(57)【要約】【課題】磁気ヘッド等の電子デバイスの研磨加工においては、使用する砥粒の径を小さくすることによって被加工物の研磨された面の表面粗さを小さくすることができるが、被加工物を研磨する能率は低下することになる。【解決手段】１００ｎｍ以下の小さい径の砥粒を使用して、薄膜磁気ヘッド素子が連なった短冊片７０の浮上面５３となる面を研磨する場合に、研磨荷重を増加すること、研磨定盤８表面に形成したランド２２の幅２４を小さくし、溝２１のピッチを従来よりも小さくして、単位長さあたりのランド２２の数を増加することを同時に行うことによって、研磨能率及び定盤寿命を犠牲にすることなく、研磨面の表面粗さの向上を図ることができる。また、表面粗さが向上することによる製造コストの増加は生じない。【選択図】図１Ａ
2007253274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の磁気記録再生素子と保護膜を形成するステップと、
前記基板を短冊片に切り出すステップと、
同心円状あるいは渦巻状の溝を有し、溝と溝の間のランドに砥粒が埋め込まれた研磨定盤であって、砥粒径（単位ｎｍ）をｘ，ランド幅（単位μｍ）をｙとする座標軸において、直線ｘ＝３０，直線ｘ＝１００，直線ｙ＝４，曲線ｙ＝２．１２１４ｅ０．０２０７Ｘに囲まれる範囲のランド幅を有する研磨定盤を回転させ、砥粒径（単位ｎｍ）をｘ，研磨荷重（単位ｋｇ）をｙとする座標軸において、直線ｘ＝３０，直線ｘ＝１００，直線ｙ＝−０．０５４ｘ＋９．０３，直線ｙ＝−０．０２４ｘ＋４．０１３に囲まれる範囲の研磨荷重で、前記短冊片の浮上面となる面を前記研磨定盤に押し付けて研磨するステップと、
前記研磨した面に浮上レールを形成するステップと、
前記短冊片を前記磁気記録再生素子毎に切断して個々の薄膜磁気ヘッドにするステップと、
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】
前記研磨定盤表面の前記ランド部が占める割合が、約４０％である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】
前記溝の幅が、６μｍ〜２５μｍである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】
前記溝の深さが、４μｍ〜１５μｍである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５】
前記溝の形状が、台形状、又は円弧状、又は楕円状、又は三角形状である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６】
前記砥粒径は、砥粒の中心径である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７】
前記短冊片に切り出すステップの後に、短冊片の切断面を含む両面をラップするステップ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８】
前記研磨ステップの後に、研磨した面に保護膜を形成するステップを含むことを特徴とする請求項７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
同心円状あるいは渦巻状の溝を有し、溝と溝の間のランドに砥粒が埋め込まれた研磨定盤であって、前記砥粒の粒径が３０ｎｍ〜１００ｎｍであり、前記ランドの幅が４μｍ〜１７μｍであり、当該ランドの定盤表面に占める割合が約４０％であることを特徴とする研磨定盤。
【請求項１０】
前記溝の幅が、６μｍ〜２５μｍであり、深さが４μｍ〜１５μｍであることを特徴とする請求項９記載の研磨定盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，磁気ディスク装置に使用される巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）、ＣＰＰ−ＧＭＲ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｌａｎｅ−ＧＭＲ）、スピントンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ）等の再生素子と、記録素子を有する薄膜磁気ヘッドに係り、特にその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置の飛躍的な面記録密度の向上が望まれており、そのためには、薄膜磁気ヘッドの磁気記録媒体（磁気ディスク）に対する浮上量を現状の約１０〜２０ｎｍから大幅に低減させる必要がある。そして、この浮上量の低減化を実現するためには、回転する磁気ディスクに対面させて配置する薄膜磁気ヘッドのスライダ面（浮上面）をより一層高精度に加工することが不可欠である。
【０００３】
一般に、薄膜磁気ヘッドは、次のような工程で作製されている。ウェハ（基板）上に薄膜形成プロセスにより絶縁膜，再生素子，記録素子，保護膜を順次形成し、その後、この基板を切断砥石を用いてローバー（短冊片）に切断する。そして、切断後の表面に残る歪みを両面ラップなどの方法を用いて除去した後、基板上に積層した構造体に対して直交する面を高精度に研磨加工を施して、磁気ディスクに対面するスライダ面（浮上面）を形成する。そして、短冊片から個々の磁気記録再生素子を含む小片を切り出して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【０００４】
ところで、上記の短冊片の研磨方法としては、回転する軟質金属系の定盤上にダイヤモンドなどの砥粒を含んだラップ液を滴下しながら、あるいは、あらかじめダイヤモンドなどの砥粒を埋め込んだ定盤上に砥粒を含まないラップ液を滴下しながら、研磨治具に接着した短冊片を押圧摺動させる方法が用いられている。研磨条件としては、回転する定盤に対して短冊片を張り付けた研磨治具を自公転式に回転させる場合、定盤の回転方向に対して直交する方向にあるいは回転方向と平行に短冊片を揺動させる場合などがある。
【０００５】
しかし、短冊片を構成する部材、即ち基板や絶縁膜，磁気記録再生素子部，保護膜などは、その機械的硬度が互いに異なるため、これらを一様に研磨することは極めて難しい。このため、完成した薄膜磁気ヘッドでは、基板の浮上面と磁気記録再生素子部との間で段差が発生し、この段差が実質的な浮上量の増大をもたらすことになり、磁気ディスクからの情報を効率良く再生することが困難となる不都合を抱えていた。
【０００６】
また、上記短冊片を構成する部材の中でも、磁気記録再生素子部の機械的硬度が小さく、使用した砥粒の悪影響を最も受け易い。即ち、磁気記録再生素子部は下部シールド層と磁気抵抗効果膜と上部シールド層などの積層構造であって、この磁気抵抗効果膜の膜厚が極めて薄いため（例えば、数１０ｎｍ程度）、かかるシールド層から磁気抵抗効果膜を横切るように研磨傷が形成される。
【０００７】
この研磨傷の深さが大きい場合には、研磨加工時の変質層が形成され、薄膜磁気ヘッドそのものの特性やその信頼性に大きな影響を与えるばかりではなく、磁気抵抗効果膜を含む上下シールド層間で電気的な短絡路が形成され、磁気記録再生素子部の機能を遺失させることになる。従って、浮上面に加工段差を発生させないようにすると同時に磁気記録再生素子部に研磨傷を発生させないようにすることが要求されている。
【０００８】
特許文献１には、研磨盤を回転させると共に、薄膜磁気ヘッド素子が形成された磁気ヘッドスライダを含むバーを研磨盤の半径方向に揺動させながら、磁気ヘッドスライダのエアベアリング面を研磨する方法が開示されている。この方法では、第２研磨工程において第１の速度よりも小さい第２の速度で回転する研磨盤により第２の研磨工程が行われる。これによって素子構造材料が基板よりも柔らかいことから、浮上面のうちの素子積層端面の部分が基板断面の部分よりも低くなって（リセスして）しまう加工段差を小さくすることができるとされている。
【０００９】
特許文献２には、研磨定盤の相対的な摺動方向に対して素子部を下流側に向けて磁気ヘッドを配置し、浮上面を研磨定盤に圧接させ、磁気ヘッドに対して摺動方向の上流側から研磨砥粒を供給して研磨する方法が開示されている。これによって、上流側から供給された研磨砥粒は、磁気ヘッドの素子部のない端部から研磨を行い、素子部への過度な研磨は行わず、加工段差を小さくできるとされている。
【００１０】
特許文献３には、研磨定盤の加工に関与するラップ面を平坦にして砥粒をラップ面の全体に均一に定着させることが可能な研磨定盤のラップ面の形成方法が開示されている。これによって、被加工物である磁気ヘッドの素子部分にスクラッチを発生させることなく研磨することができ、また、被加工物の加工時間にばらつきを生じることなく加工できるとされている。
【００１１】
特許文献４には、粒径０．１ｕｍ以下の砥粒を研磨定盤に埋め込む方法が開示されている。この研磨定盤を用いて磁気ヘッドを研磨することによって、磁気ヘッドの素子部分の表面粗さを低減でき、スクラッチの発生を低減できるとされている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２０５５５６号公報
【特許文献２】特開平１１−３１３０４号公報
【特許文献３】特開２００１−５６９２０号公報
【特許文献４】特開平１０−２９６６２０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のように、磁気ディスク装置の面記録密度の向上に対応するために、磁気ヘッドの研磨方法は、研磨方向の改良、研磨液の供給方法，研磨定盤の作製方法等，各種の改善がなされており、磁気ヘッド素子部の加工段差の低減、表面粗さの向上、そしてスクラッチ発生の低減が図られている。しかしながら、砥粒の粒径を小さくした場合の研磨能率の低下に伴う生産性の低下、また、それに伴う研磨定盤の寿命の低下による生産コストの増加に関しては考慮されていない。
【００１４】
一般的に研磨加工においては、使用する砥粒の径を小さくすることによって被加工物の研磨された面の表面粗さを小さくすることができる。しかしながら、使用する砥粒の径を小さくすることは、砥粒１個あたりの切り込みを小さくすることになり、研磨された面の表面粗さは向上するが、被加工物を研磨する能率は低下することになる。
【００１５】
このことは、被加工物１個あたりの加工時間が延びることになるため、単位時間あたりに生産できる磁気ヘッドの数が減少する。すなわち生産性が低下する。また、ダイヤモンド砥粒を埋め込んだ定盤を用いて被加工物を研磨する場合、被加工物を研磨する能率は、加工初期で一番能率が高く、研磨量の増加とともに加工能率が低下する。すなわち被加工物１個あたりの加工時間が延びる。通常はこの加工時間が生産性から要求される時間を越えた時が定盤の寿命となる。寿命を迎えた定盤は、再度ダイヤモンド砥粒を埋め込む処理を行うことによって、再び生産に使用することができる。この再使用は定盤の表面に被加工物のエッジでつく傷が顕著になるまでは繰り返すことができる。使用する砥粒の径を小さくすることは、この定盤寿命も低下することになり、定盤交換の頻度の増加、埋め込み処理を行う回数の増加によって生産コストが増加する。
【００１６】
本発明の目的は、小さい径の砥粒を使用した場合においても、研磨能率および定盤寿命を低下させることなく、薄膜磁気ヘッドの研磨面の表面粗さを向上することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決するため、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、従来よりも小さい径の砥粒を定盤に埋め込んで短冊片を研磨する場合に、研磨荷重を増加すること、定盤表面に形成したランド幅を小さくし、単位長さあたりのランド部（溝に対して凸となっており、砥粒が埋め込まれる部分）の数を増加させることを同時に行うことによって、研磨能率と定盤寿命を犠牲にすることなく、研磨面の表面粗さの向上を実現するものである。
【００１８】
代表的な製造方法においては、
基板上に複数の磁気記録再生素子と保護膜を形成するステップと、
前記基板を短冊片に切り出すステップと、
同心円状あるいは渦巻状の溝を有し、溝と溝の間のランドに砥粒が埋め込まれた研磨定盤であって、砥粒径（単位ｎｍ）をｘ，ランド幅（単位μｍ）をｙとする座標軸において、直線ｘ＝３０，直線ｘ＝１００，直線ｙ＝４，曲線ｙ＝２．１２１４ｅ０．０２０７Ｘに囲まれる範囲のランド幅を有する研磨定盤を回転させ、砥粒径（単位ｎｍ）をｘ，研磨荷重（単位ｋｇｆ）をｙとする座標軸において、直線ｘ＝３０，直線ｘ＝１００，直線ｙ＝−０．０５４ｘ＋９．０３，直線ｙ＝−０．０２４ｘ＋４．０１３に囲まれる範囲の研磨荷重で、前記短冊片の浮上面となる面を前記研磨定盤に押し付けて研磨するステップと、
前記研磨した面に浮上レールを形成するステップと、
前記短冊片を前記磁気記録再生素子毎に切断して個々の薄膜磁気ヘッドにするステップと、
を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、上記製造方法に使用する研磨定盤は、同心円状あるいは渦巻状の溝と、溝と溝の間にランドを有する研磨定盤であって、前記ランドの幅が４μｍ〜１７μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、小さい径の砥粒を使用した場合においても、研磨能率および定盤寿命を低下させることなく、薄膜磁気ヘッドの研磨面の表面粗さを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
まず図２〜図６を参照して、ウェハから切り出したローバー（短冊片）７０、短冊片７０を切断して得た薄膜磁気ヘッド５０（以下、磁気ヘッドと略す）の構成を説明する。図２は短冊片７０の斜視図である。短冊片７０は、約４５個の薄膜磁気ヘッド素子が連結したものであり、長さＬは約２インチで、厚さｔは約０．３ｍｍである。図３に短冊片７０から切断された磁気ヘッド５０の外観を示す。磁気ヘッド５０は、スライダ部５１と薄膜磁気ヘッド部５２とからなり、磁気ディスクと対抗する浮上面５３には磁気ディスク上を滑走する時の姿勢を安定化するための浮上レール５４が形成されている。スライダ部５１の空気流出端面に形成された薄膜磁気ヘッド部５２には、磁気記録再生素子６０（以下、素子と略す）が形成されており、この素子６０が磁気ディスクに対向し、磁気ディスクへの書き込み及び読み込みを行う。
【００２２】
図４に素子６０の近傍の拡大断面を、図５にこの近傍を浮上面側から見た様子を示す。現在、磁気ヘッド５０の浮上量として約１０ｎｍ以下が要求されている。磁気ヘッド５０の浮上面側には、素子６０の磁気シールド６１，６２の面とスライダ部（セラミック基板）５１の面の間に高さの差（素子６０の窪み＝加工段差）が生じている。この加工段差は素子６０とセラミック基板５１及びアルミナ膜６３との硬度差に起因し、浮上面５３の研磨時に生じる。加工段差が大きいことは、磁気ディスク媒体８０から磁気抵抗効果素子６５までの距離が遠くなることを意味する。また、磁気シールド６１，６２はセラミック基板５１、アルミナ膜６３よりも柔らかいため、研磨時に研磨傷が生じやすく、表面粗さが悪化しやすい。表面粗さが悪い場合も実質的に、磁気ディスク媒体８０と磁気抵抗効果素子６５との距離が遠くなることになる。また、磁気抵抗効果素子６５は腐食しやすいため、その表面に図示しないカーボン系の薄膜を形成する場合もあるが、表面粗さが悪い場合には、この薄膜の厚さも厚くしないと腐食防止効果が得られないため、厚く成膜することになる。これも両者の距離を遠くすることになる。従って、この加工段差、表面粗さがわずか数ｎｍといえども、浮上量低減という要求に対して大きな障害となる。
【００２３】
図６に磁気抵抗効果素子６５の近傍をＡＦＭ（原子間力顕微鏡：Ｖｅｅｃｏ社製ＮａｎｏｓｃｏｐｅＩＩＩａ  Ｄ３１００，先端径１０ｎｍのシリコン単結晶プローブ）を用いて、測定範囲５μｍ×５μｍで測定し、その断面を表示した例を示す。素子６０の表面粗さは、図中２つの矢印の間で示される評価長さ２μｍで中心線平均粗さＲａを計算し、評価したものである。中心線平均粗さＲａは約１ｎｍである。
【００２４】
次に、図７を参照して実施例による薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する。Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチタンカーバイト）等からなる４〜６インチサイズのウェハ（基板）上に、薄膜形成プロセスにより、膜厚２〜１０μｍのＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等からなる絶縁膜６３、再生素子及び記録素子からなる磁気記録再生素子６０、膜厚約５０μｍのＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等からなる保護膜６４を形成する（ステップ７０１）。続いて、この基板を切断砥石を用いて１インチから２インチ程度の長さを有する短冊片７０に切断する（ステップ７０２）。続いて、基板上に積層した構造体に対して直交する面（浮上面５３となる面）を、砥粒を埋め込んだ回転する研磨定盤に押し付けて高精度に研磨する（ステップ７０３）。なお、研磨定盤の構成及び研磨方法については、後述する。続いて、研磨した浮上面５３となる面にイオンミリング等により浮上レール５４を形成する（ステップ７０４）。そして、短冊片７０からダイシングやワイヤソー等で個々の磁気記録再生素子６０を含む小片に切断し（ステップ７０５）、薄膜磁気ヘッド５０が完成する。
【００２５】
上記再生素子は、上下の磁気シールド層の間にギャップ膜を介して形成されたＧＭＲ素子、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子、又はＴＭＲ素子などの磁気抵抗効果素子６５であり、記録素子は下部磁極、コイル、上部磁極で構成される誘導型磁気記録素子である。また、上記製造方法において、ウェハを短冊片７０に切断した（ステップ７０２）後に、切断後の表面に残る歪みを両面ラップなどの方法を用いて除去するステップを追加してもよい。さらに、浮上面となる面を研磨した（ステップ７０３）後に、磁気記録再生素子６０の腐食防止のために、その表面にカーボン系の薄膜を形成するステップを追加してもよい。
【００２６】
図８に、上記製造方法において使用される研磨装置の構成を示す。研磨装置は架台６を有し、架台６には円盤状の研磨定盤８が設けられ、この研磨定盤８をまたぐ形で架台６の上にブリッジ５が設置されている。ブリッジ５の上には往復運動駆動装置７が取り付けられ、往復運動駆動装置７に取り付けられた部材上には、直動スライドガイド１０が取り付けられており、これを介してワーク保持装置３が取り付けられている。ワーク保持装置３には脱着可能なワーク保持冶具２が取り付けられ、このワーク保持治具２にワーク１が取り付けられる。ワーク保持治具２の下面（定盤８と向かい合う面）はラッピングにより鏡面に仕上げられており、その平面度は１μｍ以下である。そして、この下面に厚さ０．５〜２ｍｍ程度の粘着性のゴム状弾性体である粘着性弾性体４を貼付し、さらにワーク１となる薄膜磁気ヘッド素子が連なった短冊片７０を貼り付ける。また、ワーク保持装置３には、重り１１が取り付けられており、この重り１１の重量を調整することによって、ワーク１にかかる研磨荷重を調整することができる。
【００２７】
研磨定盤８は、架台６の内部に設けられたモータ（図示せず）などを利用して、架台６に対して水平に回転するようになっている。研磨面となる定盤８の上面は，巨視的には平面となるように機械加工されている一方で、微視的には幅数１０μｍ、深さ数μｍのレコード溝状の溝が同様の機械加工により形成されている。この溝は定盤８の上面における研磨に使用する潤滑液の排出を促す役割を有し、これによってワーク１と研磨定盤８の摺動状態が安定化される。また、溝と溝の間のランドには後述の手順によって半ば埋め込まれた直径３０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の大きさのダイヤモンド砥粒が密に埋め込まれており、この砥粒を用いてワーク１の表面が研磨される。また、図示してないが、架台６の上には潤滑液容器と潤滑液供給機構が設けられ、供給チューブを介して潤滑液が定盤研磨８の表面上に滴下される。そして、セラミック製のリング９が定盤８の表面上に配置され、回転自在のローラで支持することによって研磨定盤８の回転に伴って研磨定盤８上で自転する。これによって、研磨定盤８上に滴下された潤滑液が均一に広げられる。
【００２８】
図９に研磨定盤８の上面を微視的に見た場合のレコード溝状の溝が形成されている様子を示す。このような形状の溝２１とランド２２が研磨定盤８の上面全面に渡って螺旋状あるいは同心円状に形成されている。ここでは、台形状の溝形状を示しているが一例に過ぎず、円弧状，楕円状，三角形状等の各種の形状が使用可能である。
【００２９】
この溝２１とランド２２の形成方法について説明する。図１０に示すように立形旋盤などの定盤取り付け部３１に研磨定盤８を取り付け、図示しない主軸の回転によって定盤取り付け部３１及び研磨定盤８を自転させる。次に、所望の加工量に相当する切り込み量の分だけ、定盤表面に対して切削工具３２を回転軸方向に切り込む。そして、定盤８の内周から外周に向かって切削工具３２を図示しない送り装置で送ることによって、定盤表面を巨視的に平面に加工することができる。
【００３０】
引き続き図１０を参照して、定盤表面に溝２１を形成する方法を説明する。溝２１を形成する場合は、所望の溝形状と同様の形状に整形した切削工具３２を使い、上記の平面に加工した後の研磨定盤８に対して、平面に加工する場合と同様に研磨定盤８を回転させながら、切削工具３２を送ることによって溝２１を形成する。図９に示した溝２１の形状とランド２２の幅は、使用する切削工具３２の形状と研磨定盤８の回転数、切削工具３２の送り速度を調整することによって任意の形状及び幅に形成することができる。本実施例では、ランド幅２４は４μｍ〜１７μｍ、溝幅２３は６μｍ〜２５μｍ、溝深さ２５は４μｍ〜１５μｍとした。なお、上記の方法では立形旋盤を使用したが、同様の加工ができる工作機械であれば、研磨定盤８を加工する工作機械は立形旋盤に限るものではない。
【００３１】
図１１に研磨定盤８に砥粒を埋め込む方法を示す。図示しない主軸に締結された定盤取り付け部４１に研磨定盤８を取り付け、回転させる。これと同時にダイヤモンドスラリ４２を供給しながら、図示しない回転ガイドに回転自在に支持された埋め込み用治具４３を回転させながら定盤表面に押し付けて砥粒を埋め込む。埋め込み用治具４３と研磨定盤８の表面の間に入り込んだ砥粒が定盤表面に押し込まれ、保持される。埋め込み工程の後には、定盤表面に残った、埋め込まれていない砥粒を除去するための洗浄を行う。洗浄方法としては、洗剤および水を使用して洗浄する方法、あるいは、ダイヤモンドスラリの主成分である炭化水素系の溶剤を使用して洗浄する方法がある。
【００３２】
以上述べた工程によって、表面に溝２１とランド２２を形成し、ランド２２に砥粒を埋め込んだ研磨定盤８を回転させながら、薄膜磁気ヘッド素子が連なった短冊片７０であるワーク１を揺動しつつ押し付けることによって、浮上面となる面を研磨加工する。
【００３３】
図１２に薄膜磁気ヘッド素子が形成された短冊片７０を研磨した場合の研磨時間の増加に伴う研磨能率の変化の例を示す。横軸が短冊片を加工した時間を表し、縦軸が各研磨時間での研磨能率（単位時間あたりに被加工物を除去する量）を表す。研磨定盤８への砥粒の埋め込み工程で使用したダイヤモンドスラリ４２に含まれる砥粒の中心径が１３５ｎｍ→１００ｎｍ→６５ｎｍ→３０ｎｍと小さくなるにつれて、研磨初期の研磨能率が低く、また、研磨時間が進んだときの研磨能率の低下も早くなる。このことは、粒径の小さい砥粒を使用する場合には、時間あたりに研磨できる短冊片の数と１度の砥粒固定工程を経た固定砥粒定盤８で研磨できる短冊片の数が少なくなり、製造コストが増加することを示している。
【００３４】
本実施例を検証したときの研磨荷重は１．２ｋｇである。一般に研磨荷重を大きくすると研磨能率は大きくなるが、径１３５ｎｍの砥粒を用いて研磨する場合の研磨荷重を、図４に示す素子高さ６８を検出しながら研磨して、所望の高さで停止して得られる素子高さ６８の精度が悪化せず、かつ、良好な表面粗さが得られることが両立する値として１．２ｋｇに定めた。また、このときの研磨定盤８の表面の溝２１とランド２２の寸法は、溝幅２３が５０μｍ、ランド幅２４が３５μｍ、溝深さ２５が１５μｍである。図１３に、一例として、径６５ｎｍの砥粒を用いて研磨する場合に研磨荷重を増加させたときの、研磨時間の増加に伴う研磨能率の変化を示す。砥粒の径６５ｎｍを使用した場合も研磨荷重を大きくすれば、径１３５ｎｍと同等の研磨能率と定盤寿命が得られることがわかる。図１４にこのときの磁気記録再生素子６０の表面粗さを示す。横軸が研磨能率を縦軸が表面粗さＲａを表す。径６５ｎｍの砥粒を使うことによって、表面粗さは向上しているが、その向上の度合いはわずかである。
【００３５】
この原因は次の理由によると考えられる。図１５に示すように砥粒９１を埋め込む工程を経た研磨定盤８で短冊片７０の浮上面５３を研磨する場合、砥粒９１は定盤表面に埋め込まれているが、その砥粒の半分から１／４程度は定盤表面から突き出している。研磨時には、この突き出しによって、短冊片７０の浮上面５３と定盤表面の間に潤滑液９２が満たされ、浮上面５３と研磨定盤表面は適当な距離を保って摺動しており、砥粒９１と浮上面５３が接触した部分では砥粒９１が浮上面５３を削り取っている。しかしながら、砥粒９１の径が小さくなると、砥粒９１の突き出しが小さくなり、浮上面５３と研磨定盤表面の距離が小さくなる。ところが、定盤表面のランド２２の幅２４は、砥粒径１３５ｎｍのときと同じであったために、潤滑液の供給源である溝２１からランド２２の中心付近に対する潤滑液の供給経路は、浮上面５３と定盤表面の距離が小さくなることによって、その断面積が小さくなる。その結果、摺動時に安定した潤滑液９２の膜厚を保つことができずに定盤表面と短冊片７０の素子部６０が直接接触して、スクラッチ等の面荒れを起こしてしまう。これが、小さな径の砥粒を使用しても効果的に表面粗さＲａが向上しない原因である。
【００３６】
これを解決するために、本実施例においては、砥粒径の減少に伴う短冊片と研磨定盤表面の距離の減少に合わせて、ランド幅２４を減少させることにした。ランド幅２４は４μｍ〜１７μｍである。これによって、潤滑液の供給断面積の減少に対応して供給経路を短くすることができ、摺動時の潤滑液の膜厚を安定に保つことができる。
【００３７】
図１６に砥粒径６５ｎｍ、研磨荷重３．６ｋｇの研磨条件で、ランド幅２４を減少させた場合の磁気記録再生素子６０の表面粗さを示す。ランド幅２４を３５μｍ→１７μｍ→８μｍと減少させると表面粗さが向上することがわかる。このとき、ランド幅２４を減少させるとともに溝幅２３を減少させることによって、単位長さあたりのランド２２の数を増加させ、定盤表面のランド２２が占める割合を約４０％と一定にして面圧を一定に保っている。
【００３８】
以上述べたように、砥粒径の減少に合わせてランド幅２４を小さくし、研磨荷重を大きくすることによって、研磨能率と定盤寿命を犠牲にすることなく、良好な表面粗さを得ることができる。このことが成り立つ範囲を３０〜１００ｎｍの砥粒径を使用して種々のランド幅と研磨荷重について確認した結果を図１Ｃ、図１Ｄに示す。図中、「Ｇｏｏｄ」と表示した条件において良好な表面粗さを得ることができた。図１Ｃ，図１Ｄで「Ｇｏｏｄ」と表示した部分の砥粒径に対するランド幅の範囲を図１Ａの斜線部に示す。図１Ａの斜線で示した部分は、砥粒径をｘ，ランド幅をｙとした座標軸において、直線ｘ＝３０，直線：ｘ＝１００，直線：ｙ＝４，曲線ｙ＝２．１２１４ｅ０．０２０７Ｘに囲まれる範囲を示す。図１Ｂの斜線部に、図１Ｃ，図１Ｄで「Ｇｏｏｄ」と表示した部分の砥粒径に対する研磨荷重範囲を示す。図１Ｂの斜線で示した部分は、砥粒径をｘ，研磨荷重をｙとした場合、直線ｘ＝３０，直線ｘ＝１００，直線：ｙ＝−０．０５４ｘ＋９．０３，直線：ｙ＝−０．０２４ｘ＋４．０１３に囲まれる範囲を示す。図１Ａと図１Ｂの斜線で示した部分を同時に満足するランド幅と研磨荷重を使用することによって良好な加工結果が得られる。図１Ａ、図１Ｂに示した丸印は、図１６に示した砥粒径６５ｎｍ、ランド幅８μｍ、研磨荷重３．６ｋｇの研磨条件を示している。
【００３９】
なお、上記した実施例において使用した研磨装置は、研磨荷重は重りの重量を調整することによって調整したが、研磨荷重をエア・シリンダあるいはボイス・コイル・モータのような印加力を調整できる機構を有した研磨装置においては、印加力を調整することによって研磨荷重を調整することが可能である。研磨荷重の印加方法の相違は本実施例の効果に影響を与えることはない。
【００４０】
また、上記実施例において説明した研磨方法は、薄膜磁気ヘッド素子が連なった短冊片を対象としているが、短冊片の長さ、すなわち、短冊片に含まれる薄膜磁気ヘッド素子の数の大小は本実施例の効果に影響を与えるものではない。
【００４１】
なお、上記実施例では磁気ヘッドの加工を前提に説明したが、磁気ヘッドと同様にセラミックス系の基板からなる種々の電子デバイス素子の加工にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】実施例による製造方法における研磨定盤の砥粒径とランド幅の範囲を示す図である。
【図１Ｂ】実施例における研磨に用いる砥粒径と研磨荷重の範囲を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ａ及び図１Ｂの範囲の根拠となる評価データの図である。
【図１Ｄ】図１Ａ及び図１Ｂの範囲の根拠となる評価データの図である。
【図２】薄膜磁気ヘッド素子が連なった短冊片の斜視図である。
【図３】薄膜磁気ヘッドの外観図である。
【図４】磁気記録再生素子部の拡大断面図である。
【図５】磁気記録再生素子部を浮上面から見た図である。
【図６】磁気記録再生素子部の表面粗さのＡＦＭ測定例を示す図である。
【図７】実施例による薄膜磁気ヘッドの製造方法の工程図である。
【図８】短冊片の研磨装置の構成図である。
【図９】研磨定盤表面の形状を示す部分拡大図である。
【図１０】研磨定盤表面に溝を形成する方法を示す図である。
【図１１】研磨定盤のランドに砥粒を埋め込む方法を示す図である。
【図１２】研磨に用いる砥粒の径と研磨能率の関係を示す図である。
【図１３】研磨荷重と研磨能率の関係を示す図である。
【図１４】研磨能率と磁気記録再生素子部の表面粗さとの関係を示す図である。
【図１５】研磨定盤表面の砥粒と潤滑液と磁気記録再生素子部の関係を示す模式図である。
【図１６】研磨定盤のランド幅を変化させたときの研磨能率と磁気記録再生素子部の表面粗さとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…ワーク、
２…ワーク保持治具、
３…ワーク保持装置、
４…粘着性弾性体、
５…ブリッジ、
６…架台、
７…往復運動駆動装置、
８…研磨定盤、
９…セラミック製のリング、
１０…直動スライドガイド、
１１…重り、
２１…溝、
２２…ランド、
２３…溝幅、
２４…ランド幅、
２５…溝深さ、
３１…定盤取り付け部、
３２…切削工具、
４１…定盤取り付け部、
４２…ダイヤモンドスラリ、
４３…埋め込み用治具、
５０…薄膜磁気ヘッド、
５１…スライダ部、
５２…薄膜磁気ヘッド素子部、
５３…浮上面、
５４…浮上レール、
６０…磁気記録再生素子、
６１，６２…磁気シールド、
６３…絶縁膜（アルミナ膜）、
６４…保護膜（アルミナ膜）、
６５…磁気抵抗効果素子、
６８…素子高さ、
７０…短冊片、
８０…磁気ディスク媒体、
９１…砥粒、
９２…潤滑液。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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