時のMRハイト分布を反転した圧力分布を算出し、加圧分布を保持した状態で固定砥粒研磨する方法により、固定砥粒研磨工程でMRハイト分布のばらつきを低減させて高精度化することができる。

0044

但し、遊離砥粒研磨工程終了時のMRハイト分布を反転した圧力分布を創成する場合、加圧したい位置と装置構成上の加圧点とが一致するとは限らない。この問題点は、磁気ヘッドの研磨装置にバーの長手方向に加圧点を移動できる治具移動手段を付加することにより解決することができる。

0045

図4は本発明の実施の形態における磁気ヘッドの研磨装置を示す図である。次に、加圧点移動機構について説明する。図4は本発明の固定砥粒研磨工程における加圧点移動制御機構の一例を示すものである。本発明の磁気ヘッドの研磨装置は、図4に示すように、長尺な被加工物であるバーを保持する治具41と、治具41に曲げを与えてバーを撓ませる複数の加圧駆動元40と、治具41に曲げを与える加圧点42をバーの長手方向に移動する治具移動手段45と、加圧駆動元40及び治具移動手段45を制御する制御手段であるコントローラ49とを備えている。

0046

図4は本発明の固定砥粒研磨工程における加圧点移動制御機構の一例を示すものである。図4において、43は溝、44は治具固定穴、46は止め金、47は治具移動手段45の制御用ケーブル、48は加圧駆動元40の制御用ケーブルである。

0047

治具移動手段45は治具固定穴44,44で図示しない装置側に固定された状態で治具41と一体化されており、治具移動手段45をコントローラ49からの信号により駆動し、治具41をバーの長手方向に治具移動手段45により移動できる構造になっている。

0048

さらに、加圧駆動元40がコントローラ49からの信号により駆動され、治具41に曲げを与える加圧点42が加圧駆動元40により制御される方法は従来通りである。

0049

図5図4の要部拡大図である。図5において、50a,50bは治具移動手段45の止め金46を案内するガイドレール、51は治具移動手段45の止め金46の連結バーである。

0050

治具移動手段45が加圧点43と同一線上にある場合には、治具41に曲げを与える加圧点43と作用点とが一致している。

0051

治具移動手段45をコントローラ49からの信号により駆動し、治具移動手段45の止め金46をガイドレール50a,50bの長手方向に沿って移動させることにより、治具41が治具移動手段45と共に移動し、治具41に曲げを与える加圧点43と作用点を移動することができる。

0052

図6は磁気ヘッドの浮上面の加工面を電子顕微鏡写真二次電子像)であり、(a)本発明による磁気ヘッドの浮上面の加工面、(b)は従来技術による薄膜磁気ヘッドの浮上面の加工面を示すものである。従来技術による薄膜磁気ヘッドの浮上面の加工面には、図6(b)に示すように、上部シールド90,下部シールド91及び磁気抵抗効果素子92の表面に多くのスクラッチや材料のむしれ等が観察され、なおかつ、スクラッチの方向が素子膜シールド膜に平行ではないため、スクラッチによる表面に沿った材料の流れに起因する膜間の電気的短絡も懸念される。

0053

それに対して、本発明による磁気ヘッドの浮上面の加工面には、図6(a)に示すように、上部シールド90,下部シールド91及び磁気抵抗効果素子92の表面にスクラッチや材料のむしれ等のほとんどない極めて平滑な面となっている。また、図6(a)では示されていないが、上記の電子顕微鏡写真を、さらに質の良いプリントで観察すれば、シールド膜や素子膜に平行な状の加工痕を観察することができる。

0054

図6(a)に対応する表面粗さ(シールド部)は7.9±6.1nm、図6(b)に対応する表面粗さ(シールド部)は14.2±9.7nmである。

0055

また、図6(b)に示す従来技術による薄膜磁気ヘッドの浮上面の加工面には、表面に多数の黒い粒状の残留物が観察されるが、これは、研磨に用いられたダイヤモンド砥粒が被加工物の表面に食い込んで残留しているものである。図6(a)に示す本発明による磁気ヘッドの浮上面の加工面では、この問題も回避されている。

0056

図7は磁気ヘッドの浮上面の加工面の素子周辺部のAFM(原子間力顕微鏡)像及びAFM像の断面プロファイルであり、(a)は本発明による磁気ヘッドの浮上面の加工面の素子周辺部のAFM像、(b)は(a)のAFM像の断面プロファイル、(c)は従来技術による磁気ヘッドの浮上面の加工面の素子周辺部のAFM像、(d)は(c)のAFM像の断面プロファイルを示すものである。図7(a)及び図7(c)の右半分は、スライダのセラミック基板(AlTiC)64、左半分の濃い2本の筋がそれぞれ左から上部シールド60、下部シールド61で、それ以外の部分がアルミナ絶縁膜63である。62は磁気抵抗効果素子である。

0057

図7(d)に示すAFM像の断面プロファイルからもわかるように、相対的に柔らかい金属で構成される上部シールド60及び下部シールド61は、遊離砥粒の作用を受けて、セラミック基板64、アルミナ絶縁膜63よりも大きく窪んでいる。アルミナ絶縁膜部63も、セラミック基板64に比べると遊離砥粒の浸食を受けやすいので、セラミック基板64よりは相対的に低くなっている。

0058

これらに比べて、本発明による磁気ヘッドの浮上面の加工面では、図7(a)及び図7(b)からもわかるように、材料の違いによる段差は極めて微小である。

0059

セラミック基板64と上部シールド60及び下部シールド61とのリセスとなる段差は、AFMによる断面プロファイル測定によると、従来技術による磁気ヘッドの浮上面の加工面で8.5nm程度であるのに対して、本発明による磁気ヘッドの浮上面の加工面でその値は1nm以下である。

発明の効果

0060

以上に述べたように、本発明の磁気ヘッドの研磨方法によれば、第1の工程で被加工物からの検知パターンの抵抗値を測定し、その測定値から被加工物のMRハイト分布を算出し、測定値と目標値との偏差から被加工物の研磨量を算出し、被加工物を傾きと曲げを与えて撓ませ、被加工物のMRハイトが所定値に達するまで遊離砥粒により研磨加工を行い、第2の工程で被加工物に曲げを与える加圧点を移動し、被加工物を最終目的MRハイトまで固定砥粒により仕上げ研磨加工を行うので、従来のように被加工物に曲げを与える加圧点を増加させて複雑な制御をすることなく、被加工物のMRハイト分布のばらつきを低減させ、被加工物のMRハイトを高精度化することができ、被加工物を均一且つ高密度に埋め込まれた固定砥粒で仕上げ研磨加工するので、被加工物の研磨能率が安定し、被加工物の仕上げ加工時間がばらつくこともなく、被加工物の加工面の粗さ及びリセス量のロット間でのばらつきを低減でき、磁気ヘッド素子部のリセスも低減するので、磁気ヘッド素子の出力特性及び分解能を向上させることができ、磁気ヘッドの浮上面の粗さが低減されるので、磁気ヘッドの低浮上化を推進でき、研磨加工後に磁気ヘッドの浮上面に形成される保護膜の着きまわりが向上し、磁気ヘッドの耐食信頼性を向上することができる。

0061

本発明の磁気ヘッドの研磨装置によれば、加圧駆動元が治具に圧力を加えるので、治具に曲げを与えて被加工物を撓ませることができ、治具移動手段が治具に曲げを与える加圧点を被加工物の長手方向に移動するので、治具に曲げを与える加圧点と作用点が一致するように移動することができ、制御手段が加圧駆動元及び治具移動手段を制御するので、被加工物のMRハイトを制御して高精度に研磨することができる。

0062

本発明の磁気ヘッドの研磨装置によれば、制御手段が被加工物のMRハイトを一定値となるように加圧駆動元及び治具移動手段を制御するので、被加工物のMRハイトの高精度な研磨を行うことができる。

図面の簡単な説明

0063

図1本発明の実施の形態における遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせた磁気ヘッドの研磨方法の加工フローチャートを示した図。
図2従来の遊離砥粒研磨方法と固定砥粒研磨方法を組み合わせた磁気ヘッドの研磨方法の加工フローチャートを示した図。
図3本発明の磁気ヘッドの研磨方法におけるMRハイトの変化を示した図。
図4本発明の実施の形態における磁気ヘッドの研磨装置を示す図。
図5図4の要部拡大図。
図6磁気ヘッドの浮上面の加工面を電子顕微鏡写真。
図7磁気ヘッドの浮上面の加工面の素子周辺部のAFM像及びAFM像の断面プロファイル。

--

0064

31遊離砥粒研磨工程終了後のMRハイト分布
32固定砥粒研磨終了後のMRハイト分布
33 固定砥粒研磨工程での研磨量分布
40加圧駆動元
41治具
42加圧点
43 溝
44治具固定穴
45治具移動手段
46止め金
47制御用ケーブル
48 制御用ケーブル
49コントローラ
50a,50bガイドレール
51連結バー
60 上部シールド
61 下部シールド
62磁気抵抗効果素子
63アルミナ絶縁膜
64セラミック基板
90 上部シールド
91 下部シールド
92 磁気抵抗効果素子

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