(57)【要約】    【課題】主磁極のスロートハイトばらつきを低減するために、浮上面研磨の際にスライダを傾斜させる方法が有効であるが、研磨加工工程で、素子の高さが設計寸法に十分に近づかなければ、正確な素子の高さが十分な精度で測定できないため、場合によっては、傾斜加工による寸法の修正が困難となる。    【解決手段】以下の手順で浮上面研磨加工を行う。（１）素子側を深めに取るようにスライダを傾け、素子高さが十分な感度で測定できるところまで加工する。（２）再生素子と記録素子のその時点での高さを測定し、それぞれの設計上の寸法からの誤差から、位置ずれ補正のためのスライダ傾斜角度を算出する。（３）再生素子と記録素子の両者が最終的な設計上の寸法となるように、徐々に傾斜角度を変化させながら研磨する。（４）再生素子と記録素子の両者が適切な高さとなったところで加工を終了する。【選択図】図１
2006331562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生素子の上部に記録素子が積層された磁気ヘッド素子が複数形成されたウェハをスライダ毎に切り離す工程と、前記スライダの浮上面を流入端側に対し前記磁気ヘッド素子側を相対的に多く除去するように傾け、前記記録素子を目標値よりわずかに多く残すところまで研磨する工程と、前記再生素子と記録素子のそれぞれの高さを測定し、目標値からの偏差から位置ずれ補正のためのスライダ傾斜角度を算出する工程と、算出した傾斜角度に基づいて、前記再生素子と記録素子の両者が所望の高さとなるように、前記傾斜角度を変化させながら研磨する工程と、を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記スライダ傾斜角度の算出は、前記スライダ内に前記記録素子のスロートハイト測定用に設けた抵抗素子の抵抗測定値を用いて前記記録素子のスロートハイトを測定し、前記再生素子の抵抗測定値を用いて前記再生素子の高さを測定することにより行うことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記傾斜加工の後、さらに、前記スライダの浮上面を、前記再生素子の高さをモニタリングしながら、傾斜加工後の加工面に平行に数十ｎｍ研磨加工する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記傾斜加工に先立つ浮上面研磨粗加工は、前記記録素子のスロートハイト測定用の抵抗素子の上部に重ねて前記スライダ内に設けた前記再生素子の高さ測定用の抵抗素子の抵抗測定値を用いて、前記再生素子の高さをモニタリングしながら行い、前記傾斜加工のあとの研磨加工は、前記再生素子の抵抗測定値を用いて前記再生素子の高さを測定しながら行うことを特徴とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】
再生素子の上部に記録素子が積層された磁気ヘッド素子が複数形成されたウェハをロウバー毎に切り出す工程と、前記ロウバーをスライダ流入端側に対し前記磁気ヘッド素子側を相対的に多く除去するように傾け、前記記録素子を目標値よりわずかに多く残すところまで研磨する工程と、前記再生素子と記録素子のそれぞれの高さを測定し、目標値からの偏差の平均値から位置ずれ補正のためのロウバー傾斜角度を算出する工程と、算出した傾斜角度に基づいて、前記再生素子と記録素子の両者が所望の高さとなるように、前記傾斜角度を変化させながら研磨する工程と、前記ロウバーをスライダ毎に切り離す工程と、を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記ロウバー傾斜角度の算出は、前記スライダ内に前記記録素子のスロートハイト測定用に設けた抵抗素子の抵抗測定値を用いて前記記録素子のスロートハイトを測定し、前記再生素子の抵抗測定値を用いて前記再生素子の高さを測定することにより行うことを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記ロウバー傾斜角度の算出は、前記スライダ間に前記記録素子のスロートハイト測定用に設けた抵抗素子の抵抗測定値用いて前記記録素子のスロートハイトを測定し、前記再生素子の抵抗測定値を用いて前記再生素子の高さを測定することにより行うことを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気ヘッド製造方法。
【請求項８】
前記傾斜加工の後、さらに前記ロウバー内の各スライダの浮上面を、個別スライダごとに切り離したうえで、前記再生素子の高さを個別にモニタリングしながら、傾斜加工後の加工面に平行に数十ｎｍ研磨加工する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記傾斜加工は、前記スライダ間に前記記録素子のスロートハイト測定用に設けた抵抗素子の抵抗測定値用いて前記記録素子のスロートハイトを測定し、前記記録素子のスロートハイト測定用の抵抗素子の上部に重ねて設けた前記再生素子の高さ測定用の抵抗素子の抵抗測定値を用いて、前記再生素子の高さをモニタリングしながら行い、前記傾斜加工の後の研磨加工は、前記再生素子の抵抗測定値を用いて前記再生素子の高さを測定しながら行うことを特徴とする請求項８記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記ウェハをロウバー毎に切り出す工程は、前記ウェハの同一のステッパフィールド内に形成されたエリア毎に行うことを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記ロウバー傾斜角度を算出する工程は、前記再生素子と前記記録素子の高さのそれぞれの設計値からの偏差のロウバー内分布の直線近似から、位置ずれ補正のためのロウバー傾斜角度をロウバーの端から端まで直線的に変化する最適値として算出する工程を含み、前記傾斜加工工程は、算出した傾斜角度に基づいて、前記再生素子と前記記録素子の両者が所望の高さとなるように、ロウバーの端から端まで直線的に変化する傾斜角度を徐々に変化させながら研磨する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
スライダと、該スライダの素子面に設けられた再生素子を有する再生ヘッドと、該再生ヘッドに隣接して設けられた記録素子を有する記録ヘッドとを有し、与えられた磁気記録密度から規定される前記再生素子および記録素子のトラック幅に対し、該トラック幅から規定される前記再生素子の高さおよび前記記録素子の高さの統計的分布の標準偏差が、それぞれの高さ寸法の平均値の１０％以内であり、かつ浮上面研磨加工後の浮上面と素子面のなす角の９０度からの偏差の統計的分布の標準偏差が０．１５度以上であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置等の磁気記録装置に搭載される薄膜磁気ヘッドの製造方法及び薄膜磁気ヘッドに係り、特に垂直磁気記録ヘッドの製造方法及び垂直磁気記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置の記録密度は、年率数十％という伸びを示しているが、従来の面内記録方式では、磁気データをディスク面に対して水平に配置するため、磁極が反発し合い高密度化が困難である。例え記録媒体の膜厚を薄くし、磁極の反発を抑え高密度化が可能になったとしても、室温の熱エネルギーで記録磁化が不安定化する熱擾乱の問題が避けられない。そのため、面内記録技術では15.5Gbit/平方センチ（100Gbit/平方インチ）程度を超える記録密度を実現するのは困難と考えられている。
【０００３】
一方、垂直記録方式は面内記録方式と異なり、線記録密度を上げるほど隣接ビット間に働く反磁界が減少し、記録磁化が安定に保たれる特性を持つため、高密度化するほど記録磁化が安定化するという特徴を有し、超高密度記録を実現する技術として有効である。垂直磁気記録は、二層記録メディアの裏打ち軟磁性層と単磁極ヘッドで挟まれた記録層に磁界を印加して、記録層の磁性体をディスク面に垂直な方向に磁化することで情報を記録する磁気記録方式である。大きな記録磁界を得るためには、垂直磁気記録用ヘッドの主磁極のスロートハイトをできるだけ短くする必要がある。しかし、この高さが短すぎると記録の書きにじみが生じ、長すぎると、残留磁化による記録後消去が発生してしまう。
【０００４】
面内記録方式では、記録素子の磁極の高さの精度は、それほど厳しく求められないが、垂直記録方式では、上記の理由で、スロートハイトに対して非常に高い精度が求められる。一方で、再生素子の高さは、垂直記録方式においても、面内記録方式と変わらず、高い寸法精度が求められ、こちらの精度も同時に満足させなければならない。
【０００５】
特許文献１には、磁気ヘッドスライダの磁気抵抗効果（ＭＲ）素子の高さを±０．０２０μｍ以下の精度で加工するために、２枚の板バネにて垂直変位する複数の上下軸と、アダプタを介して上下軸に個別に研磨荷重を与える複数の荷重付加機構の組を、研磨ヘッド位置決め機構に所定のピッチで配列固定し、個々の上下軸の下端部に粘着性弾性体を介して磁気ヘッドスライダを個別に保持させて研磨定盤に押圧し、研磨加工中にインプロセスで各磁気ヘッドスライダのＭＲ素子の抵抗値を抵抗検知用回路基板にて検知しながら個別に研磨荷重を制御する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７１０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
薄膜磁気ヘッドの記録素子の主磁極の高さ及び再生素子の高さは、最終的に、磁気ヘッドスライダの浮上面の研磨加工工程において形作られるが、記録素子の主磁極のスロートハイトの寸法については、（１）膜の形成方向に数μm離れた記録素子と再生素子、両素子の形成時の露光の合わせ精度、（２）スライダプロセスにおけるロウバー切り出しおよび浮上面ラップ時の膜面に対する浮上面の直角度、（３）再生素子高さ基準で浮上面加工を行う際の再生素子高さ加工寸法のばらつきなどの要因から、スロートハイトは大きくばらついてしまう。
【０００８】
ウェハ上に再生素子と記録素子を形成する際に生じる露光の合わせずれは、浮上研磨加工の際にスライダを傾斜させて、再生素子と記録素子それぞれが適切な寸法になるように余分な材料を除去することによって補正することができる。ただし、再生素子と記録素子が相対的にどちら側にずれているかによって、研磨時にスライダを傾斜させる方向を変えなければならない。
【０００９】
一般に、記録素子は、再生素子よりも、素子面の表面に近い側に形成されるため、記録素子が、再生素子よりも浮上面に相対的に近くなるように形成されていれば、スライダの流入端側を素子面側より多く除去するように傾斜させ、逆に、再生素子が、記録素子よりも浮上面に相対的に近くなるように形成されていれば、スライダの素子面側を流入端側より多く除去するように傾斜させて研磨加工することにより、合わせずれを補正する。
【００１０】
しかしながら、実際には、研磨加工工程の最終局面で、素子の高さが設計寸法に十分に近づかなければ、記録素子も再生素子も正確な素子の高さが十分な精度で測定できないため、再生素子が、記録素子よりも浮上面に相対的に近くなるように形成されている場合、両方の素子高さが正確に測定できる程度まで加工が進んだ時点で、改めて、スライダの素子面側を流入端側より多く除去するように傾斜させると、流入端側をすでに除去しすぎた形状になっている可能性があり、スライダ浮上面が正常に形成されない。
【００１１】
本発明は、このような、薄膜磁気ヘッドの製造上の課題を解決し、再生素子と記録素子のウェハ製造時のずれの方向が相対的にどちらの方向になっていても、両方の素子高さを適切な寸法にそろえ、かつスライダの浮上面を単一の平面として形成することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、再生素子の上部に記録素子が積層された磁気ヘッド素子が複数形成されたウェハをスライダ毎に切り離す工程と、前記スライダの浮上面を流入端側に対し前記磁気ヘッド素子側を相対的に多く除去するように傾け、前記記録素子を目標値（設計値）よりわずかに多く残すところまで研磨する工程と、前記再生素子と記録素子のそれぞれの高さを測定し、設計値からの偏差から位置ずれ補正のためのスライダ傾斜角度を算出する工程と、算出した傾斜角度に基づいて、前記再生素子と記録素子の両者が所望の高さとなるように、前記傾斜角度を変化させながら研磨する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
前記スライダ傾斜角度の算出は、前記スライダ内に前記記録素子のスロートハイト測定用に設けた抵抗素子の抵抗測定値を用いて前記記録素子のスロートハイトを測定し、前記再生素子の抵抗測定値を用いて前記再生素子の高さを測定することにより行う。
【００１４】
前記傾斜加工の後、さらに、前記スライダの浮上面を、前記再生素子の高さをモニタリングしながら、傾斜加工後の加工面に平行に数十ｎｍ研磨加工する工程を含む。
【００１５】
前記傾斜加工の後の研磨加工は、前記記録素子のスロートハイト測定用の抵抗素子の上部に重ねて設けた前記再生素子の高さ測定用の抵抗素子の抵抗測定値を用いて、前記再生素子の高さをモニタリングしながら行う。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、もう一つの方法として、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、再生素子の上部に記録素子が積層された磁気ヘッド素子が複数形成されたウェハをロウバー毎に切り出す工程と、前記ロウバーをスライダ流入端側に対し前記磁気ヘッド素子側を相対的に多く除去するように傾け、前記記録素子を目標値（設計値）よりわずかに多く残すところまで研磨する工程と、前記再生素子と記録素子のそれぞれの高さを測定し、設計値からの偏差の平均値から位置ずれ補正のためのロウバー傾斜角度を算出する工程と、算出した傾斜角度に基づいて、前記再生素子と記録素子の両者が所望の高さとなるように、前記傾斜角度を変化させながら研磨する工程と、前記ロウバーをスライダ毎に切り離す工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記ロウバー傾斜角度の算出は、前記スライダ内に前記記録素子のスロートハイト測定用に設けた抵抗素子の抵抗測定値を用いて前記記録素子のスロートハイトを測定し、前記再生素子の抵抗測定値を用いて前記再生素子の高さを測定することにより行う。
【００１８】
前記ロウバー傾斜角度の算出は、前記スライダ間に前記記録素子のスロートハイト測定用に設けた抵抗素子の抵抗測定値用いて前記記録素子のスロートハイトを測定し、前記再生素子の抵抗測定値を用いて前記再生素子の高さを測定することにより行う。
【００１９】
前記傾斜加工の後、さらに、前記ロウバー内の各スライダの浮上面を、前記再生素子の高さを個別にモニタリングしながら、傾斜加工後の加工面に平行に数十ｎｍ研磨加工する工程を含む。
【００２０】
前記傾斜加工の後の研磨加工は、前記記録素子のスロートハイト測定用の抵抗素子の上部に重ねて設けた前記再生素子の高さ測定用の抵抗素子の抵抗測定値を用いて、前記再生素子の高さをモニタリングしながら行う。
【００２１】
前記ウェハをロウバー毎に切り出す工程は、前記ウェハの同一のステッパフィールド内に形成されたエリア毎に行うことが望ましい。
【００２２】
前記ロウバー傾斜角度を算出する工程は、前記再生素子と前記記録素子の高さのそれぞれの設計値からの偏差のロウバー内分布の直線近似から、位置ずれ補正のためのロウバー傾斜角度をロウバーの端から端まで直線的に変化する最適値として算出する工程を含み、前記傾斜加工工程は、算出した傾斜角度に基づいて、前記再生素子と前記記録素子の両者が所望の高さとなるように、ロウバーの端から端まで直線的に変化する傾斜角度を徐々に変化させながら研磨する工程を含むものであっても良い。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、スライダと、該スライダの素子面に設けられた再生素子を有する再生ヘッドと、該再生ヘッドに隣接して設けられた記録素子を有する記録ヘッドとを有し、与えられた磁気記録密度から規定される前記再生素子および記録素子のトラック幅に対し、該トラック幅から規定される前記再生素子の高さおよび前記記録素子の高さの統計的分布の標準偏差が、それぞれの高さ寸法の平均値の１０％以内であり、かつ浮上面研磨加工後の浮上面と素子面のなす角の９０度からの偏差の統計的分布の標準偏差が０．１５度以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、再生素子と記録素子のウェハ製造時のずれの方向が相対的にどちらの方向になっていても、両方の素子高さを適切な寸法に揃えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
まず、図２を参照して、薄膜磁気ヘッド（垂直磁気記録ヘッド）３０の構成と動作概念を説明する。垂直磁気記録ヘッド３０はスライダ３（図１参照）の素子形成面に再生ヘッド３１と記録ヘッド３５が積層された磁気ヘッド素子部を有する。再生ヘッド３１はＧＭＲ素子等の再生素子３２を下部磁気シールド３３と上部磁気シールド３４で挟んで構成される。記録ヘッド３５は記録素子（主磁極）３６と、戻り磁極３７と、後部磁極３８と、導体コイル３９で構成される。垂直磁気記録は、二層記録メディア４０の軟磁性裏打層４２と主磁極３６で挟まれた記録層４１に磁界を印加して、記録層４１の磁性体をディスク面に垂直な方向に磁化４４することで情報を記録する磁気記録方式である。図３に、垂直磁気記録ヘッド素子部の概略構成を示す。主磁極３６先端の、書き込みトラック幅と同等まで細く絞り込まれた部分の高さＨをスロートハイトと称するが、図４の、記録磁界強度とスロートハイトＨの関係図に示すように、大きな記録磁界を得るためには、スロートハイトＨをできるだけ短くする必要がある。しかし、この高さが短すぎると記録の書きにじみが生じ、長すぎると、残留磁化による記録後消去が発生してしまうので、非常に高い精度が要求される。勿論、再生素子３２の高さＬも高い精度が要求される。
【００２６】
次に、垂直磁気記録ヘッドの製造工程におけるスライダ浮上面の研磨について、まず基本的な工程を説明する。浮上面研磨加工前に、磁気ヘッドスライダを単品ごとに切り離す工程、次に再生素子の高さＬおよび記録素子のスロートハイトＨを検知しながら単品スライダごとに浮上面を研磨する工程、次に前記浮上面研磨工程において、再生素子と記録素子の不要部分が徐々に除去され、前記両素子の高さが設計値に近づいた際、両素子の高さの検出値から再生素子と記録素子の位置ずれ補正のための傾斜加工の傾斜角を各スライダについて算出する工程、次に、算出した傾斜角に基づき、各スライダに傾斜をかけながら浮上面をさらに研磨し再生素子の高さＬと記録素子のスロートハイトＨを同時に設計通りの寸法に仕上げる工程を経ることで、ウェハ工程での再生素子と記録素子の形成位置ずれを補正する。
【００２７】
この際、浮上面研磨工程の初期に、スライダ流入端側に対し磁気ヘッド素子側を相対的に多く除去するようにスライダを傾け、記録素子を目標値（設計値）よりわずかに多く残すところまで研磨する工程、その時点での再生素子と記録素子のそれぞれの高さを測定し、それぞれの設計値からの偏差から、位置ずれ補正のためのスライダ傾斜角度を算出する工程、算出した傾斜角度に基づいて、再生素子と記録素子の両者が最終的な設計値の高さとなるように、徐々に傾斜角度を変化させながら研磨してゆく工程を経ることで、再生素子と記録素子のウェハ製造時のずれの方向が相対的にどちらの方向になっていても、両方の素子高さを適切な寸法にそろえ、かつスライダの浮上面を単一の平面として形成することができる。
【００２８】
これにより、従来技術のように、傾斜研磨加工を行わず、素子面に対して垂直に浮上面を形成するように浮上面研磨加工を行い、再生素子高さＬのみを基準に加工の終点を決定した場合に生ずる記録素子のスロートハイトＨの寸法ばらつきに起因する記録素子オーバーライト特性不良に比較して、不良率が大幅に低減され、歩留まりが向上する。
【００２９】
傾斜角度については、スライダ内に記録素子のスロートハイト測定用に設計された抵抗体を配置してその抵抗測定値を用いて記録素子のスロートハイトＨを測定し、また再生素子の抵抗測定値から再生素子高さＬを測定し、その両者の値の比較から、必要な傾斜角度を算出する。
【００３０】
傾斜加工の後、各スライダの浮上面を、個別に再生素子高さをモニタリングしながら、傾斜加工後の加工面に平行に数十ｎｍ研磨加工することで、再生素子の高さＬと記録素子のスロートハイトＨを同時に適切な寸法に仕上げる。以下、実施例について詳細に説明する。
＜実施例１＞
図５に、垂直磁気記録ヘッド３０の浮上面と素子面のなす角と記録素子と再生素子のずれ量の幾何学的関係を示す。ウェハ製造プロセス段階で、再生素子３２と記録素子３６の露光位置にδyだけずれがある場合、スライダ浮上面研磨で素子面と浮上面のなす角を９０度からδθだけ傾斜させて加工することで、その位置ずれを補正し、両方の素子の高さを適切な寸法に仕上げることができる。その傾斜角の大きさは、記録素子３６と再生素子３２の間の面間隔をｄとして、δθ＝tan-1（d/δy）≒d/δyである。図６には、記録素子３６と再生素子３２の面間隔を８．５μｍとしたときの、浮上面と素子面のなす角の９０度からの偏差δθと記録素子３６と再生素子３２の位置ずれ補正量δｙの数値的関係の一例を示す。
【００３１】
スライダ３を傾斜させる研磨工程を含むスライダプロセスには複数の方法があるが、記録素子３６と再生素子３２の位置ずれの補正精度の観点から最良の実施の形態は、図１に示すように、粗加工の前に、スライダを単品ごとに切り離して（工程１０２）、個別に粗加工（工程１０３）、仕上げ加工（工程１０４）を行う単品スライダプロセスである。一般に、粗加工での加工量は十数μｍ、仕上げ加工での加工量は数十ｎｍであるため、位置ずれ補正のための傾斜加工は粗加工でのみ行い、仕上げ加工では研磨面に対し平行に加工を行う。図１を参照してスライダ完成までのプロセスを説明する。まずウェハ１を切断して複数個の磁気ヘッド素子を含むロウバー２を切り出す（工程１０１）。続いて、ロウバー２をチップ切断して個々のスライダ３に切り離す（工程１０２）。次に、スライダ３をスライダ傾斜機構４に取り付け、研磨面を回転する研磨定盤（図示せず）に押し当て浮上面の粗加工（傾斜加工）を行う（工程１０３）。続いて、研磨面に対して平行に単品仕上げ加工（傾斜なし）を行う（工程１０４）。次に、スライダ３を浮上面溝加工治具５に搭載し（工程１０５）、浮上面溝加工及び保護膜形成を行い（工程１０６）、スライダ３が完成する（工程１０７）。なお、工程１０３および１０４における研磨加工は、例えば特許文献１に開示されている研磨装置を使用することができる。
【００３２】
しかしながら、実際の記録素子３６と再生素子３２のウェハ製造プロセスでの位置ずれ量は、図７のウェハ上での分布の一例を示す図に見られるように、スライダ３ごとに異なっているため、図８（ａ）のように、記録素子３６が再生素子３２よりも浮上面に相対的に近い側に形成されるものと、逆に、図８（ｂ）のように再生素子３２が記録素子３６よりも浮上面に相対的に近い側に形成されるものとが両方存在する。一般に、記録素子３６は、再生素子３２よりも、素子面の表面に近い側に形成されるため、記録素子３６が、再生素子３２よりも浮上面に相対的に近くなるように形成されていれば、図８（ａ）のように、スライダの流入端側を素子面側より多く除去するように傾斜させ、逆に、再生素子３２が、記録素子３６よりも浮上面に相対的に近くなるように形成されていれば、図８（ｂ）のように、スライダ３の素子面側を流入端側より多く除去するように傾斜させて研磨加工することにより、合わせずれを補正する。
【００３３】
しかしながら、実際には、研磨加工工程の最終局面で、素子の高さが設計寸法に十分に近づかなければ、記録素子３６も再生素子３２も正確な素子の高さが十分な精度で測定できないため、図８（ｂ）のように、再生素子３２が、記録素子３６よりも浮上面に相対的に近くなるように形成されている場合、両方の素子高さが正確に測定できる程度まで加工が進んだ時点で、改めて、スライダ３の素子面側を流入端側より多く除去するように傾斜させると、流入端側をすでに除去しすぎた形状になっている可能性があり、スライダ浮上面が正常に形成されない。
【００３４】
そこで、本発明では、そのような問題を解決して、記録素子３６と再生素子３２の位置のずれが相対的にどちら方向になっていても、適切に傾斜加工による補正をするために、以下のような手順を経ることを特徴とする浮上面研磨加工を行う。図９に、本発明による詳細な浮上面研磨傾斜加工手順を示す。図中の点線は、（ａ）記録素子３６が再生素子３２よりも浮上面に相対的に近い側に形成されている場合、また逆に（ｂ）再生素子３２が記録素子３６よりも浮上面に相対的に近い側に形成されている場合、それぞれの加工中の各瞬間における研磨面である。
【００３５】
すなわち、磁気ヘッド素子側を深めに取るようにスライダ３を傾け、磁気ヘッド素子が浮上面に露出し、さらに最終的な設計上の高さ寸法にある程度近づいて、高さ寸法が十分な感度で測定されるまで加工する（第１ステップ）。続いて、再生素子３２と記録素子３６のそれぞれのその時点での高さ寸法を測定し、それぞれの設計上の高さ寸法からの誤差から、位置ずれ補正のためのスライダ傾斜角度を算出する（第２ステップ）。次に、再生素子３２と記録素子３６の両者が最終的な設計上の高さ寸法となるように、徐々に傾斜角度を変化させながら研磨してゆく（第３ステップ）。再生素子３２と記録素子３６の両者が同時に適切な高さ寸法となったところで加工を終了する（第４ステップ）。続いて、浮上面表面の平滑度と再生素子高さ基準の素子寸法を向上させる目的で、さらに数十ｎｍ程度の除去量をともなう仕上げ加工を行う（第５ステップ：この際、傾斜加工は行わず、記録素子と再生素子は、等量ずつ研磨される）。
【００３６】
このように、位置ずれ補正のための傾斜加工の時点から、スライダ単品を個別に加工するのが、記録素子３６、再生素子３２、それぞれの寸法精度の観点から、最良の実施の形態である。
【００３７】
傾斜角度については、図１０に示すようにスライダ内に記録素子３６のスロートハイト測定用に抵抗体５０を配置し、その抵抗測定値を用いて記録素子３６のスロートハイトＨを測定し、また再生素子３２の抵抗測定値から再生素子高さＬを測定し、その両者の値の比較から、必要な傾斜角度を算出する。
【００３８】
傾斜角度の算出は具体的には次のようにして行う。図１１に記録素子３６のスロートハイト、再生素子３２の高さ、スライダの傾斜角の関係を示すが、H0：記録素子スロートハイトの設計値、L0：再生素子高さの設計値、H1：傾斜角算出時点での記録素子スロートハイト、L1：傾斜角算出時点での再生素子高さ、d：記録素子と再生素子の面間隔とすると、傾斜角算出時点から、最終的な研磨終了時までの必要な傾斜角は、δθ＝tan-1（d/（(H1-H0) -（L1-L0）））≒d/（(H1-H0) -（L1-L0））となる。
【００３９】
図１２は、記録素子のスロートハイトＨ、再生素子の高さＬと、スロートハイト測定用抵抗体５０及び再生素子の抵抗値との関係の一例を示す図である。図に示されるように、抵抗値と素子の寸法は、逆比例の関係にあるため、素子寸法がある程度まで設計値に近づかなければ、十分な精度で寸法を算出することができない。例えば、図１２の例のような特性を持つ抵抗素子の場合、設計値100nm近辺での抵抗変化率の1/10の変化率を示すようになるまで、300nmのところまで近づかなければならない。したがって、例えば、H0：150nm、L0：100nmの目標値に対して、加工途上でL1が300nm に達したとき、H1の測定値が380nmであったとすると、補正に必要な傾斜角は上記の式からδθ＝0.2度となる。
【００４０】
また、一般に、補正に必要な傾斜角は微小であるため、傾斜角算出時点での研磨面が、すでに素子面に対して90度から若干（たとえばプラスマイナス5度程度以内）傾斜していても、上記計算による補正傾斜角の算出にはほとんど支障なく、その時点での傾斜角に、補正角を単純に加算すればよい。
【００４１】
図１０に示すように、記録素子３６のスロートハイト測定用の抵抗体５０に重ねて配置された再生素子高さ測定用抵抗体（粗加工用）７０は、粗加工開始時（再生素子の最終寸法の十数μm手前）から、再生素子の寸法が約1μm程度になるまでの加工量のモニタリングに使用するものであり、上記の傾斜角算出は、その後、再生素子高さの算出を、再生素子自身の抵抗値測定に引き継いだ後に行う。なお、再生素子高さ測定用抵抗体（粗加工用）７０は、記録素子スロートハイト測定用抵抗体５０の下に配置しても良い。
【００４２】
傾斜加工後の単品仕上げ加工は、各スライダ３の浮上面を、個別に再生素子３２自身の抵抗値をモニタリングしながら、傾斜加工後の加工面に平行に数十ｎｍ研磨加工することで、再生素子３２の高さＬと記録素子３５のスロートハイトＨを同時に適切な寸法に仕上げる。
【００４３】
上記実施例１によれば、再生素子と記録素子のウェハ製造時のずれの方向が相対的にどちらの方向になっていても、両方の素子高さを適切な寸法にそろえ、かつスライダの浮上面を単一の平面として形成することができる。また、記録素子のスロートハイトの寸法ばらつきに起因する記録素子オーバーライト特性不良が大幅に低減され、歩留まりが向上する。
＜実施例２＞
図１３は、位置ずれ補正のための傾斜加工を、ロウバーの状態で行う場合の加工工程の一例を示す図である。この実施例では、粗加工となる傾斜加工（工程２０２）までは、ロウバー２の状態で行い、そのあと、個別のスライダに分割するためのチップ切断を行い（工程２０３）、スライダ単品の状態で浮上面表面の平滑度と再生素子高さ基準の素子寸法を向上させるための仕上げ加工を行う（工程２０４）。
【００４４】
図７に示されているずれ量の分布は、ウェハ上スライダのごく一部を抽出したものであり、テータ点をとられていないそのほかのスライダ３は、そのずれ量を滑らかに変化させている。したがって、ロウバー１本分の中でも、ずれ量の平均値成分がある程度存在し、ロウバー単位での傾き補正によっても、ある程度、寸法精度を向上させることができる。
【００４５】
傾斜加工は、ロウバー単位で行うため、図１４に示すように記録素子のスロートハイト測定用に設計された抵抗体５０は、スライダ内、またはスライダ間に配置する。スライダ間に配置する場合は、再生素子の高さ測定用に設計された抵抗体６０も必要なため、スライダ間、ひとつ置きに、再生素子用、記録素子用を交互に配置する。また、図１５に示すように各スライダ間の再生素子用抵抗体６０、記録素子用抵抗体５０の両者を重ね合わせに配置する。寸法精度の観点からは、合計の抵抗体の数を多く配置できる重ね合わせ配置方式の方が、より適した形態である。
【００４６】
図１４、図１５に示すように、ロウバーで研磨加工するために、スライダ間に配置する素子高さ測定用抵抗体には、粗加工用７０、仕上げ加工用、加工終端リファレンス用８０があり、このうち、仕上げ加工用について、記録素子スロートハイト測定用５０と再生素子高さ測定用６０の二種類用意し、それぞれ交互に、または重ね合わせて配置する。これらの抵抗体の測定値により、ロウバー傾斜角を算出することで、再生素子と記録素子の位置ずれを補正する。
【００４７】
記録素子の寸法精度の観点からは、実施例１が最良の形態であるが、より製品の量産に適したプロセスとするためには、上記実施例２のようにロウバープロセスを傾斜加工に適用してもよい。
＜実施例３＞
図１６は、位置ずれ補正のための傾斜加工、およびそのあとの浮上面表面の平滑度と再生素子高さ基準の素子寸法を向上させるための仕上げ加工をロウバーの状態で行う場合の加工工程の一例を示す図である。この実施例では、粗加工となる傾斜加工（工程３０２）と、そのあとの仕上げ加工（工程３０３）までロウバー２の状態で行い、そのあと、個別のスライダに分割するためのチップ切断（工程３０６）を行い、スライダ完成とする。
【００４８】
傾斜加工は、上記実施例２と同じであり、スライダ内、またはスライダ間に配置した各抵抗体の測定値により、ロウバー傾斜角を算出することで、再生素子と記録素子の位置ずれを補正する。
【００４９】
実施例２に比較して、仕上げ加工までロウバーで行うため、寸法精度の観点からはやや劣るが、装置やプロセスは、さらに単純かつ容易であり、より製品の量産に適している。
＜実施例４＞
図７の点線で囲われたひとつひとつの四角形は、素子形成時の露光のステッパフィールドのひとつであり、一般に、ロウバーは、これらのステッパフィールドを、２つ乃至３つ跨いだものとなる。ステッパの原理から、ステッパフィールドとステッパフィールドの継ぎ目のところでは、記録素子と再生素子のずれ量の変化が不連続になる傾向があり、実施例２，３のような、ロウバーに依存したプロセスでは、このステッパフィールドの継ぎ目のところでロウバーを分割したほうが、ロウバー内のずれ量の分布がより均一である。ロウバーの長さが1/2から1/3になることを除き、プロセスの流れは、図１３および図１６とまったく同様である。このように、ステッパフィールドの継ぎ目で分割したロウバー単位で傾斜加工を行ってもよい。それにより、再生素子、記録素子の高さ寸法精度は、実施例２，３より向上する。
＜実施例５＞
ロウバー内のずれ量の分布は、決して均一ではないが、まったくのランダムでもない。したがって、実施例２，３，４のように、ロウバー単位で、傾斜加工を行う際に、ロウバー内全スライダに均等に傾斜を掛ける代わりに、ロウバー内の各スライダの補正傾斜角δθの分布の直線近似から算出される、ロウバーの端から端まで直線的に変化する傾斜をかけて加工してもよい。
【００５０】
図１７に、各スライダの素子ずれ量から算出される補正傾斜角δθのロウバー内分布の一例を示す。この例では、ロウバー内のスライダ数は４５個である。図のデータ点に多少の誤差を伴いつつも、おおむね直線的に分布している。図中の直線は、データ点の直線近似であり、この図の例ではy=0.0023x+0.2448で表される直線となっている。したがって、浮上面研磨加工第２ステップの傾斜角算出工程の後、ロウバーのスライダ番号１の側の端を0.247度、スライダ番号４５の側の端を0.348度となるように傾斜角が直線的に変化するようにロウバー傾斜機構６をセットすれば、実施例２，３，４のように、全体の平均値である0.298度の傾斜を全体に均等にかけるよりも、さらに素子寸法精度が向上する。
【００５１】
次に、上記各実施例の傾斜加工による歩留まり向上効果について以下に説明する。図１８は、傾斜加工を行わない場合の記録素子スロートハイト仕様に対する歩留まりを示す。ウェハプロセスでの記録素子と再生素子の位置ずればらつきは、３σで100nmである。一方、スライダ加工プロセスにおいては、再生素子の高さを基準に加工を行うが、その再生素子高さのばらつきは、ロウバーで仕上げ加工を行った場合、50nm、単品スライダで仕上げ加工を行った場合は、10nmである。ここで、再生素子高さの要求仕様も50nmと考えているので、再生素子高さの観点からの歩留まりロスはここでは考慮しない（実際には、3σで考えているので、99.7%である）。これに対し、記録素子のスロートハイトは、スライダ浮上面と素子面の直角（９０度）からの偏差によって規定されるが、直角を前提に研磨していても、その角度はある程度ばらついてしまう。そのばらつきの大きさは、角度のばらつきを記録素子のスロートハイトのばらつきに換算して、20nm相当である。
【００５２】
したがって、ロウバー粗加工（傾斜なし）の後、ロウバー仕上げ加工（傾斜なし）を行う場合の、記録素子のスロートハイトのばらつき精度は３σで、100nm、50nm、20nmの二乗和の平方根から、113.6nmとなる。これに対し、記録素子スロートハイトの要求仕様50nmは、このようなばらつきを持つ分布の標準偏差σの1.321倍に相当するので、この範囲に収まる分布は全体の母数の81.3%であり、これが、この場合の歩留まりとなる。
【００５３】
また、同様に、ロウバー粗加工（傾斜なし）の後、単品スライダ仕上げ加工（傾斜なし）を行う場合の、記録素子のスロートハイトのばらつき精度は３σで、100nm、10nm、20nmの二乗和の平方根から、102.5nmとなる。同様の計算から、要求仕様50nmは、同分布の標準偏差σの1.464倍に相当するので、この範囲に収まる分布は全体の母数の85.7%であり、これが、この場合の歩留まりとなる。
【００５４】
なお、傾斜加工を行わない場合には、粗加工を単品スライダで行う利点はないので、そのようなプロセスは検討してない。
【００５５】
一方、傾斜加工を行う場合の記録素子スロートハイト仕様に対する歩留まりを図１９に示す。粗加工での傾斜加工による位置ずれ補正をロウバーで行う場合は（実施例２，３）、ロウバー内の各スライダの位置ずれ補正傾斜角の平均値をロウバー全体に均等に掛けるため、ロウバー内の各スライダの位置ずれをすべては補正しきれない。ロウバー単位での位置ずれ補正傾斜加工による精度改善効果は、記録素子のスロートハイトの寸法ばらつきに換算して、ウェハ上での記録素子と再生素子の位置ずればらつきの60%程度である。すなわち、ウェハプロセスでの位置ずればらつきが100nmであれば、記録素子のスロートハイトの寸法のばらつきに換算して60nmとなるということである。
【００５６】
これに対し、スライダ加工プロセスにおいては、上記と同様、基本的に、再生素子の高さを基準に加工を行うが、その再生素子高さのばらつきは、ロウバーで仕上げ加工を行った場合（実施例３）は50nm、単品スライダで仕上げ加工を行った場合は（実施例２）、10nmである。ここで、上記と同様、再生素子高さの要求仕様も50nmと考えているので、再生素子高さの観点からの歩留まりロスはここでは考慮しない。
【００５７】
一方、傾斜加工そのものも、完全に、狙った角度のとおりに仕上がるものではなく、その角度はある程度ばらついてしまう。そのばらつきの大きさは、角度のばらつきを記録素子のスロートハイトのばらつきに換算して、20nm相当である。したがって、ロウバーによる傾斜粗加工の後、ロウバー仕上げ加工（傾斜なし）を行う場合の（実施例３）、記録素子のスロートハイトのばらつき精度は、３σで、60nm、50nm、20nmの二乗和の平方根から、80.6nmとなる。これに対し、記録素子スロートハイトの要求仕様50nmは、この分布の標準偏差σの1.861倍に相当するので、この範囲に収まる分布は全体の母数の93.7%であり、これが、この場合の歩留まりとなる。
【００５８】
ロウバーによる傾斜粗加工のあと、単品スライダによる仕上げ加工を行った場合の（実施例２）記録素子のスロートハイトのばらつき精度は、３σで、60nm、10nm、20nmの二乗和の平方根から、64.0nmとなる。これに対し、記録素子スロートハイトの要求仕様50nmは、この分布の標準偏差σの2.343倍に相当するので、この範囲に収まる分布は全体の母数の98.1%であり、これが、この場合の歩留まりとなる。
【００５９】
また、さらに傾斜粗加工も仕上げ加工も、どちらも単品スライダで行う場合は（実施例１）、傾斜加工による位置ずれ改善効果で、ウェハ上のばらつきは0nmになるが、実際の傾斜加工そのものは、完全に、狙った角度のとおりに仕上がるものではなく、その角度はある程度ばらついてしまう。そのばらつきの大きさは、角度のばらつきを記録素子のスロートハイトのばらつきに換算して、20nm相当である。
【００６０】
したがって、この場合の記録素子のスロートハイトのばらつき精度は、３σで、10nm、20nmの二乗和の平方根から、22.4nmとなる。これに対し、記録素子スロートハイトの要求仕様50nmは、この分布の標準偏差σの6.708倍に相当するので、この範囲に収まる分布は、計算上、全体の母数の100.0%（有効数字、小数点下一桁）であり、これが、この場合の歩留まりとなる。
【００６１】
図１８、図１９にまとめられているように、上記のような寸法ばらつき、要求仕様の関係になっている場合は、いずれの場合においても、傾斜加工を行うことで、十分に有意な歩留まり改善効果があることがわかる。
【００６２】
また、実施例４，５のように、ステッパフィールドごとに分割したロウバーや、ロウバーの中で傾斜角を直線的に変化させて傾斜加工する場合は、上記のロウバー単位での位置ずれ補正傾斜加工による精度改善効果が60%よりさらに良くなり（数字が低くなり）、それぞれに対応して、詳細は省略するが、同様の計算に従いさらなる歩留まり向上の効果がある。
【００６３】
本発明による傾斜加工プロセスの結果、製品スライダに現れる形状的特徴について以下に説明する。磁気ヘッド素子の寸法仕様は、すべて要求される記録密度から規定される。ある与えられた記録密度に対して、それを実現するのに必要なトラック幅Twr、Twwが規定され、そのトラック幅に対して、Twrの80-100%の寸法として、再生素子高さＬが規定される。また同様に、Twrから、それに対応した記録素子スロートハイトＨも規定される。
【００６４】
一般に、素子寸法のばらつき仕様は、ばらつきの３σ（標準偏差の３倍）その寸法の1/3とし、そのばらつき仕様に収まっているものを、製品として出荷する。したがって、製品として市場に出回る素子の寸法は、その平均値のおおむね10%以内に収まっている。
【００６５】
傾斜加工を行わないで、スライダ浮上面と素子面が直角になるように浮上面研磨加工を行った場合の角度のばらつきは、0.15度程度であり、これは、記録素子と再生素子の位置ずれに換算すると、20nmに相当する値である。
【００６６】
しかしながら、ウェハプロセスでの記録素子と再生素子の位置ずればらつきは、100nm程度であり、将来、この位置ずれ精度が改善されても、30nm程度が限界とされているため、再生素子と記録素子の寸法を、両方とも上記仕様に収めるには、傾斜加工を行う必要があり、その場合、スライダ浮上面と素子面のなす角の分布は、0.15度よりも大きな値となる。
【００６７】
以上の説明の通り、本発明の各実施例によるスライダ浮上面の傾斜研磨工程を経ることによって、再生素子と記録素子のウェハ製造時のずれの方向が相対的にどちらの方向になっていても、両方の素子高さを適切な寸法にそろえ、かつスライダの浮上面を単一の平面として形成することができる。また、記録素子のスロートハイトの寸法ばらつきに起因する記録素子オーバーライト特性不良が大幅に低減され、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１による単品浮上面傾斜加工を含むスライダ加工プロセスを示す図である。
【図２】垂直磁気記録ヘッドの構成と動作概念を示す図である。
【図３】垂直磁気記録ヘッド素子部の構成図である。
【図４】垂直磁気記録ヘッドの記録磁界強度と記録素子のスロートハイトとの関係を示す図である。
【図５】垂直磁気記録ヘッドの浮上面と素子面のなす角と記録素子と再生素子のずれ量の幾何学的関係を示す図である。
【図６】垂直磁気記録ヘッドの浮上面と素子面のなす角と記録素子と再生素子のずれ量補正値の数値的関係の一例を示す図である。
【図７】垂直磁気記録ヘッドの記録素子と再生素子のウェハ製造プロセスでの位置ずれのウェハ上での分布の一例を示す図である。
【図８】記録素子と再生素子の位置ずれの形態を示す図で、（ａ）は記録素子が再生素子よりも浮上面に近い側に形成される場合、（ｂ）は再生素子が記録素子よりも浮上面に近い側に形成される場合を示す。
【図９】本発明による、記録素子と再生素子の位置ずれ補正のための浮上面研磨傾斜加工手順を示す図である。
【図１０】素子寸法測定用抵抗体をスライダ内に配置する際に、記録素子スロートハイト測定用と再生素子高さ測定用を重ね合わせて配置する場合の一例を示す図である。
【図１１】垂直磁気記録ヘッドの記録素子のスロートハイト、再生素子高さ、スライダの傾斜角の関係を示す図である。
【図１２】垂直磁気記録ヘッドの記録素子のスロートハイト、再生素子の高さと、高さ測定用抵抗素子の抵抗値の関係の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例２によるロウバー浮上面傾斜加工を含む単品スライダ加工プロセスを示す図である。
【図１４】素子寸法測定用抵抗体をスライダ間に配置する際に、記録素子スロートハイト測定用と再生素子高さ測定用を交互に配置する場合の一例を示す図である。
【図１５】素子寸法測定用抵抗体をスライダ間に配置する際に、記録素子スロートハイト測定用と再生素子高さ測定用を重ね合わせて配置する場合の一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施例３によるロウバー浮上面傾斜加工を含むロウバーに依存したスライダ加工プロセスを示す図である。
【図１７】各スライダの素子ずれ量から算出される補正傾斜角δθのロウバー内分布とその直線近似の一例を示す図である。
【図１８】傾斜加工を行わない場合の記録素子スロートハイト仕様に対する歩留まりを示す図である。
【図１９】傾斜加工を行う場合の記録素子スロートハイト仕様に対する歩留まりを示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…ウェハ、
２…ロウバー、
３…スライダ、
４…スライダ傾斜機構、
５…ロウバー傾斜機構、
６…浮上面溝加工治具、
３０…垂直磁気記録ヘッド、
３１…再生ヘッド、
３２…再生素子、
３３…下部磁気シールド、
３４…上部磁気シールド、
３５…記録ヘッド、
３６…記録素子（主磁極）、
３７…戻り磁極、
３８…後部磁極、
３９…導体コイル、
４０…二層記録メディア、
４１…記録層、
４２…軟磁性裏打層、
４４…垂直磁化、
５０…記録素子スロートハイト測定用抵抗体、
６０…再生素子高さ測定用抵抗体（仕上げ加工用）、
７０…再生素子高さ測定用抵抗体（粗加工用）、
８０…加工終端リファレンス抵抗体。
【図１】
2006331562.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006331562.tif 000007
【図６】
2006331562.tif 000008
【図７】
2006331562.tif 000009
【図８】
2006331562.tif 000010
【図９】
2006331562.tif 000011
【図１０】
2006331562.tif 000012
【図１１】
2006331562.tif 000013
【図１２】
2006331562.tif 000014
【図１３】
2006331562.tif 000015
【図１４】
2006331562.tif 000016
【図１５】
2006331562.tif 000017
【図１６】
2006331562.tif 000018
【図１７】
2006331562.tif 000019
【図１８】
2006331562.tif 000020
【図１９】
2006331562.tif 000021