[发明专利]磁头滑块的研磨装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁头滑块(slider)的研磨装置，尤其涉及向研磨平盘压紧元件条(bar)的压紧结构。

背景技术

硬盘驱动器(hard disk drive)中使用的磁头滑块是经过形成读写元件的晶圆(wafer)工序、切断元件块(block)和元件条的工序、形成规定空气承载面的研磨工序等工序制作的。研磨工序通常由两到三个独立研磨工序组成。

研磨工序的第一步是为了提高下列元件高度形成工序的效率而进行的粗研磨工序。有时也省略该工序。粗研磨工序中，将由多个要成为磁头滑块的元件(以下简称元件。)形成的元件块和元件条研磨至读取元件高度接近目标值。读取元件高度是指MR(Magnetic Resistance)元件相对于空气承载面垂直方向的长度(纵深)，是实现MR变化率等中理想特性的重要因素。

研磨工序的第二步是以正确形成读取元件高度为目的而进行的元件高度形成研磨工序。这种研磨也称作形成高度(height)研磨工序。该研磨工序对于正确形成读取元件高度是极重要的，并且是一种使用电阻研磨指示(RLG，Resistance Lapping Guide)等电阻(resistance)元件的研磨方法。这种电阻元件由晶圆工序预先形成于各元件之间，电阻元件的两端通过元件内部与垫板(pad)电气连接，该垫板形成在与元件条研磨面不同的面上。在研磨过程中，通过垫板测定电阻元件的电阻值(electrical resistance)。由于同时对电阻元件和元件进行研磨，故随着研磨的进行元件电阻的电阻值增加。预先得到电阻元件研磨量和电阻值的关系，通过一边监测电阻元件的电阻值一边研磨，能够间接得知正在被研磨的元件的研磨量。

当同时以元件条状态研磨多个元件时，即使使用上述方法进行研磨，也难以避免因不同元件而产生的研磨量偏差。因此，最近公开了通过设置多个对应于每个元件的压紧汽缸(cylinder)，并对每个元件施加最适压力，进而抑制研磨量偏差的技术(参照专利文献1)。

研磨工序的最后一步是所谓的表面加工研磨工序，又称作接触研磨(touchlap)研磨工序。表面加工研磨工序是使用镜面加工研磨平盘充分研磨空气承载面。表面加工研磨工序结束后，除去了空气承载面的划痕伤等，提高了空气承载面的平滑度。此时，还同时形成了对于磁头滑块飞行特性非常重要的凸面形状，这种凸面形状称为冠顶(crown)。在表面加工工序中，由于研磨量很少，并且压力也很小，故无法对研磨量本身进行监测。所以只能通过预先确认好研磨率，经过一定研磨时间后结束研磨。作为施加压力的方法，公开了与元件高度形成工序相同的使用多个压紧汽缸对每个元件施加最适压力的方法(参照专利文献1)，以及更简便的在支撑元件的研磨头(lapping head)上载置重物的方法(参照专利文献2)。

使用压紧汽缸时，通常采用空气工作方式。在图11中表示了产生压力的汽缸部的概念截面图。在汽缸71的内部设置有可滑动摩擦的活塞(piston)72，活塞72的前端连接了推动器(pusher)6。因此，通过控制活塞72的运动可以控制推动器6的压力。气缸71的一端连接了空气管(tube)10，向汽缸71内提供空气。沿元件块的长度方向设置了多个推动器6，通过调整向汽缸71提供的空气供给量并控制汽缸71内的压力，可以分别调整各推动器6的压力。此外还有将活塞72和推动器6一体形成的情况。

研磨时最好尽量使用大小固定的力以压紧元件条。当元件条的某一部分受到很大压力时，该部分会受到过度研磨，造成研磨量的偏差。一旦压力产生偏差，受到很大压力的元件在最坏的情况下可能会破损。此外，由于即使在表面加工研磨工序中元件仍会受到一定程度的研磨，所以即使特意用元件高度形成研磨工序来抑制元件高度偏差，尽管表面被充分研磨，却反而还有可能增加偏差。根据本发明发明人等的调查结果发现，表面加工研磨工序结束后，元件高度(MR高度)的偏差相对于元件高度形成研磨工序结束后的偏差恶化了3nm左右。虽然为了今后磁头记录高密度化的进步必须缩小元件高度，但是在表面加工研磨工序中如果元件高度的偏差增加，就难以达到磁头记录高密度化。此外，如果压力有偏差，称作极尖沉降(PTR，Pole Tip Recession)的读写元件周围高低平面差异的偏差也有可能增加。例如读取元件相对于Al₂O₃·TiC基板从空气承载面开始向远离的方向拉伸，增加了与记录媒体间的距离，从而无法得到规定的读取特性。因此，PTR偏差的增加也会导致成品率的恶化。