(57)【要約】【課題】作動時温度を考慮してスライダの媒体対向面を研磨する。【解決手段】スライダの研磨方法は、スライダの研磨に用いられる定盤の研磨面の温度を、スライダの作動時温度まで上昇させるステップＳ４と、スライダの媒体対向面を、作動時温度まで高められた研磨面に押し付けながら研磨するステップＳ５と、を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライダの研磨に用いられる定盤の研磨面の温度を、前記スライダの作動時温度まで上昇させるステップと、
前記スライダの媒体対向面を、前記作動時温度まで高められた前記研磨面に押し付けながら研磨するステップと、
を有する、スライダの製造方法。
【請求項２】
前記スライダの作動時温度は３２３Ｋ以上、３４３Ｋ以下である、請求項１に記載のスライダの製造方法。
【請求項３】
前記スライダの作動時温度まで上昇させるステップは、前記定盤をオーブンで加熱し、その後該オーブンから該定盤を取り出すことを含む、請求項１または２に記載のスライダの製造方法。
【請求項４】
前記スライダは垂直記録方式に用いられる書込素子を含んでいる、請求項１から３のいずれか１項に記載のスライダの製造方法。
【請求項５】
前記の研磨ステップの前に、前記スライダに隣接して設けられる抵抗膜を、抵抗値が所定の範囲内となるまで、該スライダとともに前記研磨面によって研磨するステップを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のスライダの製造方法。
【請求項６】
前記の研磨ステップは該スライダのクラウンおよびキャンバを形成することを含み、前記スライダのＭＲ高さを所定の値に形成する研磨ステップの後に行われる、請求項１から５のいずれか１項に記載のスライダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハードディスクなどに用いられるスライダの製造方法に関し、特に媒体対向面の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スライダは、スライダが多数形成されたウエハをローバーに切り出し、媒体対向面の研磨加工等をおこなった後、ローバーを各スライダに切断して作成される。研磨工程は、ローバーを回転する定盤に押し付けながら、媒体対向面に面して形成された読込素子（ＭＲ素子）の高さが所定値となるようにおこなわれる。その後、最終的な仕上げ研磨がおこなわれ、所定の曲率（クラウン、キャンバ）をもった媒体対向面が形成される。
【０００３】
研磨の際には定盤の温度管理が重要である。そこで、特許文献１，２には、定盤がモーター等の発熱によって熱変形を生じることを防止するため、定盤を水冷構造とする技術が開示されている。特許文献３には、スライダの温度を制御することが記されている。この技術によれば、スライダの基板あるいは保護膜を加熱した状態で研磨し、その後冷却して常温に戻すと、熱膨張率の違いに起因して媒体対向面に傾斜面が形成される。
【特許文献１】特開平５−３２５１２２号公報
【特許文献２】特開平７−２６２５２１号公報
【特許文献３】特開平９−２９３２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハードディスク装置の内部、特にスライダの温度は、作動状態によって大きく異なっている。具体的には、非作動時のスライダの温度は外部環境に依存し、一般的なハードディスク装置の使用温度である２７８Ｋ（５℃）から３２３Ｋ（５０℃）の範囲内にある。作動時は内部の発熱も加わり、スライダ、特に記録再生素子周辺の温度は、最大発熱作動時で３４３Ｋ（７０℃）程度になる。スライダは、磁極とその他の部分（たとえば、スライダの主材料であるＡＬＴｉＣ（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）や保護膜（アルミナ））とで熱膨張率が異なっている。このため、スライダの温度が上昇すると、他の層と比べて熱膨張率の大きい磁極が媒体対向面から記録媒体に向けて突き出しやすくなる。磁極が突き出すと、記録媒体に接触し、破壊を伴う信頼性の低下を招くことがある。ＭＲ素子の熱膨張率も比較的大きいため、同様に記録媒体に接触しやすくなる。近年ハードディスク装置の高記録密度化に対応するため、スライダの低浮上量化が進められており、スライダ作動時における磁極等の突き出しは無視できない問題となっている。
【０００５】
最近では、従来の長手記録（面内記録）方式に代わって、垂直磁気記録方式が現実化されつつある。垂直磁気記録方式の記録素子の磁極は、媒体対向面に対して垂直方向に長く延びているため、この問題は特に深刻である。
【０００６】
従来、スライダの媒体対向面の研摩は室温で行われていたため、実際の作動環境における作動特性（記録再生特性）を改善するためには、試行錯誤によって研摩条件を調整する必要があった。具体的には、研摩液や定盤の前処理の内容等を調整することで、材料毎（ＡＬＴｉＣ、アルミナ、磁極材料）に研摩量を調整していた。しかし、このような試行錯誤に基づく調整では、スライダの形状や材料が異なるごとに研磨条件の調整が必要となり、研磨工程の効率は向上しない。特許文献１，２に記載されているような水冷式の定盤では、定盤の温度を安定させる効果はあるが、実際の作動環境に合せた研磨条件を設定するためには試行錯誤に基づく調整が必要となる。また、定盤に水冷構造を導入するためのコストも必要となる。特許文献３に記載された技術は、各部の熱膨張率の違いを利用してスライダを所望の形状に加工するものであるが、実際の作動環境は考慮されていない。
【０００７】
本発明は、スライダの作動時温度を考慮した媒体対向面の研磨を可能とする、スライダの研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスライダの研磨方法は、スライダの研磨に用いられる定盤の研磨面の温度を、スライダの作動時温度まで上昇させるステップと、スライダの媒体対向面を、作動時温度まで高められた研磨面に押し付けながら研磨するステップと、を有している。
【０００９】
定盤の温度をスライダの作動時温度まで上昇させることによって、スライダの作動時と同じ温度状態が研磨時において実現される。このため、媒体対向面の表面形状を作動時の状態に合せて精度よく調整することができる。また、スライダの形状または材料が変わってもスライダごとに研磨条件を調整する必要性は小さい。
【００１０】
スライダの作動時温度は３２３Ｋ以上、３４３Ｋ以下であることが望ましい。
【００１１】
スライダの作動時温度まで上昇させるステップは、定盤をオーブンで加熱し、その後オーブンから定盤を取り出すことを含んでいることが望ましい。
【００１２】
スライダは垂直記録方式に用いられる書込素子を含んでいてもよい。
【００１３】
研磨ステップの前に、スライダに隣接して設けられる抵抗膜を、抵抗値が所定の範囲内となるまで、スライダとともに研磨面によって研磨するステップを有していてもよい。
【００１４】
研磨ステップはスライダのクラウンおよびキャンバを形成することを含み、スライダのＭＲ高さを所定の値に形成する研磨ステップの後に行われることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によればスライダの作動時温度を考慮した媒体対向面の研磨を可能とする、スライダの研磨方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明のスライダの研磨方法を説明する。まず、図１，２を参照して、本発明が適用されるスライダの一例を説明する。
【００１７】
図１は、単磁極型垂直磁気記録再生ヘッド部を搭載したスライダの斜視図である。スライダ１００は、ＡＬＴｉＣからなる基板１０１上に積層膜からなるヘッド部１０２が形成され、ヘッド部１０２がアルミナからなる保護膜１０３で覆われた構成を有している。ヘッド部１０２は書込素子と読込素子とを含んでいる。スライダの記録媒体（図示せず）と対向する面は媒体対向面Ｓと呼ばれ、スライダ１００の浮上特性を改善するためにレール部１０４が形成されている。ヘッド部１０２は記録媒体が回転するときに空気流が抜けていく側の端部（トレーリングエッジ）に形成されている。ヘッド部１０２は、書込素子および読込素子が記録媒体と微小なギャップを介して対向するように、レール部１０４と同様記録媒体に向けて突き出した凸部１０５を有している。保護膜１０３の表面には書込素子および読込素子と外部との間の電気的接続をとるためのパッド１０６ａ〜１０６ｄが形成されている。
【００１８】
図２は、図１に示すスライダのヘッド部の要部を示す模式図である。同図（ａ）は媒体対向面側からみたヘッド部の要部外観図、同図（ｂ）はヘッド部の積層構造を示す断面図である。ヘッド部１０２は再生部と記録部とを備えている。再生部は、基板１０１の上に積層された下部リードシールド層１と、シールドギャップ絶縁膜２と、ＭＲ素子（読込素子）３と、上部リードシールド層４と、を含んでいる。記録部は、下部ライトシールド層７と、下地層１３と、主磁極層（書込素子）１４と、絶縁膜１９，２０と、コイル２１と、コイル用絶縁膜２２と、上部ライトシールド層２３と、を含んでいる。なお、図２において、無地の部分は、絶縁材料または非磁性材料に対応している。
【００１９】
ＭＲ素子３は媒体対向面Ｓに面して配置され、記録媒体のＭＲ素子３と対向しているビットに記録されている磁気情報を読み取る。ＭＲ素子３は、例えば、巨大磁気抵抗（Giant Magneto-Resistance（ＧＭＲ））素子や、トンネル磁気抵抗（Tunneling Magneto-Resistance（ＴＭＲ））素子である。
【００２０】
下部リードシールド層１と上部リードシールド層４は、パーマロイなどの軟磁性材料によって構成されている。下部リードシールド層１と上部リードシールド層４は、ＭＲ素子３を挟むように形成されており、これによって、ＭＲ素子３の読み取り動作が記録媒体上の隣接ビットからの磁気による影響を受けることを防止している。シールドギャップ絶縁膜２は、Ａｌ2Ｏ3などの絶縁材料により構成されており、ＭＲ素子３と、金属である下部リードシールド層１および上部リードシールド層４との間の電気的絶縁を維持する。シールドギャップ非磁性膜６は、Ａｌ2Ｏ3やＲｕなどの非磁性材料により構成されており、上部リードシールド層４（再生部）と下部ライトシールド７（記録部）の磁気的絶縁を維持する。
【００２１】
下部ライトシールド層７は、パーマロイなどの軟磁性材料により構成されている。下部ライトシールド層７は、主磁極層１４の補助磁極としての機能を有し、主磁極層１４から記録媒体に放射され、記録媒体からヘッド部１０２の方に戻ってくる磁束を吸収する。
【００２２】
下地層１３を介して積層された主磁極層１４は、鉄コバルト合金などの高飽和磁束密度を有する磁性金属材料により構成され、記録媒体の主磁極層１４と対向しているビットに向けて磁束を放射することにより、当該ビットに磁気情報を記録する。主磁極層１４は、コイル２１に電流を流すことにより生成された磁束を記録媒体に向けて放射する。
【００２３】
非磁性膜１７は、Ａｌ2Ｏ3、Ｔｉ、Ｔａなどの非磁性材料で構成されており、媒体対向面Ｓ近傍において、主磁極層１４と上部ライトシールド支持層１８とを磁気的に絶縁し、ライトギャップを形成している。上部ライトシールド支持層１８は、パーマロイなどの軟磁性材料により構成される。上部ライトシールド支持層１８は、上部ライトシールド層２３を支持するとともに、上部ライトシールド層２３と一体となって、補助磁極として機能する上部ライトシールドを構成する。絶縁膜２０は、Ａｌ2Ｏ3などの絶縁材料で構成され、コイル２１と上部ライトシールド支持層１８とを電気的に絶縁する。
【００２４】
コイル２１は、Ｃｕなどの金属により構成されている。コイル２１は、コイル用端子（図示せず）を起点として、上部ライトシールド層２３に巻き付けられるように形成されている。コイル２１は、コイル用リード（図示せず）によって外部から電流を導入されることにより、主磁極層１４が記録媒体へ向けて放射する磁束を生成する。コイル用絶縁膜２２は、フォトレジストなどの絶縁材料によって構成され、コイルの巻線間の電気的絶縁を維持する。
【００２５】
上部ライトシールド層２３は、パーマロイなどの軟磁性材料により構成されている。上部ライトシールド層２３は、上部ライトシールド支持層１８によって支持されており、上部ライトシールド支持層１８と一体となって、補助磁極として機能する上部ライトシールドを構成する。主磁極層１４と上部ライトシールドは磁気的に接続されており、上部ライトシールドに巻き付けられるように形成されているコイル２１に電流が流れることにより、主磁極層１４から放射される磁束を誘導する。上部ライトシールドは、主磁極層１４から記録媒体に放射され、記録媒体からヘッド部１０２の方に戻ってくる磁束を吸収するとともに、主磁極層１４から放射される書込用磁場の勾配形状を矯正する機能を有している。
【００２６】
上部ライトシールド層２３の上には、前述した保護膜１０３が形成されている。
【００２７】
次に、図３に示すフロー図を参照して、以上説明したスライダの媒体対向面の研磨方法について説明する。
【００２８】
（ステップＳ１）まず、ＡＬＴｉＣからなる基板１０１の上に上述したヘッド部１０２および保護膜１０３を形成する。ヘッド部１０２は円形のウエハである基板１０１上に２次元状に形成される。その後ウエハを切断して、複数のヘッド部１０２がバー状に並んだローバーを作成する。
【００２９】
（ステップＳ２）次に、ローバーの媒体対向面Ｓと反対側の面を研磨する。この面はスライダ１００がヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）に組み立てられるときに、ＨＧＡのフレクシャに接合される面となる。
【００３０】
（ステップＳ３）次に、ローバーの媒体対向面Ｓを研磨する。ローバーの隣接するスライダ間にはＲＬＧ(Resistance Lapping Guide)と呼ばれるダミーの抵抗膜が形成されており、研磨の際にこの抵抗膜も同時に研磨される。研磨量はこの抵抗膜の電気抵抗変化を監視することによって制御され、所定のＭＲ高さが形成される。ＭＲ高さとは、図２（ｂ）に示すように、媒体対向面Ｓから媒体対向面Ｓに対して鉛直方向に図ったＭＲ素子の長さ（奥行き）である。なお、研磨の終了後、ＱＳＴ(Quasi Static Test)を実施してもよい。
【００３１】
（ステップＳ４）ステップＳ５の仕上げ研磨の準備として、仕上げ研磨用の定盤をあらかじめオーブンで所定の温度に加熱する。その後、加熱した定盤をオーブンから取り出し、研磨機にセットする。定盤は、Ｓｎ（スズ）からなる下向きに凸状の曲率の付いた円板の表面にダイヤモンド砥粒（約０．１μｍのダイヤモンド粒子）を埋め込んで形成されている。
【００３２】
（ステップＳ５）次に、媒体対向面Ｓの仕上げ研磨をおこなう。具体的には、ラバーに貼り付けられたローバーを加熱した定盤に押付け、潤滑オイルを供給しながら数秒〜数十秒ラップする。この仕上げ加工によって、スライダの媒体対向面に所定の曲率（クラウン、キャンバ）が形成される。
【００３３】
（ステップＳ６）次に、スライダの浮上特性を向上させるため、媒体対向面Ｓにレール１０４および凸部１０５を形成し、ローバーをスライダに切断分離する。
【００３４】
（ステップＳ７）その後、スライダをサスペンションに取り付けＨＧＡを作成する。さらに、浮上量の検査、ＤＰテスト（検査用媒体上を浮上させ記録再生特性を調べるテスト）をおこない、ＨＧＡをハードディスク装置に組込む。
【００３５】
（実施例）上述のステップに従いローバーを作成し、ステップＳ３までをおこなった。次に、定盤をオーブンで７０℃に加熱し、加熱後オーブンから取り出し、研磨機にセットしてローバーの研磨をおこなった。定盤を６０℃、４０℃で加熱した場合についても同様にして研磨をおこなった。さらに、加熱を行わない定盤を用いて常温（２２℃）で研磨をおこなった。その後ステップＳ６をおこない、各部位の媒体対向面における引込み量を常温（２２℃）で測定した。引込み量は基板１０１のヘッド部１０２が成膜された面を基準とした。表１および図４に結果を示す。図４の横軸は定盤の加熱温度を、縦軸は各部位の引込み量を各々示す。また、図５（ａ）には、常温（２２℃）で研磨をおこなったときの、オーバーコート層上面からの深さと媒体対向面における引込み量との関係を、図５（ｂ）には、定盤温度６０℃で研磨をおこなったときの、オーバーコート層上面からの深さと媒体対向面における引込み量との関係を、各々グラフで示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
スライダの各部位の熱膨張率が異なっているため、常温ではスライダの媒体対向面に凹凸が生じている。凹凸の程度は定盤の加熱温度が高いほど大きく、部位別にみると熱膨張率の大きい主磁極層１４の引込み量が最も大きく、ＭＲ素子３がそれに次いで大きくなっている（表１、図４のサンプル）。また、図５（ａ）をみると、常温研磨の場合、主磁極層１４は常温状態で他の部位と比べて相対的に突き出している。これは、６０℃程度の作動時温度では、主磁極層１４が記録媒体に向かってさらに突き出すことを意味している。
【００３８】
ステップＳ５終了後、７０℃で研磨したスライダを７０℃に加熱すると、研磨時の媒体対向面の状況が再現され、ほぼ平坦な媒体対向面が得られた。同様に、６０℃で研磨したスライダを６０℃に加熱すると、研磨時の媒体対向面の状況が再現され、ほぼ平坦な媒体対向面が得られた。これは、６０℃に加熱することによって、磁極部１４やＭＲ素子３が図５（ｂ）に示す表面状態（常温時）から、熱膨張によってオーバーコート層などと同一平面の位置まで戻ることを意味している。これに対して、４０℃で研磨したスライダを６０℃〜７０℃で加熱すると、主磁極層１４やＭＲ素子３は記録媒体を向く方向に逆に突き出した。常温（２２℃）の定盤で研磨したスライダを作動時の上限温度である６０℃〜７０℃で加熱すると、主磁極層１４やＭＲ素子３は記録媒体を向く方向にさらに突き出した。
【００３９】
一般に、主磁極層１４やＭＲ素子３がスライダ作動時に記録媒体に対して突き出すと、記録媒体との距離が小さくなるため、書込性能や読込性能は改善される。しかし、それと同時に主磁極層１４やＭＲ素子３が記録媒体と接触する可能性も増える。ハードディスク装置の高記録密度化のためにスライダ１００の浮上量が小さくなっていくと後者のデメリットが拡大するため、主磁極層１４やＭＲ素子３の突き出し量を抑えるほうがより重要となってくる。
【００４０】
本発明は、このようにスライダの作動時温度まで定盤を加熱し、スライダの媒体対向面を定盤の加熱温度とほぼ等しい温度に維持しながら研磨することによって、スライダ作動時における媒体対向面からの主磁極層１４やＭＲ素子３の突き出しを抑制しようとするものである。すなわち、主磁極層１４やＭＲ素子３は温度上昇に伴って他の部位よりも記録媒体を向く方向に突き出しやすくなるが、その現象を防止するため、突き出し量が最大となる作動時最高温度の状態で媒体対向面の研磨をおこなうのである。
【００４１】
したがって、定盤の加熱温度の上限値はスライダ作動時温度の上限値で決めるのが合理的であり、７０℃程度が望ましい。これ以上の温度にすると、常温時での主磁極層１４等の引込み量が大きくなり、逆に書込性能や読込性能に影響を与える。また、研磨の際には、研磨剤を含んだ液体が回転する定盤の上に少しずつ滴下されて引伸ばされるが、７０℃を超えると研磨剤を含んだ液体がすぐに蒸発してしまい、スムーズな研磨ができない。この観点からも７０℃程度の加熱温度が望ましい。一方、スライダの非作動時の温度は前述のとおり最高５０℃程度であることから、５０℃未満の加熱温度では、作動時に主磁極層１４やＭＲ素子３の突き出しが生じる可能性が高まり、本発明の効果が得られにくくなる。以上より、定盤の温度（オーブン温度）は３２３Ｋ（５０℃）以上、３４３Ｋ（７０℃）以下が好ましい
また、定盤をオーブンで加熱するのは下記の理由により極めて効率的な方法である。すなわち、第１に、オーブンは特に厳密な温度制御を必要としないため、一般的なタイプのものを流用でき、設備コストへの影響が小さい。第２に、研磨機に水路や発熱体等の温度調整手段を設けることは定盤、あるいは研磨機のコストへの影響が大きく、メンテナンス等の手間も増える。研磨機全体を恒温チャンバに入れることも考えられるが、作業者が６０℃〜７０℃のチャンバ内に長時間立ち入ることは困難である。
【００４２】
なお、以上単磁極型垂直磁気記録再生ヘッド部を搭載したスライダを例に本発明を説明したが、本発明は長手記録方式の記録再生ヘッド部を搭載したスライダにも同様に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】単磁極型垂直磁気記録再生ヘッド部を搭載したスライダの斜視図である。
【図２】図１に示すスライダのヘッド部の要部を示す模式図である。
【図３】本発明のスライダの製造方法を示すフロー図である。
【図４】スライダの各部位の媒体対向面における引込み量を示すグラフである。
【図５】スライダの各部位の媒体対向面における引込み量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
３  ＭＲ素子（読込素子）
１４  主磁極層（書込素子）
Ｓ  媒体対向面
１００  スライダ
１０１  基板
１０２  ヘッド部
１０３  保護膜
【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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