(57)【要約】【課題】磁化層を含む被加工物の研磨精度の向上。【解決手段】外部磁界の印加により磁気ベクトル方向が変化する磁化層を含むロウバー７０をラップ定盤６１上に搭置し、回転するラップ定盤６１にロウバー７０を加圧機構１０により加圧しながらロウバー７０の研磨を行うラップ加工装置であって、前記ロウバー７０の磁化層に一方向の磁界を印加する磁界印加手段１５を前記加圧機構１０のラップ定盤６１と向かい合う面に設け、ロウバー７０の磁化層に所定方向の磁界を印加しながら研磨を行うもの。【選択図】図１
2009119582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界の印加により磁気ベクトル方向が変化する磁化層を含む被加工物をラップ定盤上に搭置し、前記磁化層に流れるセンサ電流の抵抗値を測定すると共に回転するラップ定盤に被加工物を加圧機構により加圧しながら被加工物の研磨を行うラップ加工装置であって、
前記被加工物の磁化層に一方向の磁界を印加する磁界印加手段を、前記加圧機構のラップ定盤と向かい合う面に設けたラップ加工装置。
【請求項２】
前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物のフリー層の上位置から横にずれた位置に設けられた棒状永久磁石である請求項１記載のラップ加工装置。
【請求項３】
前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の真上位置に設けられた棒状永久磁石である請求項１記載のラップ加工装置。
【請求項４】
前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の真上位置に設けられたＵ字状永久磁石の一方のＵ字端である請求項１記載のラップ加工装置。
【請求項５】
外部磁界の印加により磁気ベクトル方向が変化する磁化層を含む被加工物をラップ定盤上に搭置し、前記磁化層に流れるセンサ電流の抵抗値を測定すると共に回転するラップ定盤に被加工物を加圧機構により加圧しながら被加工物の研磨を行うラップ加工装置の加工方法であって、
前記被加工物の磁化層に一方向の磁界を印加する磁界印加手段を前記加圧機構のラップ定盤と向かい合う面に設け、該磁界印加手段が前記磁化層に一方向の磁界を印加しながら被加工物の研磨を行うラップ加工方法。
【請求項６】
前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の上位置から横にずれた位置に設けられた棒状永久磁石とする請求項５記載のラップ加工方法。
【請求項７】
前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の真上位置に設けられた棒状永久磁石とする請求項５記載のラップ加工方法。
【請求項８】
前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の真上位置に設けられたＵ字状永久磁石の一方のＵ字端とする請求項５記載のラップ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッドの研磨加工を行うラップ加工装置及びラップ加工方法に係り、特に外部磁界の印加により磁気ベクトル方向が変化する磁化層を含む磁気抵抗効果型磁気ヘッドのＭＲ素子高さを正確に検出して研磨を行うことができるラップ加工装置及びラップ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に磁気ディスク装置に使用される磁気ヘッドは、磁気ディスク面上に微小間隔をもって浮上させられるため、磁気ヘッドスライダを高精度にラッピング加工する必要があり、この加工装置は磁気ヘッドのラップ加工装置と呼ばれている。
【０００３】
従来技術による磁気ヘッドのラップ加工装置は、複数の磁気ヘッドスライダを有するロウバーを、該ロウバーの磁気ヘッド素子に含まれるＭＲ素子の抵抗値を測定し、該抵抗値を所定の値になるように研磨することにより、ＭＲ素子高さを所定値に研磨するものである。前記ＭＲ素子高さの測定は、前記ロウバーにＭＲ素子と同構造の加工量検知用のセンサを内蔵し、このセンサにより加工量を検出しながらロウバーの研磨する様にしても良い。尚、このラップ加工装置に関する技術が記載された文献としては、例えば下記特許文献が挙げられる。
【特許文献１】特開２００５−７５７１号公報
【特許文献２】特開２００５−２１９１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特許文献記載の技術は、ロウバーのラップ加工精度を向上するための技術が記載されているものの、前述のＭＲ素子抵抗値を測定した研磨を行っても、ＭＲ素子が所定値に研磨されないことがあると言う不具合があった。
【０００５】
本発明は、ＭＲ素子抵抗値を測定した研磨においてもＭＲ素子高さを正確に研磨することができる磁気ヘッドのラップ加工装置及びラップ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】
【０００６】
前記目的を達成するため本発明は、外部磁界の印加により磁気ベクトル方向が変化する磁化層を含む被加工物をラップ定盤上に搭置し、前記磁化層に流れるセンサ電流の抵抗値を測定すると共に回転するラップ定盤に被加工物を加圧機構により加圧しながら被加工物の研磨を行うラップ加工装置であって、前記被加工物の磁化層に一方向の磁界を印加する磁界印加手段を、前記加圧機構のラップ定盤と向かい合う面に設けたことを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、前記特徴のラップ加工装置において、前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物のフリー層の上位置から横にずれた位置に設けられた棒状永久磁石であることを第２の特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記第１の特徴のラップ加工装置において、前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の真上位置に設けられた棒状永久磁石であることを第３の特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記第１の特徴のラップ加工装置において、前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の真上位置に設けられたＵ字状永久磁石の一方のＵ字端であることを第４の特徴とする。
【００１０】
更に本発明は、外部磁界の印加により磁気ベクトル方向が変化する磁化層を含む被加工物をラップ定盤上に搭置し、前記磁化層に流れるセンサ電流の抵抗値を測定すると共に回転するラップ定盤に被加工物を加圧機構により加圧しながら被加工物の研磨を行うラップ加工装置の加工方法であって、前記被加工物の磁化層に一方向の磁界を印加する磁界印加手段を前記加圧機構のラップ定盤と向かい合う面に設け、該磁界印加手段が前記磁化層に一方向の磁界を印加しながら被加工物の研磨を行うことを第５の特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記第５の特徴のラップ加工方法において、前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の上位置から横にずれた位置に設けられた棒状永久磁石とすることを第６の特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記第５の特徴のラップ加工方法において、前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の真上位置に設けられた棒状永久磁石とすることを第７の特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記第５の特徴のラップ加工方法において、前記磁界印加手段が、ラップ定盤上の被加工物の磁化層の真上位置に設けられたＵ字状永久磁石の一方のＵ字端とすることを第８の特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるラップ加工装置及び方法は、被加工物であるＭＲ素子の磁気ベクトル方向が変化する磁化層に対して所定方向の磁界を印加する磁界印加手段を設け、該磁界印加手段によって所定方向の磁界を磁化層に印加しながら研磨することによって正確にＭＲ素子高さに研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態による磁気ヘッドのラップ加工装置及びラップ加工方法を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態によるラップ加工装置の全体外観構成を示す図、図２は本実施形態によるラップ加工装置の構成を説明するための図、図３はロウバーに印加する磁界を説明するための図、図４は本発明の対象となる被加工物を説明するための図、図５は本発明の対象となる被加工物を説明するための図、図６は本実施形態によるＭＲ素子抵抗値の磁界による変化を説明するための図である。
【００１６】
＜本発明の原理説明＞
以下、本発明の一実施形態を説明するものであるが、本発明の原理を図４から図６を参照して説明する。
まず、本実施形態によるラップ装置の研磨対象となるＭＲ素子を含むロウバーを図４及び５を参照して説明する。本実施形態の研磨対象である被加工物は、データを記録する磁気ディスクに対してデータの記録再生を行う磁気ヘッドの製造工程において研磨が行われるロウバーと呼ばれるものである。この磁気ディスク装置１０９の磁気ヘッド１０１について説明すると、図４に示す如く、磁気ヘッド１０１は、回転する磁気ディスク上に空気分子の粘性流によって浮上するスライダ１０２を有し、このスライダ１０２は、磁気ディスク上に微小間隙をもって浮上するため浮上面であるラップ面の高精度加工が要求されると共に、磁気ディスクに記録されたデータを読み出すためのＭＲ素子の寸法を所定の値に高精度加工する事が要求されている。
【００１７】
このスライダ１０２の製造は、図５に示す如く、半導体製造技術によって多層膜が形成された半導体ウェハ２００を製造する工程と、この半導体ウェハ２００の一部を切り取って複数のスライダ１０２を並設したロウバー７０を形成する工程と、該ロウバー７０のラップ面１０５を研磨する工程と、該ロウバー７０をスライダ毎に切断する工程によって製造される。
【００１８】
また、前記スライダ１０２は、ラップ面１０５から見て複数の薄膜層を積層したリード素子７２の先端にＭＲ素子（又はセンサ）７１が配置され、このＭＲ素子７１は、一定方向に磁気ベクトル方向が固定された一対のハードバイアス層７５と、該一対のハードバイアス層７５間に配置され、外部からの磁界の印加により磁気ベクトル方向が容易に変化する特性をもつフリー層７６と、該フリー層７６と対向して配置され、前記ハードバイアス層７５と同一の磁気ベクトル方向に磁化されたピン層７７とから構成され、このように構成されたＭＲ素子（センサ）７１の一対のハードバイアス層７５間にセンサ電流を通電した状態で研磨を行い、前記センサ電流の抵抗値の変化を測定することによってＭＲ素子の高さを間接的に検出する様に構成されている。尚、前記ＭＲ素子７１には、ピン層と磁気的にカップリングしてピン層の磁気ベクトル方向の維持をサポートする強磁性層を設けても良い。
【００１９】
前記各層の磁化の強さは、フリー層７６＜＜ハードバイアス層７５＜＜ピン層７７の順に大きく、例えば、フリー層７６は１０＿Ｏｅ程度、ハードバイアス層７５は１Ｋ＿Ｏｅ程度、ピン層７７は１０Ｋ＿Ｏｅ程度に設定されている
【００２０】
この様に構成されたＭＲ素子７１のＭＲ素子の抵抗値変化による加工高さの検出技術は、図６（ａ）に示す如く、外部からの磁界を完全に遮断した状態（図６［ａ］左図のＨ（Ｏe）がゼロの状態）において同図右端に示した如き（イ）無磁場での素子の理想バランス状態として図示した方向に磁気ベクトルが揃えられていることを前提としている。
【００２１】
発明者らは、従来技術による課題で述べたＭＲ素子高さを正確に研磨することができない課題の原因として、実際のラップ装置による研磨工程においては多少なりとも外部磁界が存在し、前記ピン層７７の磁気ベクトル方向が不安定になり、加工高さを検出するためのＭＲ素子の正確な抵抗値変化を検出することができないこと、または半導体製造技術により形成されるＭＲ素子そのものの元々もっているばらつきによる不安定や、外部からの静電気によるＭＲ素子ダメージなどにより正確な抵抗値を検出することができないことを発見した。
【００２２】
即ち、図６（ｂ）に示す如く、前記Ｈ（Ｏe）がゼロの状態を拡大した右端図の如く、弱磁場が印加された状態のピン層７７は外部ノイズ磁界による抵抗値のばらつき９０が発生し、図６（ｃ）に示した如き通常の傾き状態９２に比べて太線で示したように傾きが小さくなって抵抗値出力が小さくなる状態（ハ）や、図６（ｄ）に示す如きく、通常の傾き状態９２に比べて太線で示したように傾きが逆なってピン磁界ベクトル方向が逆になるピンローテンション状態（ニ）が発生し、正確なＭＲ素子の抵抗値の測定を保証することが困難であることを発見した。
【００２３】
本願発明者らは、このような所定方向の磁界ベクトルが設定されたＭＲ素子の高さをＭＲ素子の抵抗値変化により検出しながら研磨加工を行うラップ装置における課題を発見し、この課題を解決するために図６（ａ）左端に示した如きＭＲ素子に対してマイナス方向の磁界を印加した状態においては、図６（ａ）右端の如く、一対のハードバイアス層７５とフリー層７６とピン層７７との磁気ベクトル方向が一方向に揃えられる点に着目し、この磁気ベクトルを揃えた状態で研磨を行いながらＭＲ素子の抵抗値を測定することによって、ＭＲ素子の研磨高さを正確に測定することができる本願発明を成したものである。
【００２４】
＜実施形態＞
次に前記原理に基づいた本発明の一実施形態によるラップ加工装置及び方法を説明する。
本実施形態によるラップ装置は、図１及び図２に示す如く、ＭＲ素子を内蔵し、ラップ定盤６１の半径方向に延びるように配置されるロウバー７０を研磨するものであって、表面が平坦な研磨材を構成し、該ロウバー７０を半径方向に延びる方向に搭載し、回転駆動される円盤状のラップ定盤６１と、該ラップ定盤６１をスピンドル６３を介して回転駆動する駆動モータ６５と、該駆動モータ６５の回転制御を行うスピンドル制御部４０と、前記ロウバー７０に加圧力を印加するロウバー加圧機構１０と、該ロウバー加圧機構１０の加圧力を制御する加工加圧力制御部２０と、前記ロウバー７０のＭＲ素子の抵抗値変化を元に加工量を検知する加工量検知部３０と、前記ロウバー加圧機構１０の下面であってラップ定盤６１上のロウバー７０と後述するように配置された電磁石である磁界印加手段１５と、該磁界印加手段１５による磁界の発生を制御するバイアス磁界制御部５０と、前記回路２０〜５０を制御するラップ制御部１００とを備える。尚、前記磁界印加手段１５は、永久磁石であっても良く、この場合は前記バイアス磁界制御部５０は不要である。
【００２５】
前記磁界印加手段１５は、図３（ａ）に示す如く、ラップ定盤６１上のロウバー７０のＭＲ素子部に対してＳＮ磁極間に働く磁力線の一部が印加される位置に配置しており、本実施形態の場合は、ロウバー７０のＭＲ素子部位置からラップ定盤６１の半径方向に前記ロウバー７０と沿い、且つＳＮ磁極の端部から照射される磁力線の輪が貫通する位置に磁界印加手段１５を配置している。
【００２６】
このように構成したラップ装置は、ラップ制御部１００が、バイアス磁界制御部５０を用いて磁界印加手段１５から磁界をロウバー７０に印加した状態においてスピンドル制御部４０を用いてラップ定盤６１を所定方向に回転駆動すると共に、ＭＲ素子の抵抗値を加工量検知部３０により検知しながらロウバー加圧機構１０を用いてロウバー７０をラップ定盤６１に加圧することによって、ロウバー７０の研磨量（ＭＲ素子加工量）を監視しながら研磨を行う様に動作する。
【００２７】
特に本実施形態においては、磁界印加手段１５からの磁力線による磁界をＭＲ素子に印加しながらロウバー７０の研磨を行うように動作し、このときのＭＲ素子を構成するハードバイアス層７５とフリー層７６とピン層７７との磁気ベクトル方向を、マイナス方向の強バイアス磁界により、図６（ａ）左端の如く印加によって、これら各層の磁気ベクトルが全て一方向に揃って安定した状態（ロ）にすることができ、従って、この状態のＭＲ素子の抵抗値を揺れることのない安定化することができ、ＭＲ素子の加工量を正確に測定することができる。
【００２８】
また、前記実施形態においては磁界印加手段１５の配置位置をロウバー７０のラップ定盤６１上のずらした位置に配置する例を説明したが、本発明による磁界印加手段１５の配置位置はこれに限られるものではなく、例えば、図３（ｂ）の如く、ロウバー７０の真上に沿って磁界印加手段１５を配置してラップ定盤に対して垂直方向に延びる磁力線をＭＲ素子に印加する様に構成しても良く、又は図３（ｃ）に示す如く、Ｕ字形永久磁石の一方の磁極をロウバー７０の真上に配置し、一方の磁極から他方の磁極に延びる磁力線をＭＲ素子に印加する様に構成しても良い。
【００２９】
また、前記実施形態においては、磁化の強さが最も大きいピン層７７の磁気ベクトル方向に他のフリー層７６及びハードバイアス層７５の磁気ベクトル方向を合わせるためにマイナス方向の磁界を印加する例を説明したが、本実施形態はこれに限られるものではなく、例えばピン層７７の磁気ベクトル方向と逆方向に磁界を印加するように構成しても良い。但し、磁界印加手段１５による磁化強度はピン層７７の磁気ベクトル方向に会わせる際には１Ｋ＿Ｏｅ程度で良いが、逆方向に磁界を印加する際には約１０Ｋ＿Ｏｅ程度の磁界強度が必要となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態によるラップ加工装置の全体外観構成を示す図。
【図２】本実施形態によるラップ加工装置の構成を説明するための図。
【図３】ロウバーに印加する磁界を説明するための図。
【図４】本発明の対象となる被加工物を説明するための図。
【図５】本発明の対象となる被加工物を説明するための図。
【図６】本実施形態によるＭＲ素子抵抗値の磁界による変化を説明するための図。
【符号の説明】
【００３１】
１０：ロウバー加圧機構、１５：磁界印加手段、２０：加工加圧力制御部、３０：加工量検知部、４０：スピンドル制御部、５０：バイアス磁界制御部、６１：ラップ定盤、６３：スピンドル、６５：駆動モータ、７０：ロウバー、７１：ＭＲ素子、７２：リード素子、７５：ハードバイアス層、７６：フリー層、７７：ピン層、１００：ラップ制御部、１０９：磁気ディスク装置、１０１：磁気ヘッド、１０２：スライダ、１０５：ラップ面、２００：半導体ウェハ。
【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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