[发明专利]研磨设备和研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及研磨(lapping)设备和方法。本发明可包括用于加工如要求高准确度的磁头元件这样的工件的研磨设备和研磨方法。

背景技术

硬盘驱动设备用作个人计算机、视频设备等等的存储设备。因为硬盘驱动设备与其他记录设备相比而言具有大容量的记录面积，所以硬盘设备适于用作视频设备等等的存储设备。近年来，希望硬盘驱动设备有更大的容量。

虽然目前的硬盘驱动设备使用称为水平记录方法的记录技术，但是通过水平记录方法增加容量有限。因此，需要发展采用其他记录方法的硬盘驱动设备。

为了获得更大的硬盘容量，提出了一种称为垂直记录方法的记录技术来代替水平记录方法。如果在硬盘驱动设备中使用垂直记录方法，那么就不是在水平方向上，而是在与硬盘的记录表面垂直的方向上形成磁路来实现记录。因此，可使得磁畴更窄，从而能够在单个硬盘上记录更多的信息。

在采用传统的水平记录方法的硬盘驱动设备中，使用装备了用于写入的写入元件和用于读取的读取元件的复合型磁头。在复合型磁头中，为了将信息写入硬盘的记录表面以及从硬盘的记录表面读取信息，需要精确地保持读取元件的极端(extreme end)与硬盘记录表面之间的距离以及写入元件的极端与硬盘记录表面之间的距离。因此，在传统的复合型磁头中，是利用研磨设备通过精加工来获得期望的高准确度磁头。

下面描述复合型磁头的制造工艺。在复合型磁头的制造工艺的第一步骤中，通过晶圆工艺在二维配置中制造出多个复合型磁头，每个磁头同时包括写入元件和读取元件。此时，在每个复合型磁头的写入元件和读取元件附近分别嵌入写入元件电阻元件和读取元件电阻元件(都称为ELG)。这些电阻元件的电阻值随磨损量而变化。因此，通过监测这些电阻元件的电阻值，就能够在研磨时准确地获知磨损量，从而对复合型磁头实现准确的研磨工艺。

然后，在第二步骤中，将晶圆切割成矩形以形成条形棒(row bar)，每个条形棒有多个复合型磁头排列成直线。然后，在第三步骤中，将条形棒附接到研磨设备，使得排列在条形棒中的多个磁头能够同时进行研磨。此时，通过研磨设备来检测第一步骤中在晶圆上形成的每个用于读取元件的电阻元件以及用于写入元件的电阻元件的电阻值。当电阻值变成预定值的时候，就确定获得了期望的最终尺寸，并停止研磨。之后，在第四步骤中切割条形棒，将条形棒中的多个复合型磁头个体化，从而获得多个复合型磁头。

图1示出要进行上述研磨工艺的条形棒。图1所示的条形棒100是用于形成垂直记录型磁头的条形棒。图1示出经过研磨工艺之后的状态。包括读取元件的读取部分RD形成在条形棒100内，包括写入元件的写入部分WR形成在读取部分RD附近。在垂直记录型磁头中，读取元件与写入元件之间的距离极小，例如小至6μm。此外，读取元件的高度和写入元件的高度要求高准确度。为了高准确度地获得高度，如上所述对条形棒110的处理表面100a进行研磨。

在水平记录型磁头中，读取元件的高度MR-h要求高准确度，但是读取元件的高度MR-h的这种高准确度不是写入元件的颈部高度NH所要求的。因此，如果在研磨处理表面100a的时候，当读取元件的高度MR-h为预定尺度时结束研磨，则写入元件的颈部高度NH落入预定的尺度范围内。

另一方面，在垂直记录型磁头中，要求以与读取元件的高度MR-h的尺度准确度相同的高准确度来形成写入元件的颈部高度HT。如果类似于传统的研磨方法，当读取元件的高度MR-h为预定尺度时结束研磨，就会出现这样的问题：如果读取元件和写入元件的配置的方向关于研磨表面倾斜，则写入元件的颈部高度会变短或变长一个与条形棒的倾斜对应的尺度，因此不能设定为预定尺度。上述的条形棒100的倾斜对应于横向上的倾斜(图1中的左右方向)。

因此，当处理垂直记录型磁头时，需要调节条形棒的倾斜。但是，因为条形棒的这种倾斜在传统的磁头研磨设备中不会造成上述问题，所以没有调节机构在横向上来调节条形棒的倾斜。

在此，提出通过提供检测装置来检测支撑类似于研磨设备的碾磨(grinding)设备中的碾磨头的圆柱的倾斜，在处理之前检测并调节圆柱的倾斜(例如参照专利文献1)。此外，提出响应抛光设备中抛光头上设置的倾斜传感器的检测值，改变抛光压力，以抛光自由曲面(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开No.11-207615

专利文献2：日本特开No.2001-260020