JP2000296456A - ラッピング装置及びラッピング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラッピング加工するためのワークのそりを修
正するラッピング方法及びその装置に関し、ラッピング
加工中に、ワークのそりを修正する。 【解決手段】 加工中に、ワーク１０３のそり量を検出
して、ワークのそり量を修正するようにした。このた
め、加工中に生じるそりも、修正することができる。
又、加工前に、ワーク１０３のそり量を測定する手間を
省くことができる。そりの矯正機構１１６に、空気供給
圧力に応じて、ワークに圧力を付与する空圧機構を用い
た。このため、微小なそり量の修正が可能となり、そり
量をゼロにする制御が可能となる。又、空圧機構のた
め、ラップ治具に過度の圧力を付与することを防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークをラップ加
工中に、ワークのそりを修正するためのラッピング方法
及びその装置に関し、特に、ワークの高さを自動加工し
ながら、ワークのそりを連続的に修正するためのラッピ
ング方法及びその装置に関する。

【０００２】例えば、磁気ヘッドの製造工程において、
磁気ヘッド薄膜を形成した後、磁気ヘッド薄膜を、ラッ
プ加工することが行われている。このラップ加工によっ
て、磁気ヘッド薄膜の磁気抵抗層やギャップの高さが一
定に加工される。

【０００３】この磁気抵抗層やギャップの高さは、サブ
ミクロン単位の精度が要求されている。このため、ラッ
ピング装置にも、高い精度でワークを自動加工すること
が、求められている。

【０００４】

【従来の技術】図１７及び図１８は、複合型磁気ヘッド
の製造工程を説明する図である。

【０００５】図１７（Ａ）に示すように、ウェハー１０
０に、薄膜技術により、多数の複合型磁気ヘッド１０１
列を形成する。この複合型磁気ヘッド１０１は、基板上
に設けられた磁気抵抗素子とインダクティブ書き込み素
子とからなる。

【０００６】次に、図１７（Ｂ）に示すように、ウェハ
ー１００を短冊状にカットして、ローバー１０１を作成
する。このローバー１０１は、１列の磁気ヘッド１０２
から成る。又、ローバー１０１の左端、中央、右端に
は、加工モニター用の抵抗素子（ＥＬＧ素子）１０２ａ
が設けられている。

【０００７】磁気ヘッド１０２では、各磁気ヘッドの磁
気抵抗膜の抵抗値を一定に調整する必要がある。このた
め、磁気抵抗膜の高さを一定にラップ加工する。しか
し、ローバー１０１は、極めて薄く、例えば、厚さ０．
３ミリメートル程度である。従って、これをラップ加工
治具に直接取り付けることが困難である。このため、図
１７（Ｃ）に示すように、トランスファーツール１０３
に、ローバー１０１を熱溶融性ワックスにより接着す
る。

【０００８】そして、図１８（Ａ）に示すように、ロー
バー１０１を、ラップ定盤１０４の上に置いて、ラップ
加工する。この時、日本国特許公開２ー１２４２６２号
公報（ＵＳＰ５０２３９９１）や日本国特許出願平成９
年第８９７２８号明細書により知られているように、ロ
ーバー１０１のＥＬＧ素子１０２ａの抵抗値が、ラップ
加工中、常時測定される。そして、その抵抗値を、磁気
ヘッド１０２の磁気抵抗膜の高さに換算し、その高さ
が、目標の高さになったかを検出する。

【０００９】抵抗値の測定により、磁気抵抗膜が、目標
の高さまで加工されたことを検出すると、ラップ加工を
停止する。その後、図１８（Ｂ）に示すように、ローバ
ー１０１の下面１０１−１にスライダーを形成する。

【００１０】更に、図１８（Ｃ）に示すように、トラン
スファーツール１０３に取り付けたまま、ローバー１０
１を各磁気ヘッド１０２にカットする。そして、図１８
（Ｄ）に示すように、トランスファーツール１０３を加
熱して、熱溶融性ワックスを溶かしながら、各磁気ヘッ
ド１０２を取り出す。

【００１１】このようにして、１列の磁気ヘッド１０２
からなるローバー１０１を作成した後、ローバー１０１
単位に、ラップ加工するため、多数の磁気ヘッド１０２
の磁気抵抗膜を一度にラップ加工できる。

【００１２】図１９は、従来技術の説明図である。

【００１３】図１９（Ａ）に示すように、ローバー１０
１は、その厚さが、０．３４ｍｍであり、幅が１．２ｍ
ｍである。これに比べ、長さが４０．７ｍｍと長いた
め、長手方向にそり（曲がり）が発生し易く、サブミク
ロン精度の真直度を確保するのが困難である。即ち、ロ
ーバー１０１を専用のトランスファーツール１０３に貼
り付ける接着工程での接着精度に誤差がある。又、トラ
ンスファーツール１０３の接着面精度にも限りがある。
このため、磁気ヘッド、特に磁気抵抗素子の加工精度の
均一化の阻害となる。

【００１４】このため、前述した特許出願平成９年第８
９７２８号明細書では、次のそりの矯正方法が提案され
ている。図１９（Ｂ）に示すように、そりを矯正するに
は、トランスファーツール１０３の中央位置に、ベンド
圧力を加え、トランスファーツール１０３を変形させ
る。このため、トランスファーツール１０３の中央位置
に、ベンド圧力を加えるそり矯正機構を設ける。

【００１５】そして、光学的手法等により、予め、トラ
ンスファーツール１０３に取り付けられたローバー１０
１のそり量を検出しておく。そして、加工中に、このそ
り量がゼロになるように、そり矯正機構を制御する。こ
のそり矯正機構には、ネジを利用して、回転量を変位に
変換する機構が用いられていた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、次の問題があった。

【００１７】第１に、トラッスファーツール１０３は、
ラップ治具への取り付けのため、穴が空いている。この
ため、加工圧力をトランスファーツールに加えると、ツ
ールの穴により、そりが発生する。即ち、加工圧力を加
えると、ローバー１０１の両端に大きな圧力が発生し、
中央部分が削れにくい。このまま加工を続けていくと、
ローバーの加工圧力が一定となり、そりの発生したまま
加工される。従来技術では、事前に計測したそり量を使
用しているため、加工中に生じるそりを修正できないと
いう問題があった。又、事前にそり量を測定するという
手間が必要であった。

【００１８】第２に、従来はそり矯正機構に、ネジ機構
を利用したものを使用していた。このため、微小なそり
量の修正が困難であるという問題があった。又、ネジを
回転する力を付与すると、トランスファーツールを保持
するラップ治具が回転する。この制御ができず、ラップ
加工精度が低下する。又、ラップ治具に過度の圧力がか
かり、円滑なラップ加工が困難となる。

【００１９】本発明の目的は、加工中に生じるそりをも
修正するためのラッピング方法及びその装置を提供する
ことにある。

【００２０】本発明の他の目的は、微小なそり量の修正
が可能であるラッピング方法及びその装置を提供するこ
とにある。

【００２１】本発明の更に他の目的は、そり修正のため
の圧力を付与しても、ラップ治具に過度の圧力を加える
ことを防止するラッピング方法及びその装置を提供する
ことにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明のラッピング方法
は、ワークのそり量を検出するステップと、ワークのそ
りを矯正するため、流体圧力に応じて、前記ワークに与
える圧力を可変できる矯正機構の加圧力を、前記検出さ
れたそり量が目標値になるように、制御するステップと
を有する。

【００２３】本発明は、第１に、加工中に、ワークのそ
り量を検出して、ワークのそり量を修正するようにし
た。このため、加工中に生じるそりも、修正することが
できる。又、加工前に、ワークのそり量を測定する手間
を省くことができる。ここで流体は気体、液体を含む。

【００２４】第２に、そりの矯正機構に、流体圧力に応
じて、ワークに圧力を付与する機構を用いた。このた
め、微小なそり量の修正が可能となり、そり量をゼロに
する制御が可能となる。又、液体で加圧するため、ラッ
プ治具に過度の圧力を付与することを防止できる。

【００２５】本発明の他の形態は、制御するステップ
は、その周期が、前記検出されたそり量と前記目標値と
の差に応じて変化するステップからなる。そりの修正間
隔を、誤差に応じて、変化することにより、そりの修正
を適切に実行できる。

【００２６】本発明の他の形態は、制御ステップは、修
正するそり量が一定値となるように、前記矯正機構の流
体圧力を制御するステップからなる。そりの修正量を一
定としたため、削りの速度に応じて、適切な制御が可能
となる。

【００２７】本発明の更に他の形態では、制御ステップ
は、ワークへの加工圧力に応じて、前記目標値を変化す
るステップからなる。ワークの加工圧力に応じて、そり
の目標値を変化することにより、加工圧力により変化す
るそり量を適切にゼロに近づけることができる。

【００２８】本発明の更に他の形態では、ワークのそり
量を検出するステップは、ワークの両端位置と中央位置
に設けられた測定素子の高さを検出するステップと、前
記ワークの中央位置に設けられた測定素子の高さから、
前記両端位置に設けられた測定素子との高さの和を１／
２した値を差し引き、前記そり量を検出するステップか
らなる。

【００２９】ワークの両端位置と中央位置に測定素子を
設けて、ワークのそり量を検出するため、ワークのそり
量を正確にしかもリアルタイムで検出することができ
る。

【００３０】本発明のラッピング装置は、ワークのそり
量を検出する検出手段と、ワークのそりを矯正するた
め、流体圧力に応じて、前記ワークに与える圧力を可変
できる矯正機構と、矯正機構の加圧力を、前記検出され
たそり量が目標値になるように、制御する制御手段とを
有する。

【００３１】本発明のそり修正装置の他の形態では、矯
正機構は、ワークを保持するラップ治具に設けられ、前
記ワークに圧力を与えるシリンダと、前記シリンダ内に
流体を供給する供給手段とを有する。ワーク内にシリン
ダを設けたため、コンパクトな構成で、実現できる。

【００３２】本発明のそり修正装置の更に他の形態で
は、供給手段は、ワークの中央位置において、前記ワー
クに加工圧力を与えるための中央シリンダに設けられ、
中空構造であるシリンダロッドと、シリンダロッドに流
体を供給する流体供給手段とからなり、ラップ治具に設
けられ、前記シリンダロッドの流体を前記シリンダに導
くための穴を有する。

【００３３】ワークの中央位置でワークに加工圧力を加
える中央シリンダに、ラップ治具のシリンダの流体を供
給する通路を設けたため、中央シリンダを設けても、コ
ンパクトな構成で、そり矯正圧力を付与できる。

【００３４】本発明のそり修正装置の更に他の形態で
は、シリンダロッドの先端に設けられ、前記ラップ治具
に接続されるＯリングを更に設けた。中央シリンダに、
シリンダロッドを設けても、ラップ治具のシリンダとの
接続が簡単で、確実である。

【００３５】本発明のそり修正装置の更に他の形態で
は、Ｏリングは、前記ラップ治具の穴よりも大きい内径
を有する。即ち、中央加圧シリンダの加圧圧力が小さく
なり、接続部で発生する反力が、中央シリンダのシリン
ダロッドを押し上げる。このため、シリンダロッド中空
から供給される流体が漏れる恐れがある。そこで、Ｏリ
ングの内径を、シリンダロッド中空から供給される流体
圧が最大となっても、流体漏れがないようにφ２とし
た。又、流体が確実にラップ治具に供給されるように、
ラップ治具の穴をφ１とした。これは、ラップ治具とラ
ップベース１０には、ガタがあるためである。

【００３６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態のラ
ッピング装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の
ラッピング装置の上面図、図３は図１のラップ機構部の
横面図である。

【００３７】図１、図２及び図３に示すように、ラップ
定盤１０４は、図示しないモータにより、回転される。
ラップベース１０は、下面に、６つの座面１１１を有す
る。ラップべース１０は、装置に固定された回転軸１５
０にセットされ、回転軸１５０を中心に回動可能であ
る。ラップベース１０の他端には、カム穴１１８が設け
られている。

【００３８】揺動機構１５は、ラップベース１０を揺動
するものである。揺動機構１５は、図２及び図３に示す
ように、揺動モータ１５５と、揺動モータ１５５により
回転するカムプーリー１５２と、カムプーリー１５２に
設けられた揺動カム１５１とを有する。揺動カム１５１
は、ラップベース１０のカム穴１１８に係合している。

【００３９】従って、図２に示すように、揺動モータ１
５５の回転により、ラップベース１０が、図の矢印方向
に揺動する。カムプーリー１５２には、２つのセンサア
クチュエータ１５３が設けられている。センサー１５４
は、センサアクチュエータ１５３を検出する。センサア
クチュエータ１５３の位置は、ラップベース１０が、図
２のＰ点（揺動の中心点）に位置した時に、センサ１５
４に検出されるように、設定されている。

【００４０】図１に戻り、ラップベース１０には、後述
する加圧機構１３が設けられる。加圧機構１３は、アダ
プタ１１を加圧するものである。ラップベース１０に
は、アダプタ（ラップ治具）１１がセットされる。アダ
プタ１１は、図３に示すように、凡そＬ字形状をなして
いる。その第１の面１１ａには、ワーク１０３（１０
１）が設けられる。ワーク１０３は、ワーク固定治具１
１２により、第１の面１１ａに固定される。

【００４１】アダプタ１１は、第２の面１１ｂを有す
る。第２の面１１ｂの端部には、受け部１１３が設けら
れている。ラップベース１０に設けられた支持機構１１
０は、高さ調整ネジ１１０ｂと、球形状の支持部１１０
ａとを有する。この支持部１１０ａに、アダプタ１１の
受け部１１３が係合する。

【００４２】従って、アダプタ１１は、ラップベース１
０に点支持されており、ラップ定盤１０４とは、ワーク
１０３の加工面で接触する。即ち、アダプタ１１は、ワ
ーク１０３の２点と、支持機構１１０の１点からなる３
点で支持されている。このため、ワーク１０３は、支持
機構１１０を中心に、回動することができる。これによ
り、ワーク１０３は、ラップベース１０と独立に、ラッ
プ定盤１０４に倣うことができる。

【００４３】このため、ラップベース１０の精度に係わ
らず、ワーク１０３は、ラップ定盤１０４を基準に加工
される。これにより、ワークを均一に加工することがで
きる。

【００４４】図１に戻り、アンロード機構１２は、ラッ
プベース１０に設けられる。アンロード機構１２は、図
３に示すように、アダプタ１１を押す。これにより、ア
ダプタ１１は、支持部１１０ａを中心に回動して、ワー
ク１０３をラップ定盤１０４から退避させる。このアン
ロード機構１２は、アンロードブロック１２１と、アン
ロードシリンダ１２０とを有する。

【００４５】このアンロード動作について、説明する。
ローバー１０１の加工モニター抵抗の抵抗値が、所定値
になると、加工を停止する必要がある。ラップ加工の停
止は、ラップ盤を停止することにより行う。しかし、ラ
ップ盤は、停止指令を受け、減速後に、停止する。その
ため、ラップ盤が停止するまでの間に、ワーク１０３が
ラップされてしまい、ワークの寸法精度にバラツキが生
じる。又、ワーク１０３に定盤痕がつく。

【００４６】このため、加工モニター抵抗値が、所定値
となった時に、アンロードシリンダ１２０を動作し、ア
ンロードブロック１２１を、突き出す。これにより、ア
ダプタ１１は、支持部１１０ａを中心に、回動して、ワ
ーク１０３をラップ定盤１０４から離す。これにより、
加工モニター抵抗値が所定値となった時点で、直ちに、
ラップ加工が停止される。このため、ワークの寸法精度
が向上する。又、アダプタ１１を設けているので、容易
にアンロードすることができる。

【００４７】又、図２で示したように、センサ１５４
が、アクチュエータ１５３を検出して、Ｐ点（揺動の中
心点）に位置したことを検出した時に、アンロード動作
を行う。この理由は、揺動機構の停止位置がランダムで
あると、停止の位置により、ワークに定盤痕がつく。

【００４８】揺動の両端位置においては、揺動速度が低
く、ワークに定盤痕がつきやすい。これに対し、揺動の
中心位置Ｐでは、揺動速度が最も速く、ワークに定盤痕
がつきにくい。そこで、センサ１５４が、アクチュエー
タ１５３を検出して、ラップベース１０が、揺動の中心
位置Ｐに到達したことを検出して、前述のワークのアン
ロードを行う。これにより、停止時に、ワークに定盤痕
がつくことを防止することができる。

【００４９】プローブ機構１４は、ラップベース１０の
先端に設けられる。プローブ機構１４は、図３に示すよ
うに、ワーク１０３に取り付けられたローバー１０１の
加工用モニター抵抗素子に電気的に接触する。プローブ
機構１４は、この加工用モニター抵抗素子に電気的に接
触するプローブ１４０を有する。

【００５０】図１に戻り、修正リング１６０は、修正リ
ング回転機構１６１により回転される。修正リング１６
０は、スラリー（研磨液）を平滑に広げ、且つスラリー
をラップ定盤１０４に埋め込む。又、修正リング１６０
は、ラップ定盤１０４を平面に修正する。

【００５１】図４は、ワークの説明図、図５は、アダプ
タの説明図、図６は、図４のローバーの説明図、図７
は、図６のＥＬＧ素子の説明図である。

【００５２】図４に示すように、トランスファーツール
（ワーク）１０３は、取り付け穴１０３ａを有する。ワ
ーク１０３には、ローバー１０１が、接着される。ワー
ク１０３には、中継プリント板１４２が設けられてい
る。中継プリント板１４２は、大きな端子を有する。そ
して、ローバー１０１の後述する加工モニター用抵抗素
子（ＥＬＧ素子という）の端子が、中継プリント板１４
２の端子とワイヤボンディング線１４２ａにより接続さ
れる。

【００５３】ローバー１０１のＥＬＧ素子の端子は、小
さい。しかも、研磨液に覆われ、端子に直接、プローブ
１４０を接触させても、安定な抵抗測定ができない。こ
のため、中継プリント板１４２に、プローブ１４０を接
触させるようにした。中継プリント板１４２は、ラップ
加工面から離れた位置に設けることができ、且つ大きな
端子を設けることができるため、安定な抵抗測定が可能
となる。

【００５４】図５に示すように、ワーク１０３は、アダ
プタ（ラップ治具）１１に取り付けられる。アダプタ１
１は、ワーク１０３の穴１０３ａに係合して、ワーク１
０３を支持する突起１１４と、ワーク固定ブロック１１
２とを有する。ワーク１０３は、突起１１４により、位
置決めされ、第１の面１１ａと固定ブロック１１２に挟
まれて、保持される。尚、１１５、１１６は、図８で後
述するベンド機構である。

【００５５】図６に示すように、ローバー１０１は、磁
気ヘッド素子１０２と、ＥＬＧ素子１０２ａとを有す
る。ＥＬＧ素子１０２ａは、ローバー１０１の左端、中
央、右端の３か所に設けられる。

【００５６】図７に示すように、ＥＬＧ素子１０２ａ
は、アナログ抵抗１０２−１と、デジタル抵抗１０２−
２とからなる。アナログ抵抗１０２−１は、抵抗膜の減
少に応じて、抵抗値が上昇していくパターンを有する。
デジタル抵抗１０２−２は、抵抗膜が一定値まで減少す
ると、オフするパターンを有する。

【００５７】従って、アナログ抵抗１０２−１は、可変
抵抗で示される。そして、ＥＬＧ素子の高さの減少につ
れて、抵抗値は上昇する。デジタル抵抗１０２−２は、
５つのスイッチ抵抗で示される。そして、抵抗のオフ位
置で、折線状の変化を示す。

【００５８】ＥＬＧ素子の抵抗値は、ＥＬＧ素子の高さ
を示す。このＥＬＧ素子のアナログ抵抗値Ｒａと、ＥＬ
Ｇ素子の高さｈとの高さの関係は、次の式で近似でき
る。

【００５９】 Ｒａ＝ａ／ｈ＋ｂ (1) この係数ａ、ｂは、予め実験により求めることができ
る。しかし、この特性は、各ウェハ−１００のプロセス
条件等により、変化する。デジタル抵抗は、これを補う
ために設けられる。デジタル抵抗のオフ位置ｈ１〜ｈ５
は、予め判っている。デジタル抵抗のオフを検出して、
その時の測定抵抗値と、オフ位置とを(1)式に代入す
る。デジタル抵抗の２点のオフを検出すれば、(1)式の
係数ａ、ｂが得られる。

【００６０】この式により、ＥＬＧ素子のアナログ抵抗
値Ｒａを、ＥＬＧ素子の高さｈに換算する。これによ
り、ＥＬＧ素子の抵抗値を測定することにより、ＥＬＧ
素子の高さを得ることができる。従って、ＥＬＧ素子の
高さが、目標値に達したかを、判定できる。後述するよ
うに、ＥＬＧ素子の高さが、目標値に達すると加工を停
止する。

【００６１】図８は、図１のラッピング装置の断面図、
図９は、図８のベンド機構の断面図、図１０は、加圧機
構のブロック図である。

【００６２】図８の断面図に示すように、加圧機構１３
は、３つの加圧シリンダ１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒを有す
る。左側加圧シリンダ１３Ｌは、アダプタ１１の左側を
加圧する。中央加圧シリンダ１３Ｃは、アダプタ１１の
中央を加圧する。右側加圧シリンダ１３Ｒは、アダプタ
１１の右側を加圧する。加圧シリンダ１３Ｌ、１３Ｒの
先端には、加圧ブロック１３０、１３１が設けられてい
る。又、加圧シリンダ１３Ｌ、１３Ｒは、各々シリンダ
１３５、１３６を有する。

【００６３】次に、中央シリンダ１３Ｃは、第１のシリ
ンダロッド１３３の中央に、第２のシリンダロッド１３
２が設けられている。第２のシリンダロッド１３２は、
中空構造である。第２のシリンダロッド１３２の中空部
には、圧力制御された空気が通る。第２のシリンダロッ
ド１３２の先端には、Ｏリング１３４が設けられてい
る。

【００６４】ローバー１０１の反りを矯正するため、ア
ダプタ１１にベンド機構が設けられる。図８及び図９に
示すように、ベンド機構は、ベンドアーム１１５と、ベ
ンドシリンダ１１６とを有する。ベンドアーム１１５
は、ワーク１０３の取り付け穴１０３ａの壁を押す。ベ
ンドシリンダ１１６は、ベンドアーム１１５に接続され
たシリンダロッド１１６ａを有する。ベンドシリンダ１
１６には、押さえブロック１１６ｂが設けられている。
押さえブロック１１６ｂには、シリンダ１１６に圧力制
御された空気を導入するための穴１１６ｃが設けられて
いる。

【００６５】図８に示すように、中央シリンダ１３Ｃの
第１のシリンダロッド１３３を圧力制御して、第２のシ
リンダロッド１３２の先端をアダプタ１１の押さえブロ
ックの穴１１６ｃに接続する。この時、第１のシリンダ
ロッド１３３の圧力により、アダプタ１１の中央位置で
の加工圧力が決定される。

【００６６】第２のシリンダロッド１３２の中空部に導
入された圧力空気は、中空部を通り、穴１１６ｃを介し
て、アダプタ１１のシリンダ１１６に供給される。シリ
ンダ１１６は、この圧力により、シリンダロッド１１６
ａを介し、ベンドアーム１１５を押す。このベンドアー
ム１１５が、ワーク１０３の取り付け穴１０３ａの下壁
の中央位置を押すことにより、ワーク１０３を撓ませ、
ローバー１０１の反りを矯正する。矯正量は、圧力空気
の圧力により定まる。

【００６７】アダプタ１１に内蔵されたシリンダ１１６
は、ストロークが１ｍｍと小さいが、供給圧力を制御す
ることにより、シリンダ推力を任意に変化できる。その
分解能は、そり修正量に換算すると０．０１μｍ以下で
ある。

【００６８】加圧機構について、図１０により、説明す
る。図１０に示すように、各シリンダ１３Ｌ、１３Ｃ、
１３Ｒには、電磁弁１３８−１、１３８−２、１３８−
３と、レギュレータ１３７−１、１３７−２、１３７−
３とが設けられている。更に、中央シリンダ１３Ｃの第
２のシリンダロッド１３２に対しては、電磁弁１３８−
４と、レギュレータ１３７−４とが設けられる。

【００６９】このレギュレータ１３７ー４の供給圧力
を、必要なベンド量に応じて制御することにより、任意
のベンド量を得ることができる。

【００７０】又、 ラップ定盤１０４は、回転するた
め、ワーク１０３のインナー側の位置と、アウター側の
位置とで、速度が異なる。即ち、アウター側の位置での
速度Ｖ０は、インナー側の位置での速度Ｖ１より速い。
このため、アウター側での加工速度は、インナー側での
加工速度より速くなる。

【００７１】これを補正するため、外側シリンダ１３Ｌ
の供給圧力を、内側シリンダ１３Ｒの供給圧力と変え
る。即ち、外側シリンダ１３Ｌの供給圧力を、内側シリ
ンダ１３Ｒの供給圧力より小さくする。このため、外側
のレギュレータ１３７−１の設定圧力を、内側レギュレ
ータ１３７−３の設定圧力より小さくする。

【００７２】これにより、外側の加工圧力は、内側の加
工圧力より小さくなる。このため、アウター側の加工速
度を、インナー側の加工速度と同一に調整することがで
きる。

【００７３】このように、ベンド機構に、圧力空気によ
り作動するシリンダを用いたため、微小なベンド量の制
御が可能である。このため、ローバー１０１のそりをゼ
ロにすることができる。又、シリンダをラップ治具（ア
ダプタ）１１に内蔵したため、コンパクトな構造を実現
できる。

【００７４】更に、中央シリンダ１３Ｃをダブルロッド
で構成し、シリンダロッドを中空構造としたため、中央
位置を加圧する中央シリンダを設けても、中央シリンダ
が邪魔にならないで、ベンド圧力空気を供給できる。こ
のため、コンパクトに構成することができる。

【００７５】しかも、Ｏリングを使用して、シリンダロ
ッドとシリンダの接続を簡単にし、且つ接続を確実にし
ている。このＯリングの内径は、２φであり、ロッド中
空部の径は１φであり、接続口径（穴）は、１φであ
る。このように、Ｏリングの内径を、ロッド中空部の内
径と穴の口径より大きくしてある。

【００７６】この理由は、次の通りである。自動ラップ
のプロセスにおいて、残り取り代が小さくなると、仕上
げ加工に入る。このステージでは、中央シリンダの推力
が最も小さくなるため、ワークの中央位置で発生する反
力が、中央シリンダのシリンダロッド１３２を押し上
げ、ベンド用のエアが漏れるおそれがある。そこで、ベ
ンド用供給エアが、接続部から漏れることがないよう
に、Ｏリングの内径を、φ２とした。又、ラップ治具と
ラップベース１０には、ガタがあり、エア接続を確実に
するため、余裕をもたせている。

【００７７】図１１は、本発明の一実施の態様のブロッ
ク図、図１２乃至図１４は、本発明の一実施の態様の加
工処理フロー図、図１５は、そのそり修正処理フロー
図、図１６は、そり修正動作の説明図である。

【００７８】図１１に示すように、スキャナ１８０は、
各プローブ１４０ａのチャンネル切替えを行う。定電流
電源１８１は、抵抗測定のため電流を供給する。デジタ
ルマルチメータ１８２は、スキャナ１８０からの出力に
より、抵抗値を測定する。ラップ定盤回転モータ１０４
ａは、ラップ定盤１０４を回転する。

【００７９】パーソナルコンピュータ（制御部という）
１８３は、デジタルマルチメータ１８２からの測定抵抗
値を、ＥＬＧ素子の高さ（ＭＲ−ｈという）に換算し
て、各部を制御する。即ち、制御部１８３は、ラップ盤
の揺動モータ１５５、修正リングモータ１６１、回転モ
ータ１０４ａを制御する。制御部１８３は、加圧機構１
３の各シリンダ１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒのレギュレータ
１３７ー１〜１３７ー４を制御する。

【００８０】又、制御部１８３は、アンロード機構１２
のシリンダ１２０と、プローブ機構１４のシリンダ１４
１を制御する。更に、制御部１８３は、揺動機構の揺動
センサ１５３の出力を受け、アンロード機構１２を制御
する。

【００８１】以下、図１２乃至図１４を用いて、制御部
の処理を説明する。

【００８２】（Ｓ１）先ず、制御部１８３の入力ユニッ
トを用いて、初期値を入力する。初期値は、ウェハー番
号、ローバーアドレス等である。その後、作業者は、ア
ダプタ１１をラップベース１０にセットする。そして、
スタートスイッチを押す。制御部１８３は、スタートス
イッチの押下を検出すると、制御部１８３は、ラップ盤
を起動する。即ち、制御部１８３は、モータ１０４ａを
回転して、ラップ定盤１０４を高速回転させる。この時
の回転数は、５０ＲＰＭである。制御部１８３は、揺動
モータ１５５を回転して、揺動動作を行わせる。更に、
制御部１８３は、修正リングモータ１６１を回転させ
る。制御部１８３は、スラリーの供給を開始する。

【００８３】そして、制御部１８３は、加圧機構の中央
シリンダ１３Ｃをオンする。これにより、加圧シリンダ
が、１つの軽負荷で、慣らし加工（ステージ１）を行
う。この慣らし加工により、ローバー１０１のバリが取
られる。

【００８４】（Ｓ２）制御部１８３は、デジタルマルチ
メータ１８２から抵抗値を読み取り、素子の高さＭＲ−
ｈの測定を行う。制御部１８３は、ラップ起動時からタ
イマを動作させ、タイマ値が６０秒になったかを判定す
る。タイマ値が６０秒以内であれば、高さＭＲ−ｈの測
定を行う。即ち、慣らし加工（ステージ１）は、６０秒
行われる。そして、その間も、前述の如く、デジタル抵
抗のオフを検出するため、高さＭＲ−ｈの測定を行う。

【００８５】（Ｓ３）制御部１８３は、タイマ値が６０
秒経過すると、慣らし加工（ステージ１）を終了する。
そして、制御部１８３は、加圧機構１３の全てのシリン
ダ１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒをオンする。即ち、負荷を重
くして、ワーク１０３の面取り加工（ステージ２）を行
う。この面取り加工は、ローバー１０１のＥＬＧ素子１
０２ａのショート状態を除去する。

【００８６】（Ｓ４）制御部１８３は、デジタルマルチ
メータ１８２から抵抗値を読み取り、素子の高さＭＲ−
ｈの測定を行う。制御部１８３は、前述の左端、中央、
右端に位置する全てのＥＬＧ素子の高さＭＲ−ｈが、ｈ
１（８．０ミクロン）以下になったかを判定する。全て
のＥＬＧ素子のＭＲ−ｈが、８．０ミクロン以下でない
と、高さ（ＭＲ−ｈ）の測定を行う。以下、一定周期毎
に、高さＭＲーｈを測定して、高さを更新する。

【００８７】このラップ工程の前工程である研削工程に
おいて、ＥＬＧ素子に、部分的ショート状態が生じてい
ると、アナログ抵抗値Ｒａ（ＥＬＧ−Ｒ）が、異常値を
示す。このため、換算された高さＭＲ−ｈも、異常値を
示す。ラップ加工を進め、全ての高さＭＲ−ｈが、８．
０ミクロン以下になると、部分的ショート状態が除去さ
れ、異常値は解除される。これにより、アナログ抵抗値
を使用した加工制御に移行する。

【００８８】（Ｓ５）ショート状態を除去すると、そり
修正及び左右差修正加工（ステージ３）に進む。即ち、
制御部１８３は、測定した高さＭＲーｈを用いて、左右
差修正を行う。即ち、制御部１８３は、左端のＥＬＧ素
子の高さＭＲーｈ（Ｌ）と、右端のＥＬＧ素子の高さＭ
Ｒーｈ（Ｒ）との差Ｘを計算し、スライスレベルＳと比
較する。差Ｘが、スライスレベルＳ以上であると、ロー
バー１０１の左右差が大きいとみなし、左右差修正を行
う。

【００８９】即ち、左右差修正は、次のようにして行
う。差Ｘが、−０．０３ミクロンを越えていないと、ロ
ーバー１０１の右端が、左端より０．０３ミクロン（許
容値）以上高いことになる。このため、左端での負荷を
軽くするため、加圧機構１３の左側のシリンダ１３Ｌを
オフする。そして、ステップＳ５の先頭に戻る。

【００９０】又、差Ｘが、０．０３ミクロンを越えてい
ると、ローバー１０１の左端が、右端より０．０３ミク
ロン（許容値）以上高いことになる。このため、右端で
の負荷を軽くするため、加圧機構１３の右側のシリンダ
１３Ｒをオフする。そして、ステップＳ５の先頭に戻
る。

【００９１】差Ｘが、−０．０３ミクロンと０．０３ミ
クロンとの間である場合には、ローバー１０１の左右差
は、許容範囲内にある。そこで、加圧機構１３の全ての
シリンダ１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒをオンして、ステップ
Ｓ５の先頭に戻る。

【００９２】（Ｓ６）一方、差Ｘが、スライスレベルＳ
以下であると、制御部１８３は、図１５で説明するそり
修正処理を行う。そして、制御部１８３は、左右差修正
を行う。このように、ステージ３において、左右の差が
スライスレベル以下にならないと、そり修正を行わない
ようにした理由は、次の通りである。

【００９３】即ち、ステージ１、２では、正しいＥＬＧ
抵抗値が得られないため、ステージ１、２では、そりの
修正を行わない。ステージ３に入っても、左右差が大き
いと正しいそり量の判断ができないため、左右差修正処
理を行い、左右差が小さくなった段階で、そりの修正を
行う。

【００９４】（Ｓ７）制御部１８３は、重心位置での高
さＭＲ−ｈ（Ｇ）を求める。高さＭＲ−ｈ（Ｇ）は、左
端位置のＥＬＧ素子の高さと右端位置でのＥＬＧ素子の
高さとの平均値と、中央位置のＥＬＧ素子の高さとの平
均値により求める。制御部１８３は、重心位置でのＥＬ
Ｇ素子の高さＭＲ−ｈ（Ｇ）が、（目標ＭＲ−ｈ＋ｈ
２）以下になったかを判定する。重心位置でのＥＬＧ素
子のＭＲ−ｈ（Ｇ）が、（目標ＭＲ−ｈ＋ｈ２）以下に
なっていないと、ステップＳ６のそり修正に戻る。

【００９５】（Ｓ８）制御部１８３は、重心位置でのＥ
ＬＧ素子のＭＲ−ｈ（Ｇ）が、（目標ＭＲ−ｈ＋ｈ２）
以下になっていると、微小左右差修正（ステージ４）に
進む。この時、制御部１８３は、モータ１０４ａを制御
して、定盤回転数を低くする。回転数は、１５ＲＰＭで
ある。そして、制御部１８３は、加圧機構１３の全ての
シリンダ１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒをローにする。即ち、
小さな負荷をかけ、仕上げ加工する。

【００９６】（Ｓ９）制御部１８３は、デジタルマルチ
メータ１８２から抵抗値を読み取り、高さＭＲ−ｈの測
定を行う。制御部１８３は、そり修正（図１５参照）を
行い、左右差修正を行う。そして、制御部１８３は、重
心位置のＥＬＧ素子の高さＭＲ−ｈ（Ｇ）が、（目標値
＋ｈ３）以下になったかを判定する。

【００９７】（Ｓ１０）制御部１８３は、高さＭＲ−ｈ
（Ｇ）が（目標値＋ｈ３）以下になったことを検出する
と、仕上げ加工（ステージ５）に入る。即ち、制御部１
８３は、加圧機構１３の左側シリンダ１３Ｌと右側シリ
ンダ１３Ｒとをオフする。従って、加圧は、中央シリン
ダ１３Ｃによる中央位置のみとなる。

【００９８】（Ｓ１１）この状態で、図１５のそり修正
を行う。制御部１８３は、重心位置のＥＬＧ素子の高さ
ＭＲ−ｈ（Ｇ）が、（目標値＋ｈ４）以下になったかを
判定する。ＥＬＧ素子の高さＭＲ−ｈ（Ｇ）が、（目標
値＋ｈ４）以下でない場合には、そり修正を行う。

【００９９】（Ｓ１２）ＥＬＧ素子の高さＭＲ−ｈ
（Ｇ）が、（目標値＋ｈ４）以下になると、そり修正の
ベンド量を維持する。この理由は、そり量がゼロになる
までには、時間がかかるためである。従って、ＥＬＧ素
子の高さＭＲ−ｈ（Ｇ）が、（目標値＋ｈ４）以下とな
った微小誤差の範囲では、そり修正を行わず、ベンド量
を維持する。制御部１８３は、重心位置のＥＬＧ素子の
高さＭＲ−ｈ（Ｇ）が、目標値以下になったかを判断す
る。重心位置のＥＬＧ素子の高さＭＲ−ｈ（Ｇ）が、目
標値以下でない時には、ベンド量維持に戻る。

【０１００】（Ｓ１３）重心位置のＥＬＧ素子の高さＭ
Ｒ−ｈ（Ｇ）が、目標値以下でになった時は、停止制御
を行う。即ち、制御部１８３は、図２で説明した揺動セ
ンサ１５３が、オンになったかを判定する。揺動センサ
１５３が、オンになると、前述したように、ラップベー
ス１０は、予定位置Ｐに位置したことになる。

【０１０１】そこで、制御部１８３は、加圧シリンダ１
３を退避させる。次に、制御部１８３は、プローブシリ
ンダ１４１を動作させ、プローブ１４０を退避させる。
次に、制御部１８３は、アンロード機構１２のアンロー
ドシリンダ１２０を動作し、ワーク１０３をラップ定盤
１０４から退避する。そして、制御部１８３は、ラップ
盤を停止し、終了する。

【０１０２】このように、粗加工（慣らし加工、面取り
加工、左右差修正加工）から仕上げ（微小左右差修正を
含む）加工まで、加工速度を変更して、連続的に行う。

【０１０３】次に、図１５を用いてそり修正処理につい
て説明する。

【０１０４】（Ｓ２０）制御部１８３は、ベンド修正間
隔を計時するベンドタイマーの値が、設定されたベンド
サイクルの値以上かを判定する。ベンドタイマーの値が
ベンドサイクルの値以上でないときは、このループを脱
出する。

【０１０５】（Ｓ２１）制御部１８３は、ベンドタイマ
ーの値がベンドサイクルの値以上なら、ベンド修正間隔
に達したと判断する。このため、制御部１８３は、ベン
ドタイマーをリセットする。そして、制御部１８３は、
そり量を計算する。そり量は、図１６に示すように、左
端のＥＬＧ素子の高さＭＲーｈ（Ｌ）と、右端のＥＬＧ
素子の高さＭＲーｈ（Ｒ）との平均値を計算し、この平
均値から中央のＥＬＧ素子の高さＭＲーｈ（Ｃ）を引
き、求める。

【０１０６】（Ｓ２２）制御部１８３は、計算したそり
量と目標値とを比較する。そり量が、（目標値＋ｈ５）
以内であれば、ベントサイクルを長いｔに設定して、ル
ープを脱出する。

【０１０７】（Ｓ２３）そり量が、（目標値＋ｈ５）以
内でなければ、制御部１８３は、そり量が過大かを判定
する。このため、そり量と目標値との差を計算し、この
差が０．１μｍ以上かを判定する。制御部１８３は、こ
の差が、０．１μｍ以上であれば、ベンドサイクルを短
いｔ／３に設定する。逆に、制御部１８３は、この差
が、０．１μｍ以上でなければ、ベンドサイクルを長い
ｔに設定する。

【０１０８】（Ｓ２４）制御部１８３は、そり量と目標
値との差が、「０」以上かを判定する。差が「０」以上
なら、ベンド量を大きくするため、ベンド量を「０．０
１」加算する。逆に、差が「０」以上でないなら、ベン
ド量を小さくするため、ベンド量を「０．０１」減算す
る。そして、ループを脱出する。

【０１０９】このように、初期そり量にかかわらず、ベ
ンド量を０．０１μｍずつ変化させる。その後、そり量
が目標に達するまで、ベンド量を除々に上げたり、下げ
たりする。ここで、除々に制御するのは、実際にワーク
の形状が変化した後、変化した量が削れ、安定するまで
に時間がかかるからである。そのための時間を見てい
る。つまり、そり修正は、左右差修正に比べ、応答時間
が遅いため、左右差修正の周期より時間を長くとる必要
がある。

【０１１０】又、前述の目標値は、加工圧力に応じて変
化する。即ち、ステージ３は、加工圧力が大きいため、
目標値を０．０８μｍとしている。ステージ４では、加
工圧力が中間のため、目標値を０．０２μｍとしてい
る。ステージ５では、加工圧力が小さいため、目標値を
０．００μｍとしている。このように、加工圧力に応じ
て、目標値を変化させたのは、加工圧力が高いと、そり
量が急激に変化するおそれがあるため、加工圧力が大き
い程、目標値にマージンを持たせている。

【０１１１】更に、そり修正処理の間隔、即ち、ベンド
量の変更間隔をそり量と目標値との差に応じて、変化し
ている。目標値との差が大きい時は、短い間隔で制御
し、目標値との差が小さい時には、長い間隔で制御す
る。

【０１１２】その上、加工圧力が変化した直後に、そり
量が変化する特性がある。加工圧力が変化した直後は、
そり量は自然変化中であり、その時にベンド制御して
も、無駄な制御となる。このため、ステージ４開始時
と、ステージ５の開始時の加工圧力を変化した直後は、
ベンド量を維持したままとしている。

【０１１３】上述の実施の態様の他に、本発明は、次の
ような変形が可能である。

【０１１４】（１）前述の実施の態様では、加工される
部材として、磁気ヘッド列で構成されるローバーを例に
説明したが、他の部材の加工にも適用することができ
る。

【０１１５】（２）加工モニター用素子も、他の形態の
ものを使用することができる。

【０１１６】（３）ベンド機構に油圧シリンダを使用
し、油圧によりベンド量を制御することもできる。

【０１１７】以上、本発明を実施の形態により説明した
が、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。

【０１１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。

【０１１９】（１）加工中に、ワークのそり量を検出し
て、ワークのそり量を修正するようにしたため、加工中
に生じるそりも、修正することができる。又、加工前
に、ワークのそり量を測定する手間を省くことができ
る。

【０１２０】（２）そりの矯正機構に、空気供給圧力に
応じて、ワークに圧力を付与する空圧機構を用いたた
め、微小なそり量の修正が可能となり、そり量をゼロに
する制御が可能となる。又、空圧機構のため、ラップ治
具に過度の圧力を付与することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のラッピング装置の斜視
図である。

【図２】図１のラッピング装置の上面図である。

【図３】図１のラッピング装置の側面図である。

【図４】図２のワークの説明図である。

【図５】図２のアダプタの説明図である。

【図６】図４のローバーの説明図である。

【図７】図６のＥＬＧ素子の説明図である。

【図８】図１のランピング装置の断面図である。

【図９】図８のベンド機構の断面図である。

【図１０】図８の加圧機構のブロック図である。

【図１１】本発明の一実施の形態のブロック図である。

【図１２】本発明の一実施の形態の加工処理フロー図
（その１）である。

【図１３】本発明の一実施の形態の加工処理フロー図
（その２）である。

【図１４】本発明の一実施の形態の加工処理フロー図
（その３）である。

【図１５】図１２乃至図１４のそり修正処理フロー図で
ある。

【図１６】図１５のそり修正動作の説明図である。

【図１７】磁気ヘッドの製造工程の説明図（その１）で
ある。

【図１８】磁気ヘッドの製造工程の説明図（その２）で
ある。

【図１９】従来技術の説明図である。

【符号の説明】 １１ アダプタ（ラップ治具） １３ 加圧機構 １３Ｃ 中央シリンダ １３２ 第２のシリンダロッド １３３ 第１のシリンダロッド １３４ Ｏリング １１５ ベンドアーム １１６ シリンダ １１６ａ シリンダロッド １１６ｃ 穴 １０１ ローバー １０３ ワーク １０４ ラップ定盤 １８３ 制御部

フロントページの続き (72)発明者 杉山 友一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA12 AC02 BA07 BB02 BB04 BB09 BC02 CB01 CB10 DA17

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの高さを所定値にラッピングする
   ラッピング方法において、 前記ワークのそり量を検出するステップと、 前記ワークのそりを矯正するため、流体圧力に応じて、
   前記ワークに与える圧力を可変できる矯正機構の加圧力
   を、前記検出されたそり量が目標値になるように、制御
   するステップとを有することを特徴とするラッピング方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１のラッピング方法において、 前記制御するステップは、その周期が、前記検出された
   そり量と前記目標値との差に応じて変化するステップか
   らなることを特徴とするラッピング方法。
3. 【請求項３】 請求項１のラッピング方法において、 前記制御ステップは、 前記修正するそり量が一定値となるように、前記矯正機
   構の加圧力を制御するステップからなることを特徴とす
   るラッピング方法。
4. 【請求項４】 請求項２のラッピング方法において、 前記制御ステップは、 前記ワークへの加工圧力に応じて、前記目標値を変化す
   るステップからなることを特徴とするラッピング方法。
5. 【請求項５】 請求項１のラッピング装置のワークのそ
   り修正方法において、 前記ワークのそり量を検出するステップは、 前記ワークの両端位置と中央位置に設けられた測定素子
   の高さを検出するステップと、 前記ワークの中央位置に設けられた測定素子の高さか
   ら、前記両端位置に設けられた測定素子との高さの和を
   １／２した値を差し引き、前記そり量を検出するステッ
   プからなることを特徴とするラッピング修正方法。
6. 【請求項６】 ワークの高さを所定値にラッピングする
   ラッピング装置において、 前記ワークのそり量を検出する検出手段と、 流体圧力に応じて、前記ワークに与える圧力を可変でき
   る矯正機構と、 前記矯正機構の加圧力を、前記検出されたそり量が目標
   値になるように、制御する制御手段とを有することを特
   徴とするラッピング装置。
7. 【請求項７】 請求項６のラッピング装置において、 前記矯正機構は、 前記ワークを保持するラップ治具に設けられ、前記ワー
   クに圧力を与えるシリンダと、 前記シリンダ内に流体を供給する供給手段とを有するこ
   とを特徴とするラッピング装置。
8. 【請求項８】 請求項７のラッピング装置において、 前記供給手段は、 前記ワークの中央位置において、前記ワークに加工圧力
   を与えるための中央シリンダに設けられ、中空構造であ
   るシリンダロッドと、 前記シリンダロッドに流体を供給する流体供給手段とか
   らなり、 前記ラップ治具に設けられ、前記シリンダロッドの流体
   を前記シリンダに導くための穴を有することを特徴とす
   るラッピング装置。
9. 【請求項９】 請求項８のラッピング装置において、 前記シリンダロッドの先端に設けられ、前記ラップ治具
   に接続されるＯリングを設けたことを特徴とするラッピ
   ング装置。