JP2006202354A - 表面形成方法及び装置、磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械的加工変質が生じず、均一、かつ、高品質な構造体を製造すること。
【解決手段】 所定の構造体Ｒに対して表面形成処理を行う表面形成手段を備えた表面形成装置であって、表面形成手段は、所定の照射エネルギーを有し一定方向に向かって照射可能なエネルギービームを構造体に照射する照射手段１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面形成方法及び装置にかかり、特に、機械的研磨を施さずに表面形成処理を行う表面形成方法及び装置に関する。また、かかる表面形成処理を行って製造された構造体及び磁気ヘッド、並びに、その製造方法に関する。

近年、ハードディスク駆動装置（以下、「ＨＤＤ」という）においては記録密度が飛躍的に進歩しており、かかる高記録密度化された磁気ディスクからデータ再生を行う磁気ヘッド素子として磁気抵抗効果素子が用いられている。例えば、磁気抵抗効果素子として巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）や、トンネル接合磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）を用いた磁気ヘッドが存在する。

そして、上記磁気ヘッドは、一般的に略直方体形状であり、磁気ディスクに対して浮上可能なよう浮上面を形成する磁気ヘッドスライダ部（本体部）と、その端部に形成された記録部及び上記磁気抵抗効果素子部を含む再生部を構成する磁気ヘッド素子部（薄膜積層部）と、により構成されている。

ここで、上記磁気ヘッドの製造方法の一例が下記の特許文献１に開示されており、その手法を簡単に説明する。そして、その製造方法の一部を図８に示す。

まず、図８（ａ）に示すように、磁気ヘッドスライダ部と磁気ヘッド素子部とを含む磁気ヘッド構造体Ｒがマトリックス状に形成されたウエハＷから、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、複数個分の磁気ヘッド構造体Ｒが一列状に配列されているバー状（以下、「バーブロックＢ」という）に切り出す。そして、このバーブロックＢに対して、磁気ヘッドの浮上面（ＡＢＳ面）となる面（磁気ディスクとの対向面）を研磨する（図８（ｃ）の下面側）。かかる研磨により、磁気ディスクからの微弱磁場を感度良く検出するために磁気抵抗効果素子Ｍの端面を浮上面（ＡＢＳ面）に露出させると同時に、所定の抵抗値が得られるよう浮上面である研磨面に対して垂直方向の磁気抵抗効果素子の素子高さＭｈ（ＭＲハイト）を規定する。

ここで、磁気ヘッド構造体Ｒの部分拡大断面図を図９に示す。この図は、磁気抵抗効果素子Ｍが形成された磁気ヘッド構造体Ｒのほぼ中央部分で断面した図である。なお、上記磁気抵抗効果素子Ｍの端面は、上述した研磨処理によって浮上面に露出させることに限らず、バーブロックＢに切り出すときに露出させて、その後の研磨処理により素子高さＭｈを規定するようにしてもよい。

このとき、上記バーブロックに対する研磨は、従来より機械的に行うことが一般的であり、そのことが上記特許文献１に開示されている。

そして、上記のように研磨を行った後には、樹脂を塗布してエッチングを行い、表面粗さの低減を図る。その後、所定の形状にＡＢＳ面を形成すべくレジストを塗布してエッチング行う。そして、バーブロックＢとして一体化されている複数個の磁気ヘッド構造体Ｒを切断することにより、個別の磁気ヘッドを生成する。

特開２００４−７１０２４号公報

しかしながら、上記特許文献１の磁気ヘッドの製造方法におけるエッチング処理は、主に磁気ヘッドの表面粗さを低減するために行われるための処理である。このため、機械的に研磨処理を行うことによりバーブロックすなわち磁気ヘッド構造体の内部に生じる機械的ひずみや、磁気抵抗効果素子の特性の変化や劣化に対する対応については、従来より十分な検討がなされていなかった。

また、バーブロックＢの個々の磁気ヘッド構造体Ｒに含まれる各磁気抵抗効果素子Ｍには、薄膜積層時や上述したウエハからバーブロックＢへの切断時に、その長さなどに多少の誤差が生じたり、あるいは、表面形成処理がバーブロックＢ上において均一に行われるとは限らない。これに対して、上記特許文献１では、バーブロックＢの複数個の磁気ヘッド構造体Ｒに対して全てに同時に研磨処理を行うことが記載されていることから、当該特許文献１では、全ての磁気ヘッドにおいて磁気抵抗効果素子Ｍの素子高さＭｈを均一かつ高精度に規定することに関する検討もなされていない。例えば、Ｃｐｐ型磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果素子の素子高さを５０ｎｍ±５ｎｍといった高精度に規定しなければならないため、かかる対応が必要となる。

このため、本発明では、機械的加工変質が生じず、均一、かつ、高品質な構造体を製造することをその目的とする。

そこで、本発明である表面形成方法は、
所定の構造体に対して表面形成処理を行う表面形成方法であって、
表面形成処理を、所定の照射エネルギーを有し一定方向に向かって照射可能なエネルギービームを構造体に照射して行う、を有することを特徴としている。

上記発明によると、構造体に対して直進性を有するエネルギービームが照射されて、当該構造体の表面を浸食加工することができ、適切な表面形成処理を施すことができる。そして、機械的な研磨処理を施すことなく表面形成処理を行っているため、機械的加工変質が存在しない構造体を製造することができ、製造する構造体の高品質化を図ることができる。このことは、特に、磁気ヘッドなどの精密部品においては有効である。

また、上記表面形成処理を、複数の構造体を含むウエハに対して行うと共に、
表面形成処理による構造体の変化に基づいて当該表面形成処理を行う必要の無い構造体を特定する構造体特定工程と、この特定された構造体に対して照射されるエネルギービームを遮蔽する遮蔽工程と、を有することを特徴としている。

そして、上記構成において、特に、上記構造体は、磁気ヘッド構造体であると共に、
表面形成処理は、磁気ヘッド構造体を構成する磁気抵抗効果素子の素子長さを設定するよう行う、ことを特徴としている。

このとき、上記構造体特定工程は、表面形成処理による磁気抵抗効果素子の素子高さの変化に基づいて磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴としている。特に、構造体特定工程は、磁気抵抗効果素子の素子高さが予め設定された基準高さとなったときに当該磁気抵抗効果素子を含む磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴としている。そして、上記基準高さは所定の範囲を有していてもよい。

また、構造体特定工程は、表面形成処理による磁気抵抗効果素子の特性の変化に基づいて磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴としている。このとき、構造体特定工程は、磁気抵抗効果素子の抵抗値を検出して当該抵抗値の変化に基づいて磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴としている。特に、構造体特定工程は、磁気抵抗効果素子の抵抗値が予め設定された基準抵抗値となったときに当該磁気抵抗効果素子を含む磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴としている。そして、上記基準抵抗値は所定の範囲を有していてもよい。

また、表面形成処理は、遮蔽工程にて複数個の磁気ヘッド構造体の全てに対してエネルギービームを遮蔽したときに終了する、ことを特徴としている。

また、本発明の他の形態である磁気ヘッド製造方法は、
複数個の磁気ヘッド構造体を含むウエハを切り出す切出工程と、
この切り出したウエハに対して上述したいずれかの表面形成方法による表面形成処理を行う表面形成工程と、
磁気ヘッド構造体の浮上面の形成を行う浮上面形成工程と、
ウエハから個々の磁気ヘッド構造体に分離する分離工程と、
を有することを特徴としている。

さらに、本発明の他の形態である構造体、あるいは、上記いずれかの方法を用いて製造された磁気ヘッドは、所定の照射エネルギーを有し一定方向に向かって照射可能なエネルギービームが照射されることにより表面形成処理が施され、機械的加工変質が存在していない、ことを特徴としている。

上記構成の発明によると、まず、複数個の構造体が一体となったウエハに対して、エネルギービームの照射が行われることにより表面形成処理が施され、その際に、表面形成処理を行う必要のなくなった構造体が特定される。例えば、構造体が磁気ヘッド構造体であり、磁気抵抗効果素子長さを規定するよう表面形成処理が行われる場合には、当該磁気抵抗効果素子の長さや特性（例えば、抵抗値）の変化に基づいて、表面形成処理を行う必要のない構造体が特定される。そして、特定された構造体に対して、エネルギービームの照射が遮蔽される。これにより、遮蔽された構造体に対しては、以後、表面形成処理が行われないため、適切な表面形成処理が施された状態となっており、一方で、他の構造体については依然として表面形成処理が施された状態となる。そして、他の構造体も上述同様に表面形成処理が必要ないと判断されるとエネルギービームが遮蔽される。従って、個々の構造体に対して適切な表面形成処理が施されるため、全ての磁気ヘッドを均一かつ高品質に製造することができる。

このとき、磁気抵抗効果素子の抵抗値を検出し、当該抵抗値に基づいて遮蔽する構造体を特定することで、その判断が容易であり、正確性が向上し、より均一かつ高品質な構造体を製造することができる。

また、本発明の他の形態である表面形成装置は、
所定の構造体に対して表面形成処理を行う表面形成手段を備えた表面形成装置であって、
表面形成手段は、所定の照射エネルギーを有し一定方向に向かって照射可能なエネルギービームを構造体に照射する照射手段である、ことを特徴としている。

そして、表面形成処理を、複数の構造体を含むウエハに対して行うと共に、
構造体毎に当該構造体の表面形成処理面を覆って照射されるエネルギービームを遮蔽する遮蔽手段と、表面形成処理による構造体の変化に基づいて前記遮蔽手段による遮蔽状態を制御する遮蔽制御手段と、を備えた、ことを特徴としている。

さらに、上記構造体は、磁気ヘッド構造体であると共に、
表面形成手段は、磁気ヘッド構造体を構成する磁気抵抗効果素子の素子長さを設定するよう表面形成処理を行う、ことを特徴としている。

また、磁気ヘッド構造体毎の磁気抵抗効果素子の素子高さを検出する検出手段を備えると共に、
遮蔽制御手段は、検出手段による検出値に基づいて特定の磁気ヘッド構造体に対して照射されるエネルギービームを遮蔽するよう遮蔽手段を制御する、
ことを特徴としている。

また、磁気ヘッド構造体毎の磁気抵抗効果素子の特性の変化を検出する検出手段を備えると共に、
遮蔽制御手段は、検出手段による検出値の変化に基づいて特定の磁気ヘッド構造体に対して照射されるエネルギービームを遮蔽するよう遮蔽手段を制御する、
ことを特徴としている。

このとき、上記検出手段は、磁気抵抗効果素子の抵抗値を検出する抵抗値検出手段であると共に、
遮蔽制御手段は、抵抗値検出手段によって検出された抵抗値の変化に基づいて特定の磁気ヘッド構造体に対して照射されるエネルギービームを遮蔽するよう遮蔽手段を制御する、
ことを特徴としている。

さらに、このとき、遮蔽制御手段は、抵抗値検出手段によって検出された抵抗値が予め定められた基準抵抗値となったときに当該磁気抵抗効果素子を含む磁気ヘッド構造体に対して照射されるエネルギービームを遮蔽するよう遮蔽手段を制御する、ことを特徴としている。そして、上記基準抵抗値は所定の範囲を有していてもよい。

上記構成の表面形成装置であっても、上述した表面形成方法と同様に作用するため、上述した本発明の目的を達成することができる。

本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、機械的な表面形成処理を行わずに、エネルギービームの照射によって表面形成処理を行っているため、機械的加工変質が存在しない構造体を製造することができる、という従来にない優れた効果を有する。また、個々の構造体に対するエネルギービームの照射を遮蔽することで、個々の構造体に対して適切な表面形成処理が施すことができ、全ての構造体を均一かつ高品質に研磨することができる、という従来にない優れた効果を有する。

本発明は、構造体に対する表面形成処理を、機械的研磨処理ではなく、エネルギービームを照射することによって行う点に特徴を有する。また、複数の構造体をまとめて表面形成処理する際に、個々の構造体に対する表面形成処理の状況に応じて、構造体毎にエネルギービームを遮蔽することに特徴を有する。以下、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に搭載されるハードディスクからデータの再生を行う磁気ヘッドを表面形成処理の対象となる構造体の一例に挙げて、本発明である表面形成方法、表面形成装置等の構成を説明する。但し、本発明において表面形成処理の対象となる構造体は、磁気ヘッド構造体であることに限定されない。

本発明の実施例を、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、表面形成装置の構成を示すブロック図である。図２は、コントローラの構成を示す機能ブロック図である。図３乃至図４は、表面形成処理時における磁気ヘッド構造体の様子を示す説明図である。図５は、表面処理動作を示すフローチャートである。

［構成］
本発明である表面形成装置は、図８に示し、上記従来技術として説明したように、複数個の磁気ヘッド構造体Ｒを含むウエハＷであって磁気ヘッド構造体Ｒが一列に配列されたバー状のブロック（バーブロックＢ）に対して、浮上面をエッチングするなど表面形成処理する装置である。従って、かかる表面形成装置は、磁気ヘッド製造装置の一部を構成している。

そして、図１に示すように、本実施例における表面形成装置は、表面形成処理対象となる複数の磁気ヘッド構造体Ｒを含むバーブロックＢに対して、エッチングによる表面形成処理を行うエッチング装置１（表面形成手段）と、バーブロックＢの磁気ヘッド構造体Ｒ毎にその研磨面を覆ってエッチングを遮蔽する遮蔽装置２，３（遮蔽手段）と、表面形成処理による磁気ヘッド構造体Ｒの変化に基づいて遮蔽装置２，３による遮蔽状態を制御するコントローラ４（遮蔽制御手段）と、を備えている。また、表面形成処理時における磁気ヘッド構造体Ｒの磁気抵抗効果素子Ｍの抵抗値を検出して上記コントローラ４に通知する抵抗計５（抵抗値検出手段）と、バーブロックＢを載置し載置面に沿って駆動して当該バーブロックＢの位置を設定するＸ−Ｙテーブル６と、このＸ−Ｙテーブル６自体を載置しバーブロックＢのエッチング角度を設定する角度テーブル７と、エッチング装置１にてエッチングを行うための環境を形成するチャンバー８と、を備えている。以下、各構成について詳述する。

＜磁気ヘッド構造体＞
磁気ヘッド構造体Ｒは、上述したように、図８，９に示すものと同様であり、表面形成処理時には複数の磁気ヘッド構造体Ｒが一列に配列されたバーブロックＢに構成されている。そして、この磁気ヘッド構造体Ｒは、後に図８（ｃ）や図３に示す点線にて切断されて、個々の磁気ヘッドとして生成されるものである。このため、個々の磁気ヘッド構造体Ｒは、主に磁気ヘッドの本体を成す磁気ヘッドスライダ部Ｒｂと、その一端側にデータ記録再生部Ｒａａ及び接続端子Ｒａｂを備えた磁気ヘッド素子部Ｒａと、を備えて形成されている。そして、データ記録再生部Ｒａａには、上述したようにデータ再生時に用いる磁気抵抗効果素子Ｍ（ＭＲ素子）が備えられており（図９参照）、浮上面側（図３及び図４で上面側）に露出して、表面形成処理にて所定の素子高さＭｈ（ＭＲハイト）に規定される。

＜エッチング装置＞
エッチング装置１は、コントローラ４にてその動作が制御されており、例えば、真空のチャンバー８内でエッチングを行い、磁気ヘッド構造体Ｒの浮上面を研磨し、磁気ヘッド自体の厚みの設定、磁気抵抗効果素子Ｍの素子高さＭｈの規定を行う装置である。そして、本実施例におけるエッチング装置１は、イオンビームを磁気ヘッド構造体Ｒに照射して（図３の矢印Ｙ１参照）、イオンビームエッチングを行う。

但し、エッチング装置１は、イオンビームを照射してイオンビームエッチングを行う装置であることに限定されず、所定の照射エネルギーを有していて、一定方向に向かって照射可能なエネルギービーム（例えば、電子ビームやレーザービームなど）を照射する装置であればよい。従って、本発明でいうエッチングとは、機械的研磨以外の手法によって構造体Ｒの表面をエネルギービームの照射エネルギーによって浸食させる処理のことを言う。なお、エッチングを行うエネルギービームによっては、後述する遮蔽部材２の構成が異なるため、これについては後述する。

＜遮蔽装置＞
遮蔽装置２，３は、遮蔽部材２と、これを駆動する遮蔽部材駆動装置３と、を備えている。遮蔽部材２は、略板状の部材であって、図３乃至図４に示すように、バーブロックＢに含まれる個々の磁気ヘッド構造体Ｒ毎に対応して分割されて備えられている。具体的には、磁気ヘッド構造体Ｒの浮上面に沿って配置されており、分割された１枚の遮蔽部材２が各磁気ヘッド構造体Ｒの幅を有して形成されている。そして、少なくともバーブロックＢを構成する全ての磁気ヘッド構造体Ｒの数だけ、当該バーブロックＢに沿って一様に配置されている。このとき、遮蔽部材２には、当該遮蔽部材２を識別する位置情報が付されており、例えば、図３の左端から１，２，３，・・・と付番されている。そして、バーブロックＢをＸ−Ｙテーブル６上に配置するときには、遮蔽部材２の左端に必ず磁気ヘッド構造体Ｒが位置するようバーブロックＢを配置することで、後述するように抵抗計５から通知される磁気ヘッド構造体Ｒの識別情報と遮蔽部材２の位置情報とを対応させておく。

また、遮蔽部材２の一端部（図３，４にて図示しない端部）は、後述するＸ−Ｙテーブル６上に設置された遮蔽部材駆動装置３に支持されている。この遮蔽部材駆動装置３は、支持している個々の遮蔽部材２を、それぞれ磁気ヘッド構造体Ｒの浮上面すなわちエッチング面上に突出させる方向に駆動可能なよう（図１の矢印Ｙ２参照）、構成されている。従って、この遮蔽部材駆動装置３にて図３に符号２ａで示す遮蔽部材２が突出駆動されると、図４に示すように、その下部に位置する磁気ヘッド構造体Ｒ上に突出し、その浮上面であるエッチング面を覆うよう配置される。具体的には、遮蔽部材２は、エッチング装置１によって照射されるイオンビームなどのエネルギービームの照射経路上に配置され、これにより、当該エネルギービームが磁気ヘッド構造体Ｒの浮上面に照射されることを適切に遮蔽することができる。

ここで、上記遮蔽部材２は板状であることに限定されない。その形状及び材質は任意であるが、上述したように、磁気ヘッド構造体Ｒの上部に突出されたときに、エネルギービームが磁気ヘッド構造体Ｒの浮上面に照射されることを適切に遮蔽できる形状及び材質であればよい。

なお、上記遮蔽部材駆動装置３による遮蔽部材２の駆動制御は、後述する抵抗計５にて検出した抵抗値に基づいて、コントローラ４にて行われる。このとき、遮蔽部材駆動装置３は、コントローラ４から指示される遮蔽部材２の位置情報に基づいて、特定の遮蔽部材２の駆動制御を行う。

＜テーブル＞
Ｘ−Ｙテーブル６は、上記磁気ヘッド構造体Ｒを複数含んだバーブロックＢを直接載置し、載置面に沿って可動して、当該バーブロックＢの位置をエッチング装置１の下方、すなわち、エッチング可能な位置に設定するためのものである。なお、図１には、Ｘ−Ｙテーブル６を駆動する構成は図示していないが、バーブロックＢを載せたままＸ−Ｙ平面上を移動可能な構成を有している。

また、角度テーブル７は、上記バーブロックＢを載置したＸ−Ｙテーブル６自体を載置し、その角度を設定するものである。例えば、イオンビームエッチングを行う場合には、照射されるイオンビームに対する磁気ヘッド構造体Ｒのエッチング面の角度を設定し、これにより、効果的なエッチング処理を行う。つまり、磁気ヘッド構造体Ｒは、磁気ヘッドスライダ部Ｒｂはアルチックで形成されており、磁気ヘッド素子部ＲａはＣｒ，Ｎｉなどの金属で形成されているなど、それぞれエッチングによる除去レートが異なるため、適切なエッチングを行うべく、角度テーブル７を用いてイオンビームの磁気ヘッド構造体Ｒに対する照射角度を設定する。この角度テーブル７は、例えば、矢印Ｙ３に示すように、θ＝−８０°〜＋８０°の範囲内で可動する。

＜抵抗計＞
抵抗計５は、バーブロックＢに含まれる個々の磁気ヘッド構造体Ｒを構成する各磁気抵抗効果素子Ｍの抵抗値を検出する。このため、図３に示すように、各磁気ヘッド構造体Ｒの再生データ用の接続端子Ｒａｂには、それぞれ抵抗を検出するための配線が抵抗計５へと接続されている。そして、この抵抗計５にて検出された各磁気抵抗効果素子Ｍの抵抗値は、コントローラ４へと通知される。このとき、各磁気抵抗効果素子Ｍ毎に抵抗計５への配線が接続されているため、当該抵抗計５は抵抗値を検出した配線から、いずれの磁気抵抗効果素子Ｍ、すなわち、いずれの磁気ヘッド構造体Ｒから検出した抵抗値であるかを区別して検出することができる。従って、抵抗計５は、検出した抵抗値と共に、検出対象となった磁気ヘッド構造体Ｒを特定する識別情報をコントローラ４に通知する。なお、識別情報は、例えば、図３に示すバーブロックＢにおいては、左端に位置する磁気ヘッド構造体Ｒから右に向かって１，２，３，・・・と付番されたものである。すなわち、上述した遮蔽部材２に付された位置情報に対応する情報であり、上記例では、対応する磁気ヘッド構造体Ｒと遮蔽部材２に同一の番号が付されることとなる。

ここで、抵抗値の計測は、磁気ヘッド構造体Ｒに対してイオンビームエッチングが行われている間、継続して実行される。つまり、エッチングにより浮上面が浸食され、磁気抵抗効果素子Ｍの素子高さＭｈが変化しているときに、これに基づく抵抗値の変化を検出するものである。

そして、上記検出した抵抗値には、磁気ヘッド構造体Ｒによって適切な抵抗値（後述する「基準抵抗値」）が予め実験や理論により判明しており、かかる値になるよう後述するようにコントローラ４にて監視される。なお、上記基準抵抗値は、適切な素子高さＭｈとなる場合における抵抗値であってもよい。

＜コントローラ＞
コントローラ４は、ＣＰＵなどの演算装置４Ａと、書き換え可能であり記憶されたデータを保持可能なＲＯＭなどの記憶装置４Ａとを備えている。

そして、記憶装置４Ａには、上記抵抗計５にて計測された抵抗値と比較される基準抵抗値を記憶する基準抵抗値データ記憶部４６が形成されている。この基準抵抗値は、上述したように、適切にデータ再生を行うことが可能な予め実験などにより定められた抵抗値であったり、あるいは、適切な素子高さ（例えば、１００ｎｍ±１７ｎｍ）となる場合の抵抗値である。そして、本実施例における基準抵抗値は、所定の範囲を有して設定されている（例えば、１００Ω±５Ωなどと設定されている）。但し、基準抵抗値は、所定の範囲に設定されていることに限定されず、一定値に特定されていてもよい。

また、記憶装置４Ａには、既に遮蔽が行われている遮蔽部材２の位置情報が記憶される遮蔽位置データ記憶部４７が形成されている。この遮蔽位置データ記憶部４７には、後述するように、遮蔽制御を行った後に遮蔽部材２の位置情報が記憶される。

そして、演算装置４Ａには、予め所定のプログラムが組み込まれることによって、抵抗計５から抵抗値を検出する抵抗値検出処理部４１と、遮蔽部材駆動装置３を制御して遮蔽部材２の遮蔽状態を制御する遮蔽制御処理部４２と、Ｘ−Ｙテーブル６の動作を制御するテーブル制御処理部４３と、角度テーブル７の動作を制御する角度制御処理部４４と、エッチング装置１の動作を制御するエッチング制御処理部４５と、が構築されている。以下、各処理部４１〜４５について詳述する。

抵抗値検出処理部４１は、上記抵抗計５にて検出されたエッチング処理中における磁気ヘッド構造体Ｒ毎の各磁気抵抗効果素子Ｍの抵抗値を受信する。このとき、抵抗値と共に、当該抵抗値を出力した磁気ヘッド構造体Ｒを特定する識別情報をも、抵抗計５から受信する。そして、検出した抵抗値を、検出対象となった磁気ヘッド構造体Ｒ（磁気抵抗効果素子Ｍ）を特定する識別情報と共に、遮蔽制御処理部４２に通知する。

ここで、抵抗値検出処理部４１は、遮蔽位置データ記憶部４７に記憶されている既に遮蔽が行われている遮蔽部材２の位置情報を参照して、当該遮蔽が行われている遮蔽部材２に対応する磁気ヘッド構造体Ｒから検出した抵抗値は破棄するよう作動する。あるいは、抵抗計５に対して遮蔽が行われている磁気ヘッド構造体Ｒからは抵抗値を検出しない旨の指令を出す。これにより、遮蔽が既に行われている磁気ヘッド構造体Ｒに対する処理を排除して、処理の迅速化を図ることができる。このとき、例えば、遮蔽位置データ記憶部４７に記憶されている遮蔽部材２の位置情報に対応する磁気ヘッド構造体Ｒとして、記憶されている位置情報である番号と同一番号の識別情報が割り当てられた磁気ヘッド構造体Ｒを特定する。

また、遮蔽制御処理部４２は、基準抵抗値データ記憶部４６から基準抵抗値を読み出し、この基準抵抗値と上記抵抗値検出処理部４１から通知を受けた抵抗値とを比較する。そして、検出した抵抗値が、基準抵抗値の範囲内にあるか否かを調べる。このとき、当該範囲内にある場合には、検出対象となった磁気ヘッド構造体Ｒに対するエッチングを遮蔽部材２にて遮蔽するよう遮蔽部材駆動装置３に対して駆動指令を出力する。具体的には、磁気ヘッド構造体Ｒの識別情報に対応する遮蔽部材２の位置情報を特定して、かかる位置情報に対応する遮蔽部材２を突出駆動させる指令を遮蔽部材駆動装置３に出力する。そして、この突出駆動させた遮蔽部材２の位置情報を、上述したように抵抗値検出処理部４１が参照可能なよう記憶装置４Ｂの遮蔽位置データ記憶部４７に記憶しておく。ここで、突出させる遮蔽部材２は、例えば、基準抵抗値の範囲内の抵抗値が検出された磁気ヘッド構造体Ｒの識別情報と同一番号の位置情報が割り当てられた遮蔽部材２とする。

また、エッチング制御処理部４５は、エッチング装置１の動作を制御してイオンビームの照射動作を開始、あるいは、停止したり、イオンビームの強度を制御する。また、テーブル制御処理部４３は、Ｘ−Ｙテーブル６のＸ−Ｙ平面に沿った駆動状況を制御し、これにより、当該Ｘ−Ｙテーブル６上に載置されたバーブロックＢ（磁気ヘッド構造体Ｒ）の位置を、エッチング装置１からのイオンビームが適切に照射されるよう制御する。さらに、角度制御処理部４４は、Ｘ−Ｙテーブル６を介して載置されているバーブロックＢ（磁気ヘッド構造体Ｒ）に対するエッチング装置１からのイオンビームの照射角度を、適切なエッチングが可能な角度に設定するよう制御する。

［動作］
次に、上記表面形成装置による研磨動作を説明すると共に、かかる研磨動作を一工程に含む磁気ヘッドの製造方法について説明する。なお、図３乃至図４は、研磨時の磁気ヘッド構造体Ｒの様子を示す説明図であり、図５は、研磨動作を示すフローチャートである。

まず、図８に示すように、磁気ヘッド素子部Ｒａが積層形成され、複数個の磁気ヘッド構造体Ｒがマトリックス状に形成されたウエハＷから、当該磁気ヘッド構造体Ｒが一列に配列されたバーブロックＢを切り出す（切出工程、図示せず）。そして、かかるバーブロックＢに対して、表面形成処理を行う（表面形成工程）。

表面形成工程では、まず、バーブロックＢをＸ−Ｙテーブル６上に載置し、Ｘ−Ｙテーブル６を駆動してエッチング装置１からバーブロックＢ（磁気ヘッド構造体Ｒ）のエッチング面に適切にエッチングが行われる位置に設定する（ステップＳ１）。また、これと同時に、角度テーブル７の角度θも駆動して、イオンビームがエッチングを行うために適切な角度となるようよう設定する（ステップＳ１）。なお、上記各テーブル６，７による位置設定動作は、エッチング中に行われてもよい。

続いて、上述した磁気ヘッド構造体Ｒの位置の設定が終了すると、エッチング装置１によるイオンビームの照射を開始する（ステップＳ２）。すると、図３に示すように、バーブロックＢを構成する各磁気ヘッド構造体Ｒのエッチング面に対して、イオンビームが照射される（矢印Ｙ１参照）。これにより、エッチング面の表面形成処理が行われ、各磁気ヘッド構造体Ｒの磁気抵抗効果素子Ｍの素子高さＭｈが設定される。

そして、エッチング中には、抵抗計５にて常時、各磁気ヘッド構造体Ｒの抵抗値がそれぞれ検出され、これらはコントローラ４に収集される（ステップＳ３）。すると、コントローラ４では、検出した抵抗値と、基準抵抗データ記憶部４６に記憶された基準抵抗値と、を比較して（ステップＳ４）、当該基準抵抗値の範囲内に検出した抵抗値が含まれるか否かを調べる（ステップＳ５）。その結果、検出した抵抗値が基準抵抗値の範囲内にない場合には（ステップＳ５にて否定判断）、そのままエッチング処理を継続し、抵抗値の検出も継続して行う（ステップＳ３）。

一方、上記ステップＳ５にて、抵抗値が基準抵抗値の範囲内にある場合には（ステップＳ５にて肯定判断）、その磁気ヘッド構造体Ｒは、もはや表面形成処理を行う必要が無いため、当該磁気ヘッド構造体Ｒを特定して（構造体特定工程）、当該磁気ヘッド構造体Ｒに対してイオンビームの遮蔽を行う（遮蔽工程）。具体的には、抵抗計５から抵抗値と共に受信した磁気ヘッド構造体Ｒの識別情報に対応する遮蔽部材２の位置情報を特定する（ステップＳ６）。一例としては、磁気ヘッド構造体Ｒの識別情報である番号と同一番号の位置情報を特定する。そして、この特定された位置情報を指定して、遮蔽部材駆動装置３に遮蔽部材２の突出駆動指令を出力する。すると、遮蔽部材駆動装置３にて、指定された位置情報が割り当てられた遮蔽部材２が、磁気ヘッド構造体Ｒの上部を覆うよう突出される（ステップＳ７）。例えば、図３に示す符号２ａに示す遮蔽部材の下部に位置する磁気ヘッド構造体Ｒから検出した抵抗値が基準抵抗値の範囲内にある場合には、図４に示すように、当該磁気ヘッド構造体Ｒの上部にのみ位置する符号２ａに示す遮蔽部材が突出される。

これにより、当該遮蔽部材２ａによってイオンビームが遮蔽され、その下部に位置する磁気ヘッド構造体Ｒに対するエッチングが阻止される。従って、この遮蔽された磁気ヘッド構造体Ｒは、検出された抵抗値となる状態にて素子高さＭｈが設定される。なお、かかる場合であっても、図４に示すように、バーブロックＢ上の他の磁気ヘッド構造体Ｒに対してはイオンビームが照射された状態になっているため、エッチングが継続して行われた状態になっている。

そして、上記特定の磁気ヘッド構造体Ｒに対する遮蔽制御を行った後には、当該磁気ヘッド構造体Ｒを、抵抗値を検出する対象から除外するよう設定する（ステップＳ８）。例えば、遮蔽した磁気ヘッド構造体Ｒに対応する遮蔽部材２の位置情報を遮蔽位置データ記憶部４７に登録する。このように登録された位置情報に対応する識別情報が割り当てられた磁気ヘッド構造体Ｒから検出された抵抗値は、以後、上記基準抵抗値データとの比較処理が行われず、あるいは、検出処理自体が実行されない。

その後、バーブロックＢ上の全ての磁気ヘッド構造体Ｒに対する遮蔽制御が実行されたか否かを、遮蔽位置データ記憶部４７に記憶された既に遮蔽が行われている遮蔽部材２の位置情報を参照して調べ（ステップＳ９）、まだエッチングが行われている磁気ヘッド構造体Ｒが存在する場合には（ステップＳ９にて否定判断）、ステップＳ３に戻り、抵抗値を検出し続け、かかる抵抗値に基づいてエッチングの遮蔽を行う。そして、全ての磁気ヘッド構造体Ｒに対するエッチングの遮蔽が行われている場合には（ステップＳ９にて肯定判断）、エッチング処理を終了する（ステップＳ１０）。

このようにすることにより、バーブロックＢ上に一体化されて存在する個々の磁気ヘッド構造体Ｒに対して、それぞれ適切に磁気抵抗効果素子の素子高さが設定されるようエッチング処理が実行されるため、全ての磁気ヘッドを均一かつ高品質に表面形成処理を行うことができる。

続いて、表面形成処理が終了したバーブロックＢ（磁気ヘッド構造体Ｒ）に対しては、浮上面を形成する処理を行う（浮上面形成工程）。この浮上面形成工程は、例えば、磁気ヘッド構造体Ｒの浮上面を形成する所定の面にレジスト形成を行い、かかる面に対してエッチングを行う。そして、この処理を複数サイクル繰り返し、複数段差を有する複雑な浮上面を形成する。

その後、バーブロックＢから個々の磁気ヘッド構造体Ｒを分離する（分離工程）。これにより、個々の磁気ヘッドを製造することができる。

このとき、製造された磁気ヘッドは、上述したように表面形成処理時にはエッチングによる表面形成処理を行っており、機械的な表面形成処理が施されていないことから、機械的加工変質が存在しない磁気ヘッドを製造することができる。従って、さらなる高品質化を図ることができる。

ここで、上記では、磁気抵抗効果素子Ｍの抵抗値を検出する場合を例示したが、磁気抵抗効果素子Ｍの抵抗値とは異なる他の特性を検出してもよい。そして、これらの検出値に基づいて、これ以上、表面形成処理を行う必要がないと判断した磁気ヘッド構造体Ｒを遮蔽するよう上述同様に制御してもよい。

次に、本発明の第２の実施例を、図６乃至図７を参照して説明する。図６は、本実施例における表面形成装置のコントローラの構成を示す機能ブロック図である。図７は、本実施例における表面形成装置の動作を示すフローチャートである。

本実施例における表面形成装置は、基本的には実施例１にて説明した表面形成装置とほぼ同様の構成を採っているが、遮蔽部材２を駆動してエネルギービームを遮蔽するタイミングの判断を行う構成が異なる。すなわち、上記実施例１では、磁気ヘッド構造体Ｒの磁気抵抗効果素子Ｍの抵抗値に基づいて遮蔽を行っていたが、本実施例では、磁気抵抗効果素子Ｍの素子長さＭｈを検出して、この変化に応じて遮蔽動作を制御する。以下、かかる特徴を表す構成について詳述する。

［構成］
本実施例における表面形成装置のコントローラ４は、基本的には、上述した実施例１に示したものとほぼ同様の構成を採っているが（図２参照）、図６に示すように、演算装置４Ａには素子高さ検出処理部４１’が構築されており、また、記憶装置４Ｂには基準素子高さデータ記憶部４６’が形成されている。

上記素子高さ検出処理部４１’は、エッチング中において、エッチング制御処理部４５によるイオンビームの照射時間を検出する。つまり、イオンビームの照射時間に応じて浸磁気抵抗効果素子Ｍの素子高さＭｈは短くなるため、照射時間を検出することで、間接的に素子高さＭｈを検出する。

また、基準素子高さデータ記憶部４６’には、適切な素子高さＭｈに規定できるイオンビームの基準照射時間が記憶されている。つまり、この基準照射時間により、間接的に設定すべき素子高さＭｈを表すデータが記憶されていることとなる。このとき、基準照射時間は、バーブロックＢ上における各磁気ヘッド構造体Ｒの位置に応じて異なって設定されている。つまり、各位置毎に対応した複数の基準照射時間が設定されており、それぞれ位置情報が付されていて、その識別が可能である。これは、バーブロックＢ上の位置に応じて照射されるイオンビームの強度が異なるため（例えば、バーブロックＢの端に位置する磁気ヘッド構造体Ｒに対しては、中央のものに対する照射ビームよりも照射強度が弱い場合がある）、かかる状況を考慮して、予め基準照射時間が設定されている。そして、基準照射時間データは、所定の範囲にて表されており、これは、素子高さＭｈの許容範囲に応じて設定されている。なお、上記基準照射時間毎に付されている位置情報とは、例えば、各遮蔽部材２の位置と同一の番号が付された情報である。

また、本実施例における遮蔽制御処理部４２は、上記検出した照射時間が、基準素子高さデータ記憶部４６’に記憶されたある位置における基準照射時間データの範囲内にあるか否かを判断し、かかる範囲内にあると判断すると、上述した実施例１の場合と同様に、かかる位置の遮蔽部材２を突出制御する。

［動作］
次に、上記構成における表面形成装置による動作のうち、表面形成工程について説明する。まず、上述同様に、バーブロックＢをＸ−Ｙテーブル６上に載置し、Ｘ−Ｙテーブル６上における位置の設定と、角度テーブル７の角度θの設定を行う（ステップＳ１１）。そして、エッチング装置１によるイオンビームの照射を開始する（ステップＳ１２）。すると、図３に示すように、バーブロックＢを構成する各磁気ヘッド構造体Ｒのエッチング面に対して、イオンビームが照射され、エッチング面が浸食され、各磁気ヘッド構造体Ｒの磁気抵抗効果素子Ｍの素子高さＭｈが規定される。

そして、エッチング中には、素子高さ検出処理部４１’にて、イオンビームの照射時間が検出される（ステップＳ１３）。この検出された照射時間は、基準素子高さデータ記憶部４６’に記憶された各磁気ヘッド構造体Ｒ毎に設定された基準照射時間と比較され（ステップＳ１４）、検出した照射時間が基準照射時間の範囲内にあるか否かを調べる（ステップＳ１５）。その結果、検出した照射時間が基準照射時間の範囲内にない場合には（ステップＳ１５にて否定判断）、そのままエッチング処理を継続し、照射時間の検出も継続して行う（ステップＳ１３）。

一方、上記ステップＳ１５にて、検出した照射時間が、特定の位置における基準照射時間の範囲内にある場合には（ステップＳ１５にて肯定判断）、その位置に配置された磁気ヘッド構造体Ｒは、もはや表面形成処理を行う必要が無いため、当該磁気ヘッド構造体Ｒを特定して（構造体特定工程、ステップＳ１６）、当該磁気ヘッド構造体Ｒに対してイオンビームの遮蔽を行う（遮蔽工程、ステップＳ１７）。具体的には、基準照射時間に含まれる位置情報に基づいて適切な照射時間が経過している磁気ヘッド構造体Ｒの位置を特定し、かかる位置に対応する遮蔽部材２を突出するよう制御する。

これにより、突出された遮蔽部材２ａによってイオンビームが遮蔽され、その下部に位置する磁気ヘッド構造体Ｒに対するエッチングが阻止される。従って、この遮蔽された磁気ヘッド構造体Ｒは、イオンビームの予め設定された照射強度及び照射時間によって設定された素子高さＭｈが規定された状態となる。なお、かかる場合であっても、バーブロックＢ上の他の磁気ヘッド構造体Ｒに対してはイオンビームが照射された状態になっているため、エッチングが継続して行われた状態になっている。

そして、上記特定の磁気ヘッド構造体Ｒに対する遮蔽制御を行った後には、上述同様に、遮蔽を行った位置については、もはや遮蔽判断から除外するよう設定し（ステップＳ１８）、バーブロックＢ上の全ての磁気ヘッド構造体Ｒに対する遮蔽制御が実行されるまで継続される（ステップＳ１９，Ｓ２０）。

なお、上記では、イオンビームの照射時間や照射強度を検出することで、エッチング中の素子高さＭｈの検出を行う場合を例示したが、他の手法により素子高さＭｈを検出してもよい。

次に、本発明の第３の実施例を説明する。本実施例では、上述した遮蔽のタイミングを、磁気抵抗効果素子Ｍの抵抗値、及び、イオンビームの照射時間の両方に基づいて判断することに特徴を有する。つまり、エッチング中における磁気抵抗効果素子Ｍの特性の変化、及び、磁気抵抗効果素子Ｍの素子高さＭｈの変化に基づいて、遮蔽動作を制御する。

例えば、本実施例における表面形成装置は、上述した実施例１に示すように、抵抗値を検出して基準抵抗値と比較すると共に、イオンビームの照射時間をも検出して基準照射時間と比較する。そして、いずれか一方が各基準の範囲内にある場合、あるいは、両方の検出値が各基準の範囲内にある場合、など、所定の条件を満たした場合に、上述したように遮蔽部材２を突出して、イオンビームの遮蔽動作を行う。

本発明は、磁気ヘッドを製造する際に行われる研磨工程として利用することができ、産業上の利用可能性を有する。

本発明である表面形成装置の構成を示す概略図である。 実施例１におけるコントローラの構成を示す機能ブロック図である。 実施例１における表面形成装置の表面形成処理時の様子を示す図である。 実施例１における表面形成装置の表面形成処理時の様子を示す図であり、遮蔽部材にて遮蔽しているときの様子を示す。 実施例１における表面形成装置の動作を示すフローチャートである。 実施例２におけるコントローラの構成を示す機能ブロック図である。 実施例２における表面形成装置の動作を示すフローチャートである。 図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ磁気ヘッド構造体を含むバーブロックを切り出すときの様子を示す説明図である。 磁気ヘッド構造体の磁気ヘッド素子部の構成を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１ エッチング装置（照射手段、表面形成手段）
２ 遮蔽部材（遮蔽手段）
３ 遮蔽部材駆動装置（遮蔽手段）
４ コントローラ（遮蔽制御手段）
５ 抵抗計（抵抗値検出手段、検出手段）
６ Ｘ−Ｙテーブル
７ 角度テーブル
８ チャンバー
４１ 抵抗値検出処理部
４２ 遮蔽制御処理部
４３ テーブル制御処理部
４４ 角度制御処理部
４５ エッチング制御処理部
４６ 基準抵抗値データ記憶部
４１’ 素子高さ検出処理部
４６’ 基準素子高さデータ記憶部
Ｂ バーブロック
Ｍ 磁気抵抗効果素子
Ｒ 磁気ヘッド構造体（構造体）
Ｒａ 磁気ヘッド素子部
Ｒｂ 磁気ヘッドスライダ部
Ｒａａ データ記録再生部
Ｒａｂ 接続端子
Ｗ ウエハ

Claims (22)

1. 所定の構造体に対して表面形成処理を行う表面形成方法であって、
   前記表面形成処理を、所定の照射エネルギーを有し一定方向に向かって照射可能なエネルギービームを前記構造体に照射して行う、を有することを特徴とする表面形成方法。
2. 前記表面形成処理を、複数の前記構造体を含むウエハに対して行うと共に、
   前記表面形成処理による前記構造体の変化に基づいて当該表面形成処理を行う必要の無い前記構造体を特定する構造体特定工程と、この特定された構造体に対して照射される前記エネルギービームを遮蔽する遮蔽工程と、を有することを特徴とする請求項１記載の表面形成方法。
3. 前記構造体は、磁気ヘッド構造体であると共に、
   前記表面形成処理は、前記磁気ヘッド構造体を構成する磁気抵抗効果素子の素子長さを設定するよう行う、ことを特徴とする請求項２記載の表面形成方法。
4. 前記構造体特定工程は、前記表面形成処理による前記磁気抵抗効果素子の素子高さの変化に基づいて前記磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴とする請求項３記載の表面形成方法。
5. 前記構造体特定工程は、前記磁気抵抗効果素子の素子高さが予め設定された基準高さとなったときに当該磁気抵抗効果素子を含む前記磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴とする請求項４記載の表面形成方法。
6. 前記基準高さは所定の範囲を有する、ことを特徴とする請求項５記載の表面形成方法。
7. 前記構造体特定工程は、前記表面形成処理による前記磁気抵抗効果素子の特性の変化に基づいて前記磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴とする請求項３記載の表面形成方法。
8. 前記構造体特定工程は、前記磁気抵抗効果素子の抵抗値を検出して当該抵抗値の変化に基づいて前記磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴とする請求項７記載の表面形成方法。
9. 前記構造体特定工程は、前記磁気抵抗効果素子の抵抗値が予め設定された基準抵抗値となったときに当該磁気抵抗効果素子を含む前記磁気ヘッド構造体を特定する、ことを特徴とする請求項８記載の表面形成方法。
10. 前記基準抵抗値は所定の範囲を有する、ことを特徴とする請求項９記載の表面形成方法。
11. 前記表面形成処理は、前記遮蔽工程にて前記複数個の磁気ヘッド構造体の全てに対して前記エネルギービームを遮蔽したときに終了する、ことを特徴とする請求項３，４，５，６，７，８，９又は１０記載の表面形成方法。
12. 複数個の磁気ヘッド構造体を含むウエハを切り出す切出工程と、
    この切り出したウエハに対して前記請求項３乃至１１のいずれかに記載の表面形成方法による表面形成処理を行う表面形成工程と、
    前記磁気ヘッド構造体の浮上面の形成を行う浮上面形成工程と、
    前記ウエハから個々の前記磁気ヘッド構造体に分離する分離工程と、
    を有することを特徴とする磁気ヘッド製造方法。
13. 所定の照射エネルギーを有し一定方向に向かって照射可能なエネルギービームが照射されることにより表面形成処理が施され、機械的加工変質が存在していない、ことを特徴とする構造体。
14. 前記請求項１２記載の磁気ヘッド製造方法によって製造され機械的加工変質が存在していない、ことを特徴とする磁気ヘッド。
15. 所定の構造体に対して表面形成処理を行う表面形成手段を備えた表面形成装置であって、
    前記表面形成手段は、所定の照射エネルギーを有し一定方向に向かって照射可能なエネルギービームを前記構造体に照射する照射手段である、ことを特徴とする表面形成装置。
16. 前記表面形成処理を、複数の前記構造体を含むウエハに対して行うと共に、
    前記構造体毎に当該構造体の表面形成処理面を覆って前記照射されるエネルギービームを遮蔽する遮蔽手段と、前記表面形成処理による前記構造体の変化に基づいて前記遮蔽手段による遮蔽状態を制御する遮蔽制御手段と、を備えた、ことを特徴とする請求項１５記載の表面形成装置。
17. 前記構造体は、磁気ヘッド構造体であると共に、
    前記表面形成手段は、前記磁気ヘッド構造体を構成する磁気抵抗効果素子の素子長さを設定するよう前記表面形成処理を行う、ことを特徴とする請求項１６記載の表面形成装置。
18. 前記磁気ヘッド構造体毎の前記磁気抵抗効果素子の素子高さを検出する検出手段を備えると共に、
    前記遮蔽制御手段は、前記検出手段による検出値に基づいて特定の前記磁気ヘッド構造体に対して照射される前記エネルギービームを遮蔽するよう前記遮蔽手段を制御する、
    ことを特徴とする請求項１７記載の表面形成装置。
19. 前記磁気ヘッド構造体毎の前記磁気抵抗効果素子の特性の変化を検出する検出手段を備えると共に、
    前記遮蔽制御手段は、前記検出手段による検出値の変化に基づいて特定の前記磁気ヘッド構造体に対して照射される前記エネルギービームを遮蔽するよう前記遮蔽手段を制御する、
    ことを特徴とする請求項１７記載の表面形成装置。
20. 前記検出手段は、前記磁気抵抗効果素子の抵抗値を検出する抵抗値検出手段であると共に、
    前記遮蔽制御手段は、前記抵抗値検出手段によって検出された抵抗値の変化に基づいて特定の前記磁気ヘッド構造体に対して照射される前記エネルギービームを遮蔽するよう前記遮蔽手段を制御する、
    ことを特徴とする請求項１９記載の表面形成装置。
21. 前記遮蔽制御手段は、前記抵抗値検出手段によって検出された抵抗値が予め定められた基準抵抗値となったときに当該磁気抵抗効果素子を含む前記磁気ヘッド構造体に対して照射される前記エネルギービームを遮蔽するよう前記遮蔽手段を制御する、ことを特徴とする請求項２０記載の表面形成装置。
22. 前記基準抵抗値は所定の範囲を有する、ことを特徴とする請求項２１記載の表面形成装置。
    

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