(57)【要約】【課題】  浮上面をラッピングするに際し、記録素子の磁極長さについても考慮に入れ、さらなる高記録密度を実現できる安定した特性の垂直磁気記録方式磁気ヘッドを歩留りよく製造する。【解決手段】  ブロックに対しその浮上面を研削およびラッピングする研削・ラッピング工程を備える。この研削・ラッピング工程は、角度調整工程と仕上げラッピング工程とを含む。角度調整工程では、ブロックに対し基板上の磁気ヘッド素子形成面を基準に浮上面の角度を調整して当該面を研削する。次いで、仕上げラッピング工程で、角度調整工程により調整された角度で浮上面をラッピングする。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子と書き込むための垂直磁気記録方式記録素子とを含む磁気ヘッド素子を基板上に複数個配列して形成する工程と、その配列形成された磁気ヘッド素子を所定個ずつバー状のブロックとして切り出す工程と、前記ブロックに対しその浮上面を研削およびラッピングする研削・ラッピング工程と、前記ブロックを個々の磁気ヘッド素子に切断する工程とを備え、
前記研削・ラッピング工程は、前記ブロックに対し前記基板上の磁気ヘッド素子形成面を基準に前記浮上面と角度を調整して当該面を研削する角度調整工程と、前記角度調整工程により調整された角度で前記浮上面をラッピングする仕上げラッピング工程とを含むことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記角度調整工程では、前記記録素子の磁極長さおよび前記再生素子の磁極長さの各生成バラツキに基づいて、前記基板上の磁気ヘッド素子形成面に対する前記浮上面の角度を調整することを特徴とする請求項１に記載した磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記角度調整工程では、前記記録素子の磁極長さと前記再生素子の磁極長さの寸法差に基づいて、前記基板上の磁気ヘッド素子形成面に対する前記浮上面の角度を調整することを特徴とする請求項１に記載した磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記角度調整工程では、前記記録素子の磁極長さと前記再生素子の磁極長さの寸法差およびこれら各素子間の距離に基づいて、前記基板上の磁気ヘッド素子形成面に対する前記浮上面の角度を調整することを特徴とする請求項１に記載した磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記角度調整工程では、前記基板上の磁気ヘッド素子形成面に対し前記浮上面のなす角度を９０゜±０．３°以内の範囲で調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載した磁気ヘッドの製造方法。
【請求項６】
記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子と書き込むための垂直磁気記録方式記録素子とを含む磁気ヘッド素子が基板上に形成された磁気ヘッドにおいて、
前記基板上の磁気ヘッド素子形成面に対し前記浮上面のなす角度が９０゜±０．３°以内の角度に調整された磁気ヘッド。
【請求項７】
記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子と書き込むための垂直磁気記録方式記録素子とを含む磁気ヘッド素子が基板上に複数個配列して形成されたバー状のブロックに対し、その浮上面の研削角度を設定するための角度設定装置であって、
前記ブロックを支持する治具を装着するとともに当該ブロックにおける所定の基準面に対し浮上面の角度を調整可能な角度調整器具と、当該角度を光学的に検出する角度測定器具と、を備えたことを特徴とする角度設定装置。
【請求項８】
記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子と書き込むための垂直磁気記録方式記録素子とを含む磁気ヘッド素子が基板上に複数個配列して形成されたバー状のブロックに対し、その浮上面をラッピングするためのラッピング装置であって、
ラップ定盤と、
請求項７の治具を前記ブロックを支持したままの状態で保持するとともに、当該ブロックの浮上面を前記ラップ定盤と平行に位置決めする角度調整機構を有する保持具とを備えたことを特徴とするラッピング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、垂直磁気記録方式により記録媒体へ情報を書き込むための記録素子と記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子とを備えた磁気ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置における記録方式には、信号磁化の向きを記録媒体の面内方向（長手方向）とする長手磁気記録方式と、信号磁化の向きを記録媒体の面に対して垂直な方向とする垂直磁気記録方式とがある。垂直磁気記録方式は、長手磁気記録方式に比べて、記録媒体の熱揺らぎの影響を受けにくく、高い線記録密度を実現することが可能であると言われており、将来の実用化が期待されている。
【０００３】
さて、現在実用化されている長手磁気記録方式を採用する磁気ヘッドの製造工程には、
（ａ）記録媒体へ情報を書き込むための記録素子や、記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子を含む磁気ヘッド素子をウエハ基板上に複数個配列して形成する工程
（ｂ）ウエハ基板から磁気ヘッド素子を所定個ずつバー状のブロックとして切り出す工程
（ｃ）ブロックに対しその浮上面を研磨するラッピング工程
（ｄ）ブロックを個々の磁気ヘッド素子に切断する工程
などが含まれる。
【０００４】
このうち、バー状のブロックの浮上面を研磨するラッピング工程においては、従来、再生素子の磁極長さ（ＭＲハイト）を調整する観点から研磨量が設定されていた。これは、記録メディアに記録された微弱な磁力を確実に読み取るために、再生素子の磁極長さが大きく影響するためである。
具体的には、再生素子の磁極長さが適正寸法になったとき信号を出力する測定機器を用いて、上記ブロックの浮上面を研削しながら再生素子からの信号を観測し、信号が出力された時点で研削を終了する、という方法が採られていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来は、ラッピング工程において、再生素子の磁極長さを調整する観点から研磨量が設定されており、記録素子の磁極長さについては考慮されていなかった。これは、長手磁気記録方式にあっては垂直磁気記録方式に比べて記録密度が低いため、浮上面のラッピング加工に際して記録素子の磁極長さを厳密に考慮しなくとも特性への影響は少ないからと考えられる。
【０００６】
しかしながら、記録密度の高い垂直磁気記録方式の磁気ヘッドにおいては、近年、さらなる高密度化への開発が進展している。本発明者は、このような状況下にあって鋭意検討を重ね、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、浮上面をラッピングするに際し、記録素子の磁極長さについても考慮に入れ、さらなる高記録密度を実現できる垂直磁気記録方式磁気ヘッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子と書き込むための垂直磁気記録方式記録素子とを含む磁気ヘッド素子を基板上に複数個配列して形成する工程と、その配列形成された磁気ヘッド素子を所定個ずつバー状のブロックとして切り出す工程と、ブロックに対しその浮上面を研削およびラッピングする研削・ラッピング工程と、ブロックを個々の磁気ヘッド素子に切断する工程とを備え、
研削・ラッピング工程は、ブロックに対し基板上の磁気ヘッド素子形成面を基準に浮上面の角度を調整して当該面を研削する角度調整工程と、角度調整工程により調整された角度で浮上面をラッピングする仕上げラッピング工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
ここで、「浮上面」とは記録メディアに対向する面であり、ＡＢＳ（Air Bearing Surface）とも称される。通常、この浮上面はラッピング装置によって研磨されていく。本発明は、最終的なラッピング加工の前に、あらかじめ浮上面の角度を調整しておき（角度調整工程）、その調整後の浮上面をラッピング工程にて研磨していく方法とした。
【０００９】
浮上面の角度調整により、記録素子と再生素子の各磁極長さを微調整して加工でき、安定した特性の磁気ヘッドを歩留りよく製造することが可能となる。
【００１０】
角度調整工程では、例えば、次の要素に基づいて基板上の磁気ヘッド素子形成面に対する浮上面の角度を調整することが好ましい。
（１）記録素子の磁極長さおよび再生素子の磁極長さの各生成バラツキ
（２）記録素子の磁極長さと再生素子の磁極長さの寸法差
（３）記録素子の磁極長さと再生素子の磁極長さの寸法差およびこれら各素子間の距離
【００１１】
いずれにおいても再生素子の磁極長さに加え、記録素子の磁極長さをも考慮しているため、さらなる高記録密度を実現できる記録ヘッドを製造することが可能となる。
【００１２】
ここで、本発明者らの実験によれば、基板上の磁気ヘッド素子形成面に対し浮上面のなす角度を９０゜±０．３°以内の範囲で調整することで好ましい結果が得られた。
【００１３】
また、本発明の磁気ヘッドは、記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子と書き込むための垂直磁気記録方式記録素子とを含む磁気ヘッド素子が基板上に形成された磁気ヘッドにおいて、
基板上の磁気ヘッド素子形成面に対し浮上面のなす角度が９０゜±０．３°以内の角度に調整されていることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の角度装置は、記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子と書き込むための垂直磁気記録方式記録素子とを含む磁気ヘッド素子が基板上に複数個配列して形成されたバー状のブロックに対し、その浮上面の研削角度を設定するための角度設定装置であって、
ブロックを支持する治具を装着するとともに当該ブロックにおける所定の基準面に対し浮上面の角度を調整可能な角度調整器具と、当該角度を光学的に検出する角度測定器具と、を備えたことを特徴とする。
この角度設定装置を用いることで、上記角度調整工程を効率的に実施することができる。
【００１５】
また、本発明のラッピングは、記録媒体に記録された情報を読み出す再生素子と書き込むための垂直磁気記録方式記録素子とを含む磁気ヘッド素子が基板上に複数個配列して形成されたバー状のブロックに対し、その浮上面をラッピングするためのラッピング装置であって、
ラップ定盤と、請求項７の治具をブロックを支持したままの状態で保持するとともに、当該ブロックの浮上面をラップ定盤と平行に位置決めする角度調整機構を有する保持具と、を備えたことを特徴とする。
このような構成のラッピング装置を用いることで、上記仕上げラッピング工程を効率的に実施することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、浮上面をラッピングするに際し、記録素子の磁極長さについても考慮に入れ、さらなる高記録密度を実現できる垂直磁気記録方式磁気ヘッドの製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法は、ウエハ基板上への磁気ヘッド素子形成工程と、スライダバー切出し工程と、研削・ラッピング工程と、スライダバー切断工程とを含んでいる。
【００１８】
ウエハ基板上への磁気ヘッド素子形成工程では、図１（ａ）に示すように、アルティック（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）等からなる一枚のウエハ基板２上に、磁気ヘッド素子１が複数個配列して形成される。
次に、スライダバーの切出し工程では、図１（ｂ）に示すように、配列形成された磁気ヘッド素子が所定個ずつバー状のブロックとして切り出される。このように切り出されたブロックを、スライダバー３と称する。
【００１９】
図２はスライダバーの外観を拡大して示す図である。同図において、符号Ｓが付された面が記録メディアに対向する浮上面となる。この浮上面Ｓは、後述する研削・ラッピング工程における研削およびラッピングの対象面となる。
【００２０】
ここで、磁気ヘッドの構成例を、図３および図４を参照して簡単に説明する。
図２に示したスライダバー３は、スライダバー切断工程にて個々の磁気ヘッドを要部に備えたスライダに切断される。図３はこのようにして切断分離されたスライダの外観を示す斜視図である。スライダ４の一部に磁気ヘッド素子１（これを単に「磁気ヘッド」ともいう）が形成されている。
図４は磁気ヘッドの断面構成例を模式的に示す図である。なお、図４は浮上面Ｓと直交する断面を示している。すなわち、図４は図３における磁気ヘッド素子１の部分をＡ−Ａ線方向に切断して示す図である。
【００２１】
磁気ヘッド（磁気ヘッド素子１）は、ウエハ基板２上に、再生素子１０を有する再生ヘッド部１１と、記録ヘッド部１２とを積層形成した構成となっている。
【００２２】
ウエハ基板２は、アルティック（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）等からなる基板２２上に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の絶縁材料からなる下地層２１が形成されることにより構成されている。図４おいては、基板２２を切り欠いて示してあるが、実際の基板２２の厚さは、その上部に形成された磁気ヘッド素子部分よりもはるかに厚い。
本実施形態では、基板２２の表面２２ａまたは下地層２１の表面２１ａが「磁気ヘッド素子形成面」となる。
【００２３】
下地層２１の上には、下部シールド層２３が形成されており、この下部シールド層２３の上方に、再生素子１０が形成されている。
再生素子１０は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等からなる絶縁層２４によって囲まれている。絶縁層２４上には、上部シールド層２５が形成されている。
【００２４】
記録ヘッド部１２は、いわゆる垂直磁気記録方式を採用しており、記録素子となる主磁極１３と、補助磁極１４と、薄膜コイル１５とを主として備えている。補助磁極１４は、浮上面Ｓ側に位置する磁極部分層１４ａと、これに接続されると共に薄膜コイル１５の上方を迂回するヨーク部分層１４ｂとから構成されている。
【００２５】
上部磁極１４上には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等からなる素子保護膜１６が形成されている。この素子保護膜１６の表面１６ａは、基板２２の表面２２ａや下地層２１の表面２１ａ（すなわち、磁気ヘッド素子形成面）と平行となるように研磨されている。また、これら素子保護膜１６、基板２２、下地層２１の各表面は、再生素子１０や記録素子となる主磁極１３と平行である。
【００２６】
なお、本発明の製造方法は、上述した構成の磁気ヘッドに限らず、記録素子と再生素子を有する各種構成の記録ヘッドの製造に適用できることは勿論である。
【００２７】
次に、研削・ラッピング工程について説明する。
研削・ラッピング工程は、さらに角度調整工程と、仕上げラッピング工程とに分けて実施される。
角度調整工程では、スライダバー３に対し基板２２上の磁気ヘッド素子形成面を基準に浮上面Ｓの角度を調整して当該面を研削する。ここで、角度調整の基準となる磁気ヘッド素子形成面とは、上述したように基板２２の表面２２ａや下地層２１の表面２１ａである。なお、既述したとおり、素子保護膜１６の表面１６ａは、これら基板２２の表面２２ａや下地層２１の表面２１ａと平行に研磨されているため、この素子保護膜１６の表面１６ａを基準にしても、結果として、基板２２上の磁気ヘッド素子形成面を基準にした浮上面Ｓの角度調整が可能となる。本実施形態では、このような面相互の関係に基づき、素子保護膜１６の表面１６ａを基準にして、スライダバー３の浮上面Ｓの角度を調整している。
【００２８】
図５はスライダバーの浮上面の角度調整方法を示す図である。
スライダバー３の浮上面Ｓは、素子保護膜１６の表面１６ａ（すなわち、基板２２の表面または下地層２１の表面）を基準として、所定の角度θで研削およびラッピングされる。具体的には、角度調整工程では、図５に符号ａで示す位置までスライダバー３の浮上面Ｓを研削し、さらに、仕上げラッピング工程にて符号ｂで示す位置まで研磨される。
角度θは、再生素子１０の磁極長さＬ１に加え、記録素子１３の磁極長さＬ２も考慮して決定される。具体的には、次の要素を考慮して角度θを決定することが好ましい。
（１）記録素子１３の磁極長さＬ２および再生素子１０の磁極長さＬ１の各生成バラツキ
（２）記録素子１３の磁極長さＬ２と再生素子１０の磁極長さＬ１の寸法差Ｄ
（３）記録素子１３の磁極長さＬ２と再生素子１０の磁極長さＬ１の寸法差Ｄおよびこれら各素子間の距離Ｂ
なお、上記Ｌ１，Ｌ２，Ｄ，Ｂは、いずれも理論値（設計値）である。
【００２９】
ここで、上記（３）の要素を利用したθの算出例を説明する。θは次式をもって算出することができる。
θ＝Ｔａｎ−１（｜Ｄ−Ｄａ｜／Ｂａ）
上式において、Ｄａは、記録素子１３と再生素子１０の各磁極長さを実測して求めた各素子長さの寸法差（実測値）である。また、Ｂａは、各素子間の距離の実測値である。
【００３０】
例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｂ，Ｄの理論値（設計値）を、それぞれＬ１＝１００ｎｍ、Ｌ２＝１３０ｎｍ、Ｂ＝６．５μｍ、Ｄ＝３０ｎｍとし、実測値がＢａ＝６．５μｍ、Ｄａ＝３５ｎｍであったとした場合、これらの値を上式に当てはめると、θ＝０．０４°となる。
【００３１】
また、実際の製造工程では、Ｂaの値が６．５±０．５μｍ、Ｄaの値が３０±３０ｎｍのばらつきが見られる。このばらつきから最大となり得る値（例えば：Ｂ＝６．０μｍ、Ｄ＝６０ｎｍ）を基に角度θを求めてみると、θ＝０．２９°となる。
このようにして、本発明者らが行った実験によれば、角度θを９０゜±０．３°以内、好ましくは９０°±０．１５°以内の範囲に設定したときに、高密度記録を実現する特性の垂直磁気記録ヘッドを歩留りよく製造することができた。
【００３２】
図６（ａ）は角度調整工程で使用する角度設定装置を模式的に示す図、図６（ｂ）は同工程で使用する研削装置を模式的に示す図である。
図６（ａ）に示すように、角度設定装置は、スライダバー３を支持する治具３０と、角度調整器具４０と、角度測定器具５０とで構成されている。
スライダバー３は、浮上面Ｓを外側面に配置した状態で治具３０に固定される。この治具３０は、角度調整器具４０の可動台の上に装着される。角度調整器具４０は、基台４１と、可動台４２と、電気機械的な角度補正機構（例えば、圧電素子等からなるアクチュエータ４３）とを備えている。可動台４２は、一端側がヒンジ４４を介して基台４１に連結されており、他端側がアクチュエータ４３によって駆動される構成となっている。すなわち、可動台４２は、アクチュエータ４３の駆動力をもって、ヒンジ４４を中心に揺動する。
【００３３】
角度調整器具４０は水平なテーブル６０の上面に配置してあり、治具３０に固定されたスライダバー３の浮上面Ｓは、浮上面Ｓがテーブル６０の上面に対して直角のとき、素子保護膜１６の表面１６ａがテーブル６０の上面と平行になるようにセッティングされている。このセッティング状態から、アクチュエータ４３を駆動して浮上面Ｓを傾けることにより、浮上面Ｓの角度が調整される。
【００３４】
テーブル６０の上面には、レーザオートコリメータなどの光学的角度測定器具５０が設置してあり、この角度測定器具５０によって、テーブル６０の上面（すなわち、素子保護膜１６の表面１６ａ）に対する浮上面Ｓの角度が高精度に測定される。
角度調整器具４０のアクチュエータ４３は、角度測定器具５０により測定された浮上面Ｓの角度に基づいて制御される。このようにして、素子保護膜１６の表面１６ａに対しスライダバー３の浮上面Ｓをあらかじめ設定した角度θに調整する。
【００３５】
スライダバー３の浮上面Ｓに対する角度調整が終了した後、図６（ｂ）に示すように、研削盤６１にりスライダバー３の浮上面Ｓを研削する。研削盤６１は、テーブル６０の上面に対し研削面を直角に配置してある。したがって、スライダバー３の浮上面Ｓは、角度調整器具４０によって設定された角度θを保持して研削される。ここでの研削量は、例えば、２０〜３０μｍ程度であり、さらに後段の仕上げラッピング工程で６〜７μｍ程度、浮上面Ｓは研磨される。仕上げラッピング工程での研磨量を少なくすることで、研削・ラッピング工程を効率的に短時間で実行することが可能となる。
【００３６】
図７は仕上げラッピング工程で使用するラッピング装置を模式的に示す図である。
ラッピング装置は、ラップ定盤７０に対向配置される保持具８０を備えている。保持具８０は、底面を基準として側部８１が揺動自在となっており、この側部８１の外面に治具３０が装着される。このとき、治具３０は、スライダバー３の浮上面Ｓを下面にして装着される。
保持具８０には、底面に複数本（図では２本）のダミーバー８２が装着されている。このダミーバー８２は、基板２２上の磁気ヘッド素子形成面に対して浮上面Ｓが直角に加工されている。保持具８０は、これらダミーバー８２の浮上面Ｓがラップ定盤７０に平行に接触するように位置決めされる。
【００３７】
保持具８０には、電気機械的な角度補正機構（例えば、圧電素子などからなるアクチュエータ８３）が搭載してあり、このアクチュエータ８３の駆動力をもって側部８１を揺動させることができる。側部８１の揺動操作により、治具３０に固定されたスライダバー３の浮上面Ｓをラップ定盤７０と平行に位置決めする。
【００３８】
アクチュエータ８３の制御には、角度調整工程において設定した角度データが使用される。この角度データに基づき、アクチュエータ８３を駆動して、基板２２上の磁気ヘッド素子形成面に対し所定の角度θをつけて研削された浮上面Ｓを、ラップ定盤７０と平行に自動配置することができる。
【００３９】
仕上げラッピング工程では、アクチュエータ８３によって、角度調整工程にて設定した角度θを保持して浮上面Ｓを平行に研磨していく。なお、機械誤差などを考慮して、さらに各素子１０，１３の電気抵抗を測定しながら、各素子１０，１３が所望の長さに加工されるように微調整することもできる。
【００４０】
このようにして浮上面Ｓが研削およびラッピングされたスライダバー３は、次にスライダバー切断工程において、個々の磁気ヘッド素子に切断される。同工程は、従来より磁気ヘッドの製造工程において行われているので、ここで詳細な説明は省略する。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、角度調整工程は、図６に示した構成の角度設定装置を用いることなく実施することもでき、また仕上げラッピング工程は、図７に示した保持具を用いることなく実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は磁気ヘッド素子が形成されたウエハ基板の外観を示す斜視図、（ｂ）はウエハ基板からのスライダバーの切り出し状態を示す斜視図である。
【図２】スライダバーの外観を示す斜視図である。
【図３】磁気ヘッドを備えたスライダの概要を示す斜視図である。
【図４】磁気ヘッドの断面構成例を模式的に示す図である。
【図５】スライダバーの浮上面の角度調整方法を示す図である。
【図６】（ａ）は角度調整工程で使用する角度設定装置を模式的に示す図、（ｂ）は同工程使用する研削装置を模式的に示す図である。
【図７】仕上げラッピング工程で使用するラッピング装置を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：磁気ヘッド素子、２：ウエハ基板、３：スライダバー、４：スライダ、１０：再生素子、１３：主磁極（記録素子）、１６：素子保護膜、２１：下地層、２２：基板
３０：治具、４０：角度調整器具、４１：基台、４２：可動台、４３：アクチュエータ、４４：ヒンジ、５０：角度測定器具、６０：テーブル、７０：ラップ定盤、８０：保持具、８１：側部、８２：ダミーバー、８３：アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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