(57)【要約】【課題】磁気ヘッドのような積層構造に形成された研磨対象物を正確に研磨加工することができる研磨加工方法を提供する。【解決手段】研磨面側が積層構造に形成された研磨対象物１０を、積層方向に研磨を進める研磨加工方法であって、前記研磨対象物１０の外面に、研磨面を前記研磨対象物の研磨面と同一の向きとしてダミーサンプル１２ａ〜１２ｄを固定して形成された研磨用のワーク２０を使用するとともに、研磨面側に、大きさあるいは形状が層ごとに異なるラッピングモニター１６ａ、１６ｂ、１６ｃが複数層に積層して形成されたダミーサンプル１６を使用し、前記ワーク２０を研磨した際にあらわれる、前記ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの研磨面におけるラッピングモニター１６の形状により、前記ワーク２０の研磨面の傾きをモニターしながら研磨加工を進める。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面側が積層構造に形成された研磨対象物を、積層方向に研磨を進める研磨加工方法であって、
前記研磨対象物の外面に、研磨面を前記研磨対象物の研磨面と同一の向きとしてダミーサンプルを固定して形成された研磨用のワークを使用するとともに、
研磨面側に、大きさあるいは形状が層ごとに異なるラッピングモニターが複数層に積層して形成されたダミーサンプルを使用し、
前記ワークを研磨した際にあらわれる、前記ダミーサンプルの研磨面におけるラッピングモニターの形状により、前記ワークの研磨面の傾きをモニターしながら研磨加工を進めることを特徴とする研磨加工方法。
【請求項２】
前記ワークは、前記研磨対象物を複数のダミーサンプルによって囲む配置に設けられ、
前記各々の前記ダミーサンプルの研磨面側に、前記ラッピングモニターが形成されていることを特徴とする請求項１記載の研磨加工方法。
【請求項３】
前記ラッピングモニターは、平面形状が同一に、かつ同芯となる平面配置に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の研磨加工方法。
【請求項４】
研磨面側が積層構造に形成された研磨対象物を、積層方向に研磨を進める研磨加工方法であって、
前記研磨対象物の外面に、研磨面にあらわれる端面形状が研磨量とともに変化するラッピングモニターが外側面に形成されたダミーサンプルを固定して形成された研磨用のワークを使用し、
前記ワークを研磨した際にあらわれる、前記ラッピングモニターの端面の形状により、前記ワークの研磨面の傾きをモニターしながら研磨加工を進めることを特徴とする研磨加工方法。
【請求項５】
前記ワークは、前記研磨対象物を複数のダミーサンプルによって囲む配置に設けられ、
前記ラッピングモニターは、前記ワークの外側面に設けられていることを特徴とする請求項４記載の研磨加工方法。
【請求項６】
前記研磨対象物は、ヘッドスライダであり、該ヘッドスライダの素子部が形成された面側に研磨加工を施すことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の研磨加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨加工方法に関し、より詳細には、積層構造に形成された研磨対象物について、積層方向に正確に研磨加工することを可能にする研磨加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置に用いられる磁気ヘッドは、アルチック（AlTiC)からなるウエハ基板に、磁性層、絶縁層等を所定のパターンにしたがって複数層に積層して形成した後、個片に分割しヘッドスライダーとして形成される。
磁気ヘッドに形成されるリード素子およびライト素子はきわめて微細なパターンに形成されるため、その構造、とくに層ごとに設計通りのパターンに形成されているか否かを確認したり、不良障害が発生した際に、積層構造を検査したりする場合がある。
磁気ヘッドのような多数層に積層された研磨対象物について、層ごとにパターンを検査するには、研磨対象物を層方向に正確に研磨し、検査対象層を露出させる必要がある。
【０００３】
半導体ウエハや配線基板の製造工程においては、ワークの表面を平坦化するために、ワークを研磨加工する方法が広く行われている。これらの研磨加工において、研磨面が成膜面に平行になるように制御する方法として、研磨対象物の膜厚を測定しながら研磨加工する方法や、研磨対象物に研磨量を検知するモニターを設けて研磨加工する方法が行われている。
【特許文献１】特開平５−４６９４４号公報
【特許文献２】特開平１０−２３０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、磁気ディスク装置に用いられる磁気ヘッドのような、小型でかつリード素子、ライト素子のようなきわめて微細な薄膜からなるパターンが、積層して形成されている対象物を研磨する場合は、きわめて高精度に研磨加工を行う必要がある。
本発明は、磁気ヘッドのような微細なパターンが高精度に形成されている製品について、研磨対象物を正確にかつ容易に研磨することを可能とし、研磨対象物の積層構造を正確に検査することを可能にする研磨加工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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、研磨面側が積層構造に形成された研磨対象物を、積層方向に研磨を進める研磨加工方法であって、前記研磨対象物の外面に、研磨面を前記研磨対象物の研磨面と同一の向きとしてダミーサンプルを固定して形成された研磨用のワークを使用するとともに、研磨面側に、大きさあるいは形状が層ごとに異なるラッピングモニターが複数層に積層して形成されたダミーサンプルを使用し、前記ワークを研磨した際にあらわれる、前記ダミーサンプルの研磨面におけるラッピングモニターの形状により、前記ワークの研磨面の傾きをモニターしながら研磨加工を進めることを特徴とする。
【０００６】
前記ワークは、前記研磨対象物を複数のダミーサンプルによって囲む配置に設けられ、前記各々の前記ダミーサンプルの研磨面側に、前記ラッピングモニターが形成されていることにより、前記研磨対象物の研磨面の向きをより高精度にモニターして研磨加工を施すことができる。
また、前記ラッピングモニターは、平面形状が同一に、かつ同芯となる平面配置に設けられていることによって、研磨面の傾きを的確に検知することができる。
【０００７】
また、研磨面側が積層構造に形成された研磨対象物を、積層方向に研磨を進める研磨加工方法であって、前記研磨対象物の外面に、研磨面にあらわれる端面形状が研磨量とともに変化するラッピングモニターが外側面に形成されたダミーサンプルを固定して形成された研磨用のワークを使用し、前記ワークを研磨した際にあらわれる、前記ラッピングモニターの端面の形状により、前記ワークの研磨面の傾きをモニターしながら研磨加工を進めることを特徴とする。
前記ワークは、前記研磨対象物を複数のダミーサンプルによって囲む配置に設けられ、前記ラッピングモニターは、前記ワークの外側面に設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る研磨加工方法は、ヘッドスライダの素子部が形成された面側に研磨加工を施す場合にとくに好適に用いられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る研磨加工方法によれば、ダミーサンプルによって研磨対象物を確実に支持することができ、研磨対象物の研磨面を安定した向きに保持して研磨加工することができる。また、ワークを研磨した際にあらわれる、ダミーサンプルに形成したラッピングモニターを確認することにより、ワークの研磨面の向きをモニターしながら研磨加工することができ、研磨対象物を高精度に研磨加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面とともに詳細に説明する。なお、以下の説明においては、研磨対象物として磁気ヘッド（ヘッドスライダ）を対象として説明するが、本発明方法は、磁気ヘッドの研磨加工に限定されるものではない。
【００１０】
（研磨加工方法）
図１は、研磨装置を用いて磁気ヘッド（ヘッドスライダ）を研磨加工する際のワーク２０の構成を示す。
図１に示すように、研磨対象物であるヘッドスライダ１０を研磨する際に、本実施形態においては、ヘッドスライダ１０と同様の直方体状に形成したダミーサンプル１２ａ〜１２ｄを用意し、これらのダミーサンプル１２ａ〜１２ｄによりヘッドスライダ１０の４面を囲むように支持してワーク２０とする。
【００１１】
ヘッドスライダ１０を支持する一対のダミーサンプル１２ａ、１２ｂは、ヘッドスライダ１０を厚さ方向に挟む配置とし、他の一対のダミーサンプル１２ｃ、１２ｄは、ヘッドスライダ１０の側面を挟む配置として、ワーク２０が全体としてブロック状となるようにする。
図２に、ヘッドスライダ１０の外形形状を示す。ヘッドスライダ１０の浮上面（ABS面）には浮上パターンが形成されるが、全体としてヘッドスライダ１０は直方体状となる。図は、浮上パターンを省略して描いている。ヘッドスライダ１０には、アルチックからなる基材１０ａの長手方向の端面に素子部１１が形成されている。素子部１１は、基材１０ａの厚さ方向（図の長手方向Ａ）に、所定パターンに順次成膜して積層した積層構造に形成される。
【００１２】
図１に示すワーク２０は、ヘッドスライダ１０の素子部１１が形成された面がワーク２０の端面に露出する配置とする。ヘッドスライダ１０とダミーサンプル１２ａ〜１２ｄは、接着剤を用いて一体に接着する。ヘッドスライダ１０とダミーサンプル１２ａ〜１２ｄを接着する際には、ヘッドスライダ１０の研磨面とダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの研磨面を平行に、通常は、ヘッドスライダ１０とダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの研磨面が面一となるようにする。
【００１３】
図３は、研磨装置を用いてワーク２０を研磨加工する方法の概略構成を示す。加圧部３２にワーク２０の裏面側を接着し、研磨板３０の表面に、ワーク２０の研磨面を向けて加圧部３２によりワーク２０を研磨板３０に加圧しながら研磨する。
【００１４】
本実施形態の研磨加工方法において特徴的な構成は、ワーク２０のダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの研磨面にラッピングモニターを設け、ワーク２０を研磨した際にダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの研磨面にあらわれるラッピングモニターの形態（形状）から、ワーク２０の研磨状態を把握できるようにしたことにある。
図４にダミーサンプル１２ａ〜１２ｄにラッピングモニター１４を設けた状態を平面方向から見た状態を示す。ラッピングモニター１４は、各々のダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの長手方向の両端に一つずつ、合わせて８個形成されている。
【００１５】
図５に、ダミーサンプル１２ａに設けたラッピングモニター１４の配置を示す。
図５（ａ）は、ダミーサンプル１２ａの表面近傍を断面方向から見た状態を示す。ラッピングモニター１４は、積層方向に離間して３層に積層して形成されている。
図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ダミーサンプル１２ａに形成された、表面側から第１層目、第２層目、第３層目のラッピングモニター１４ａ、１４ｂ、１４ｃの平面形状を示す。ラッピングモニター１４ａ、１４ｂ、１４ｃはいずれも平面形状が正方形に形成され、第１層目から第２層目、第３層目になるにしたがって平面形状が、順次、大きくなるように形成されている。
【００１６】
各層のラッピングモニター１４ａ、１４ｂ、１４ｃの正方形の中心位置は共通である。図４は、これらのラッピングモニター１４ａ、１４ｂ、１４ｃを透視した状態を示したもので、ラッピングモニター１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、平面方向からは、重複した位置関係にある。
他のダミーサンプル１２ｂ、１２ｃ、１２ｄについても、まったく同様に、すなわち層間の厚さも、各層におけるラッピングモニターの形態も同一となるようにラッピングモニター１４を形成する。
【００１７】
こうして、ワーク２０を組み立てているダミーサンプル１２ａ〜１２ｄは、各々の研磨面に、厚さ方向に一定間隔離間して積層された、平面形状が正方形のラッピングモニター１４ａ、１４ｂ、１４ｃを備えることになる。
なお、ラッピングモニター１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、ワーク２０を研磨して研磨面に露出した際に、その端面形状が研磨面上で識別して視認できるものであればよく、材質等が限定されるものではない。層間にアルミナ等の絶縁層を形成し、配線等をパターン形成する方法と同様にしてラッピングモニター１４を金属を用いて形成すればよい。
【００１８】
図６は、ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄに上述したラッピングモニター１４が形成されたワーク２０を研磨加工した状態を示す。
図６（ａ）は、ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの第１層目のラッピングモニター１４ａが研磨され、第２層目のラッピングモニター１４ｂまで露出した状態を示す。この例では、ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄのすべてのラッピングモニター１４について、第２層目のラッピングモニター１４ｂが露出している。この状態は、ワーク２０が研磨板３０の研磨面に対して平行に研磨加工されていること、すなわちヘッドスライダ１０は成膜面に平行に研磨されている。
【００１９】
一方、図６（ｂ）では、ダミーサンプル１２ａ、１２ｃの一方のラッピングモニター１４については、第２層目のラッピングモニター１４ｂが露出しているのに対して、残りのラッピングモニター１４は第１層目のラッピングモニター１４ａが露出している。このワーク２０の研磨面におけるラッピングモニター１４の露出形状は、ワーク２０の右下のコーナー部近傍においては、他の部位よりも研磨が進んでいることを示している。
【００２０】
本実施形態の研磨加工方法によれば、ワーク２０の研磨加工を進めるにしたがってダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの研磨面に露出するラッピングモニター１４の形状が変化することから、研磨面におけるラッピングモニター１４の形状を確認するだけで、ワーク２０が正常に研磨されているか否かを判定することができる。ラッピングモニター１４の露出面における形状を確認してワーク２０が研磨板３０に対して傾いて研磨されていることがわかったら、加圧部３２におけるワーク２０の取り付けを調整したり、加圧部３２による押圧を調整したりすることによって、正常に研磨加工が進むようにする。
【００２１】
ヘッドスライダ１０の積層構造を検査する場合は、ある特定の層を露出させてパターンを検査した後、さらに研磨を進めて他の層のパターンを検査するといったように、順次、研磨加工を繰り返して検査する。したがって、ヘッドスライダ１０を検査する際に、ワーク２０が正確に研磨されているか否かを判定しながら研磨加工を進める方法は、ヘッドスライダ１０のような積層構造を検査する方法として有効である。
【００２２】
なお、ヘッドスライダ１０のような薄膜構造からなる研磨対象物を研磨加工する場合は、これらの積層構造と同程度の層間隔となる積層構造にラッピングモニター１４を積層して形成する必要がある。ラッピングモニター１４の積層間隔が研磨対象物の層厚にくらべて大き過ぎると、各層の積層構造に区分して研磨状態をモニターすることができないからである。
また、ヘッドスライダのような、薄膜層を多層に積層して形成された研磨対象物の研磨面の向きを正確にモニターするには、ラッピングモニター１４についてもモニターの積層間隔を微小とし、多層に形成する必要がある。上述した実施例はラッピングモニター１４を３層に形成した例であるが、ラッピングモニターの積層数は適宜設定すればよい。
【００２３】
（ラッピングモニターの例）
図７は、ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄに形成するラッピングモニターを円形の平面形状に形成した例を示す。図７（ａ）は、ラッピングモニター１６を平面方向から透視した状態、図７（ｂ）がラッピングモニター１６ａ、１６ｂ、１６ｃの断面構造を示す。
前述したラッピングモニター１４ａ、１４ｂ、１４ｃと同様に、ラッピングモニター１６ａ、１６ｂ、１６ｃも、第１層目、第２層目、第３層目に進む順に、平面形状が大きくなるように設定している。本実施形態においても、ラッピングモニター１６ａ、１６ｂ、１６ｃを３層に積層した例を示すが、ラッピングモニター１６の積層数が限定されるものではない。
【００２４】
図８は、ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄに形成するラッピングモニター１７を三角形の平面形状としたものである。この場合も、第１層、第２層、第３層のラッピングモニター１７ａ、１７ｂ、１７ｃの大きさを層ごとに変える設定としている。
このように、ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄに形成するラッピングモニターを積層方向に複数層に形成し、かつ層ごとにラッピングモニターの大きさあるいは平面形状を相異させることによって、研磨面にどの層のラッピングモニターが露出したかを確認することができる。そして、研磨面に露出するラッピングモニターから、ワーク２０の傾き方向、傾き度合いを知ることができる。
【００２５】
図８に示すラッピングモニター１７は、図８（ｂ）に示すように、第１層目、第２層目、第３層目に進むにつれて、ラッピングモニター１７ａ、１７ｂ、１７ｃの大きさが徐々に小さくなるように設定している。このように、ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄにラッピングモニターを形成する場合に、ラッピングモニターの大きさは、積層方向に小から大となる配列としてもよいし、大から小となる配列としてもよい。
【００２６】
図８（ｃ）は、三角形の平面形状に形成するラッピングモニター１８の他の形成例を示す。この実施形態においては、隣り合ったダミーサンプルに形成するラッピングモニター１８を、境界位置で背中合わせになるように配置している。このようなラッピングモニター１８の配置とすると、平面形状が長方形となるワーク２０の４つのコーナー部の近傍にラッピングモニター１８がそれぞれ集中して配置される。ワーク２０のコーナー部の近傍にラッピングモニター１８を配置することにより、ワーク２０を研磨加工した際のワーク２０の研磨面の傾斜度合を的確に判定することができる。ワーク２０の研磨面の面方向が水平方向から変位する変位量は、ワーク２０のコーナー部近傍においてもっとも大きな変位としてあらわれるからである。
【００２７】
図９は、ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄに形成するラッピングモニターの他の例を示す。この実施形態においては、研磨対象物であるヘッドスライダ１０を囲むダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの外面に露出する面にラッピングモニター１９を形成している。
図９（ａ）は、ワーク２０を平面方向から見た状態であり、ワーク２０の外面にラッピングモニター１９が形成されていることを示す。図９（ｂ）は、ダミーサンプル１２ａのラッピングモニター１９を形成した面を正面方向から見た状態である。本実施形態におけるラッピングモニター１９は、ワーク２０を研磨した際に、研磨面にあらわれるラッピングモニター１９の端面形状が研磨量とともに変化する形態に設ける。
【００２８】
図９（ｂ）は、ラッピングモニター１９の正面形状を三角形に形成した例である。ラッピングモニター１９を正面形状において三角形に形成すると、ラッピングが進むとともに研磨面に露出するラッピングモニター１９の端面（線状に露出する部分）の長さが長くなる。
図９（ｃ）は、ワーク２０を研磨した際にあらわれるラッピングモニター１９の露出例を示す。ラッピングモニター１９ａは、他のラッピングモニター１９にくらべて露出端面の長さが短くなっている。このことから、ラッピングモニター１９ａの部分については、研磨量が他の部位よりも少ないことがわかる。
【００２９】
ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの側面にラッピングモニター１９を設けるには、ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの側面上に、たとえば金属パターンをパターニングする方法によって形成すればよい。ダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの側面にラッピングモニター１９を形成する方法は、複数のラッピングモニターを積層して形成する方法とくらべてラッピングモニター１９を形成しやすいという利点がある。
図９（ａ）に示すように、ラッピングモニター１９は、ワーク２０の外面に配置するから、ラッピングモニター１９はダミーサンプル１２ａ〜１２ｄの一方の側面のみに設ければよい。
なお、ラッピングモニター１９の形状は、研磨方向の端面形状が異なる形状であればよく、三角形状に限定されるものではない。
【００３０】
本発明に係る研磨加工方法においては、上述したように、研磨面にあらわれるラッピングモニターの形状を確認するのみで、ワーク２０が水平に（研磨板に対して平行に）研磨されているか否かを判定することができる。また、ワーク２０の研磨面の向きがわかることから、ワーク２０の加圧部３２における取り付けを修正したり、ワーク２０の加圧方法を修正することによって高精度の研磨加工が可能となる。これによってヘッドスライダ１０のような多層に薄膜が積層された研磨対象物であっても、高精度に研磨加工を行うことができ、研磨対象物の積層構造を的確に検査することができる。
【００３１】
上述した実施形態においては、ヘッドスライダ１０を４つのダミーサンプル１２ａ〜１２ｄによって４辺を囲むようにして支持し、ワーク２０の全体をブロック状とした。このようにワーク２０をブロック状にすると、ヘッドスライダ１０を単体で研磨する場合にくらべて研磨板３０との接触面積を大きくすることができ、ヘッドスライダ１０の研磨面の向きを安定させ、さらに高精度にヘッドスライダ１０を研磨加工することができる。ヘッドスライダ１０のような小型の研磨対象物を研磨加工する際には、ダミーサンプルを用いてヘッドスライダを支持しながら研磨する方法は有効である。
【００３２】
また、ヘッドスライダ１０をダミーサンプル１２ａ〜１２ｄによって囲む配置とすることにより、ワーク２０の研磨の進み具合がダミーサンプル１２ａ〜１２ｄに設けたラッピングモニターの研磨面における形状から的確に判断できるという利点がある。
上記実施形態においては、ヘッドスライダ１０の４辺をダミーサンプル１２ａ〜１２ｄによって囲む配置としたが、場合によっては、ヘッドスライダ１０を厚さ方向に挟む配置に設けた一対のダミーサンプル１２ａ、１２ｂのみによってヘッドスライダ１０を接着して支持するようにしてもよい。ダミーサンプル１２ａ、１２ｂの長さをヘッドスライダ１０の長さに一致させることにより、ワークの全体形状がブロック状になる。
【００３３】
上記実施形態においては、ヘッドスライダ１０を研磨対象物として研磨加工する方法について説明したが、本発明方法はヘッドスライダ１０を研磨加工する場合に限らず、種々の研磨対象物について適用可能である。その場合に、研磨対象物を支持するダミーサンプルは、研磨対象物の形状に応じて、研磨対象物の外面を覆うように、研磨対象物に一体的に接着固定して研磨に用いるワークとすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ヘッドスライダをダミーサンプルによって囲んで形成したワークの平面図である。
【図２】ヘッドスライダの概略構成を示す斜視図である。
【図３】ワークを研磨加工する方法を示す説明図である。
【図４】ラッピングモニターを設けた状態を示すワークの平面図である。
【図５】ラッピングモニターを設けたダミーサンプルの断面図（ａ）、ダミーサンプルに設けた各層のラッピングモニターの平面図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。
【図６】ラッピングモニターを設けたワークの研磨状態を示す平面図である。
【図７】ラッピングモニターを設けたワークの平面図（ａ）、およびダミーサンプルの断面図（ｂ）である。
【図８】ラッピングモニターを設けたワークの平面図（ａ）、ダミーサンプルの断面図（ｂ）、および他のラッピングモニターを設けたワークの平面図（ｃ）である。磁気ディスク装置の第３の実施の形態を示す平面図である。
【図９】ラッピングモニターを設けたワークの平面図（ａ）、ダミーサンプルの側面図（ｂ）、およびワークを研磨した状態の平面図（ｃ）である。
【００３５】
１０  ヘッドスライダ
１１  素子部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  ダミーサンプル
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  ラッピングモニター
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  ラッピングモニター
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  ラッピングモニター
１８  ラッピングモニター
１９、１９ａ  ラッピングモニター
２０  ワーク
３０  研磨板
【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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【図８】
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【図９】
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