JP3548686B2

JP3548686B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法およびその製造装置

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Publication number: JP3548686B2
Application number: JP16959298A
Authority: JP
Inventors: 拓千葉; 康夫日良; 利夫田村; 千博磯野
Original assignee: 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: JP2000005938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置用の磁気ヘッドであって、インダクティブヘッド素子と、磁気抵抗効果型ヘッド（以下「ＭＲヘッド」と称する）素子とを備えた磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置は、一般的に図１に示すように、記録媒体である磁気ディスク５上に、磁気ヘッド１を支持バネ４によって支持した構成である。磁気ディスク５を回転させると、磁気ヘッド１の浮上面３が磁気ディスク５上で浮上する。この状態で、駆動装置６により磁気ヘッド１を磁気ディスク５上の所定のトラックに移動させながら、磁気ヘッド１により磁気記録の書き込みおよび読み込みを行う。磁気ヘッド１には、書き込み用ヘッドとしてインダクティブヘッド２が搭載され、読み込み用ヘッドとして磁気抵抗効果型（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：ＭＲ）ヘッド１４あるいは巨大磁気抵抗効果型（Ｇｉａｎｔ−Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：ＧＭＲ）ヘッドが搭載されている（図２）。これらインダクティブヘッド２およびＭＲヘッド１４は、磁気ヘッド１の基板９の側面に保護膜１０やシールド膜１３等とともに積層されている。
【０００３】
磁気ヘッド１の浮上量７は、図２のようにインダクティブヘッド２およびＭＲヘッド１４と、磁気ディスク５との間隔である。一般的には磁気ディスク５上の記録ビット長は、図３のように、磁気ヘッド浮上量７と比例関係にあり、浮上量７が増大すると記録密度が低下する。例えば、図３のような関係がある一般的な磁気ヘッド１の場合には、浮上量が１０ｎｍ増加すると、上記ビット長が５０ｎｍ増加する。そのため、記録密度を向上させるために、磁気ヘッドの浮上量７を極力低減することが要求されている。現在この浮上量７は、文献「日経メカニカル」５／２７号ｎｏ．４８１（１９９６）に記載されているように約４０〜５０ｎｍと言われている。
【０００４】
一方、ＭＲヘッド１４の浮上面３からの奥行き方向の寸法は、ＭＲ素子高さ１５と呼ばれ、記録再生特性に強く影響する。しかも、ＭＲ素子高さ１５は、磁気ディスク装置の面記録密度の向上とともに小さくなりつつある。そのため、ＭＲ素子高さ１を所望の寸法に高精度に加工することが可能な磁気ヘッド１の製造方法が望まれている。
【０００５】
従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法を、図１３（ａ）を用いて簡単に説明する。まず、ウエハ状の基板９上に成膜とリソグラフィの工程により、図２の層構成のインダクティブヘッド２、ＭＲヘッド１４および保護膜１０等を配列して多数形成する（工程１３０１）。その後、配列に沿ってウエハ状の基板９を一列ずつ切り出すことにより、複数のヘッド１が連結した状態のローバーと称されるブロックを得る（工程１３０２）。このローバーの両面を研磨した後（工程１３０３）、浮上面３となる面を精密に研磨加工することにより、ＭＲ素子高さ１５を規制する（工程１３０４）。さらに、基板９の浮上面３の一部に、所望の形状のテーパー１０１を形成した後、ローバーのまま、基板９の浮上面３に、スライダレール１２４を形成する（工程１３０６）。最後に、ローバーを切断して、個々の磁気ヘッド１に分割する（工程１３０７）。
【０００６】
このような製造工程において、ＭＲ素子高さ１５を決定するのは、工程１３０４の浮上面３の研磨加工である。この研磨加工は、図４に示すように回転する軟質金属製定盤１６上にダイヤモンド等の砥粒を含んだ水溶性または油性のスラリー１７を滴下し、研磨治具１８に接着した磁気ヘッド１の浮上面３を押圧摺動させるものである。この押圧摺動時に、定盤１６に埋め込まれた砥粒または、該定盤とヘッドとの間で転動する転動砥粒により浮上面３が加工される。特開平２−９５５７２号公報では、ローバーを構成する複数の磁気ヘッド１のＭＲ素子高さ１５をそれぞれ所望の寸法に加工するために、この研磨加工中に、研磨治具１８を変形させて、ローバー内の素子の曲り、傾きを制御することにより、ローバーのうち研磨量を多くすべき部分を定盤１６に押しつける加工方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の研磨による浮上面３の加工ではダイヤモンドをはじめとする微細な砥粒を水溶性あるいは油性の分散剤と混合したスラリー１７を用いるため、加工面に砥粒によるひっかき傷（スクラッチ）が発生したり、浮上面３の表面に加工変質層が生じるという問題がある。さらに、研磨加工後は、洗浄液を用いた洗浄工程が必須となる。しかも、スラリー１７の分散剤や洗浄液のなかには、砥粒の分散性や洗浄性を考慮して様々な添加剤が含まれるため、スクラッチや加工変質層の中には、スラリー１７の分散剤や洗浄液と反応してＭＲヘッドやＧＭＲヘッドに対して腐食反応を起こすものがあり、信頼性の高いヘッドを加工するためには大きな問題となる。さらに、このような砥粒を用いる方法では微細な砥粒でもその粒径は１／１０〜１／２０ミクロンもあり、加工単位の微小化には限界がある。
【０００８】
また、特開平２−９５５７２号公報記載の加工方法は、ローバーを構成する個々の磁気ヘッドについて、研磨量を制御しようとするものであるが、この方法で制御できる研磨量には限界があり、素子高さ１５のばらつきを一定値以下にすることはできなかった。また、この加工方法は、この工程よりも前の工程によって生じているローバーの曲がりやうねりの形状精度の影響を受けやすい。また、この方法による浮上面研磨工程によってさらにローバーの曲がりやうねりが生じるため、プロセス全体を通してローバーの曲がりやうねりに対応して高精度な加工を行う必要があり、製造コストの増大につながるという問題がある。
【０００９】
一方、一般的に磁気ヘッド１は、複数の材料を複合体であるため、研磨加工により加工段差が生じるという問題である。すなわち、一般的には、基板９はアルミナチタンカーバイト、保護膜１０はアルミナ、インダクティブヘッド２の上部磁性膜１１および下部磁性膜（上部シールド膜を兼用）１２、ならびに、下部シールド膜１３はパーマロイなどの軟質磁性金属からなる。これらの硬度は、アルミナチタンカーバイトが２０００ｋｇｆ／ｍｍ^２、アルミナが１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２、パーマロイが２００ｋｇｆ／ｍｍ^２である。このため、浮上面３を研磨加工すると、各材質の硬度差から生じる研磨効率の差によって、柔らかいインダクティブヘッド２やＭＲヘッド１４の部分が、基板９に対してくぼんでしまい、図５に示すような加工段差８が生じる。この加工段差８が生じると磁気ヘッド１の実効浮上量が増大し薄膜磁気ヘッドの記録再生特性を低下させる一因となる。このため、この加工段差８は極力小さいことが要求される。
【００１０】
本発明は、磁気ヘッドの浮上面の磁気ヘッド素子の腐食を防止し、加工段差が小さく、しかも、素子高さを高精度に制御できる磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下の磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【００１２】
すなわち、
平板状の基板上に、複数の薄膜磁気ヘッド素子と複数の薄膜抵抗体とを、当該薄膜磁気ヘッド素子と当該薄膜抵抗体とが互いに隣り合うように配列して形成した後、前記基板を前記配列に沿って所定の方向に切り出すことにより、前記複数の薄膜磁気ヘッド素子が一列に連結した状態のブロックを形成する第１の工程と、
前記各薄膜磁気ヘッド素子の浮上面となる面にイオンビームを照射することにより、前記浮上面を削りとる加工を行い、前記各薄膜磁気ヘッド素子と隣り合う前記薄膜抵抗体の抵抗値をそれぞれ検出することにより、該抵抗値を用いて前記各薄膜磁気ヘッド素子の浮上面の加工量をモニターする第２の工程と、
前記抵抗値が予め定めた値に達したとき、当該抵抗値が検出された薄膜抵抗体の隣りの磁気ヘッドの浮上面を、前記複数の薄膜磁気ヘッド素子のそれぞれについて設けられたシャッタのうち、当該薄膜抵抗体と隣り合う薄膜磁気ヘッド素子に対応するシャッタで覆うことにより、加工を停止させる第３の工程と、
前記薄膜磁気ヘッド素子の境界で前記ブロックを切断する第４の工程と、
を備えてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。
【００１４】
本実施の形態で製造する薄膜磁気ヘッドの構成は、図１および図５の従来の薄膜磁気ヘッドと同様の構成である。すなわち、基板９の側面上には、順に、下部保護膜１０、下部シールド膜１３、ＭＲヘッド１４、インダクティブヘッド２、上部保護膜１０が積層されている。インダクティブヘッド２は、上部磁性膜１１および下部磁性膜１２およびコイル等により構成される。下部磁性膜１２は、ＭＲヘッド１４との間の上部シールド膜を兼用している。これらの積層膜の端面および基板９の主平面は、浮上面３を構成している。基板９の浮上面には、浮上特性を制御するためにレール１２４およびテーパー１０１が形成されている。
【００１５】
つぎに、このような薄膜磁気ヘッドを製造する本実施の形態の製造方法について。
【００１６】
まず、ウエハ状の基板９上に成膜とリソグラフィの工程により、図２の層構成のインダクティブヘッド２、ＭＲヘッド１４および保護膜１０等を、成膜とフォトリソグラフィの工程により、配列して多数形成する（工程１３０１）。この成膜とフォトリソグラフィの工程の際に、後のイオンポリシング工程１３１１でセンサーとして用いる抵抗検知素子１４１を、インダクティブヘッド２等と交互に配置しておく。その後、ウエハ状の基板９を一列ずつに切り出すことにより、複数のヘッド１が連結した状態のローバー１２２と称されるブロックを得る（工程１３０２）。抵抗検知素子１４１は、薄膜抵抗体１４５と、薄膜抵抗体１４５に電流を流すためパッド１４６とにより構成される。この薄膜抵抗体１４５が、ローバー１２２の浮上面３に面するような配置で、工程１３０１で抵抗検知素子１４１を形成しておく。
【００１７】
つぎに、前の工程１３０２の切断によってローバーに生じる切断歪みを除去するため、ローバー１２２の両面を研磨する（工程１３０３）。その後、浮上面３の研磨の工程を、本実施の形態では、イオンポリシングにより行う（工程１３１１）。
【００１８】
イオンポリシング工程１３１１について詳しく説明する。イオンポリシング工程には、図６に示すようなイオンポリシング装置を用いる。このイオンポリシング装置は、イオン源７００、真空排気装置６０６、ロードロック機構６０７が取り付けられた真空容器６０８を有する。イオン源７００は、マイクロ波発生装置６０１、導波管６１０、磁場発生装置６０２、ガス導入機構６０４およびイオン引き出し電極６０３を有するＥＣＲ方式のイオン源である。マイクロ波発生装置６０１の発生したマイクロ波は、磁場発生装置６０２の磁場と相互作用し、電子サイクロトロン共鳴（ＥｌｅｃｔｒｏｎＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ）を生じさせてプラズマを生成する。イオン引き出し電極６０３は、このプラズマからイオンビーム２１を引き出す。
【００１９】
真空容器６０８の内部には、ローバーホルダー２２（図７）を取り付けるための支持機構６０９が備えられている。ローバー１２２は、このローバーホルダー２２に保持される。支持機構６０９は、イオン源７００の出射するイオンビーム２１に対して、ローバーホルダー２２を任意の角度に傾斜させるための傾斜機構が備えられている。支持機構６０９には、ローバー１２２を冷却するための冷却機構６０５が取り付けられている。
【００２０】
ローバーホルダー２２の構成を説明する。ローバーホルダー２２は、図７、図１５に示すように、ローバー１２２をそれぞれ装着するための溝状のトレー１５１が複数設けられている。ローバー１２２は、浮上面３を上に向けてトレー１５１に装着される。トレー１５１の側面には、ローバー１２２の抵抗検知素子１４１と対応する位置に、プローブ１５３が配置されている。トレー１５１にローバー１２２が装着されると、プローブ１５３が不図示のバネの弾性により、抵抗検知素子１４１のパッド１４６に押しつけられる。また、ローバーホルダー２２の上面には、装着されたローバー１２２の上面を覆うためのシャッター１５２が配置されている。シャッター１５２は、図１５ではローバー１２２を構成する個々の磁気ヘッド１ごとに１枚ずつ配置されている。ローバーホルダー２２には、シャッタ１５２を個別に開閉するための駆動機構が内蔵されている。シャッター１５２の大きさは、ローバー１２２を構成する磁気ヘッド１と同程度の大きさのため、数ｍｍ角と非常に小さい。このため、ローバーホルダー２２は、シリコンウエハをエッチングして作製する。また、駆動機構は、マイクロマシニング技術によりシリコンウエハに造り込んだ、微細なモータ等を用いる。
【００２１】
ローバーホルダー２２の裏面には、プローブ１５３と接続された端子と、駆動機構へ駆動信号を入力するための端子とが配置されている。支持機構６０９の上面には、これらの端子に対応する端子が設けられており、支持機構６０９にローバーホルダー２２を取り付けることにより、これらの端子が接続される。支持機構６０９の端子は、外部の制御装置２３に接続されている。この制御装置２３が、抵抗検知素子１４１の抵抗を検出するとともに、駆動機構にシャッターを開閉させる駆動信号を出力する。制御装置２３は、出力装置２４を介して、外部に抵抗検知素子１４１の抵抗値およびシャッター１５２の開閉状況を出力する。
【００２２】
つぎに、図６のイオンポリシング装置を用いて、ローバー１２２の浮上面３をイオンポリシングする方法について説明する。
【００２３】
まず、真空容器６０８の外部において、ローバーホルダー２２に複数のローバー１２２を浮上面３が上面を向くように装着する。同時に、プローブ１５３をローバー１２２のそれぞれの抵抗検知素子１４１に接触させる。このときシャッタ１５２は、全て開いた状態にしておく。
【００２４】
このようにローバー１２２がセットされたローバーホルダー２２を、ロードロック機構６０７を介して真空容器６０８に挿入し、支持機構６０９に取り付ける。そして、支持機構６０９を傾斜させて、ローバー１２２の浮上面３の法線に対して、イオンビーム２１が所望の入射角θをなすように設定する。また、基板冷却機構６０５により、ローバー１２２を所望の温度まで冷却するとともに、真空排気装置６０６により真空容器６０８内を真空排気する。この状態で、反応ガス６０４を供給し、イオン源７００を動作させて、イオンビーム２１を引き出し、ローバー１２２に照射する。イオンビーム２１の衝突により、浮上面３が削り取られ、浮上面３が研磨される。このとき、浮上面３に位置する抵抗検知素子１４１の薄膜抵抗体１４５も削り取られるため、研磨の進行とともに、薄膜抵抗体１４５の抵抗値が上昇する。
【００２５】
制御装置２３は、支持機構６０９およびプローブ１５３を介して、各抵抗検知素子１４１に微小電流を流し、抵抗値を検出する。そして、抵抗値が予め定めた一定値に達したならば、その抵抗検知素子１４１に隣接する磁気ヘッド１が所望の量だけ研磨させたと見なせるため、制御装置２３は駆動機構に駆動信号を出力し、その磁気ヘッド１上のシャッタ１５２のみを閉める（図８）。他のシャッタ１５２は、まだ開いた状態であるので、イオンポリシングは進行する。このように、抵抗検知素子１４１の出力が所望の値に達したものから、順にシャッタ１５２を閉じていくことにより、磁気ヘッド１の研磨量を個別に制御でき、全ての磁気ヘッドの研磨量を所望の値にすることができる。全てのシャッタ１５２が閉じたならば、ローバー１２２を構成する全ての磁気ヘッド１の研磨が終了したことを意味するので、イオンポリシングを終了させ、ロードロック機構６０７からローバーホルダー２２を取り出し、ローバーホルダー２２からローバーを取り外す。
【００２６】
このイオンポリシング方法は、従来の砥粒を用いる研磨中にローバー内の素子の曲り、ばらつきを矯正する方法と比較して、ローバー１２２の形状精度による影響がないという利点がある。しかも、各磁気ヘッド１の浮上面３の研磨量を個別にモニターしながら研磨できるため、研磨量を個別に制御できる。したがって、各磁気ヘッドのＭＲ素子高さ１５を高精度に所望の範囲内の値にすることができる。
【００２７】
なお、具体的なイオンポリシングの条件としては、本実施の形態は、ガス６０４としてＡｒを用い、イオンビーム２１の加速電圧８００Ｖ、イオン電流密度０．５ｍＡ／ｃｍ^２、真空度２×１０^−４Ｔｏｒｒにて加工を行った。その結果、従来の方法においては３σで±０．２〜０．３μｍとなっていたＭＲ素子高さ１５の精度が、本実施の形態では、±０．１μｍとなり、高精度に浮上面３を加工することができた。
【００２８】
また、浮上面３は、磁気ヘッド１の浮上量を低減するために、表面粗さや加工段差８を極力小さくする必要がある。このために、まず、本実施の形態のイオンポリシング工程１３１１において、入射角（θ）２５と、ヘッド１を構成する各材料のイオンポリシング速度の関係を調べた。その結果を、図９に示す。図９からわかるように、イオンビーム２１のローバー１２２に対する入射角（θ）２５を８０度以上にすると、アルミナチタンカーバイトの基板９、アルミナの保護膜１０、パーマロイの磁性膜１１、１２についての加工速度の差が小さくなる。そこで、実際に、イオンポリシングした磁気ヘッド１の加工段差８（インダクティブヘッド２とＭＲヘッド１４の部分の浮上面３の高さの平均と、基板９の浮上面３の高さとの差）について、原子間力顕微鏡を用いて測定を行ったところ、図１１に示すようにイオン入射角が８０度以上になると、絶対値で加工段差８の値が２ｎｍ以下になり、浮上面３全体として平滑な面が得られることがわかった。
【００２９】
さらに、このときの各材料の表面粗さを調べたところ、図１０のように、アルミナチタンカーバイトの基板９がＲｍａｘ５ｎｍ以下、アルミナの保護膜１０がＲｍａｘ４ｎｍ以下、パーマロイの磁性膜１１、１２がＲｍａｘ３ｎｍ以下になり、研磨加工と同等以上の面精度が得られた。これらの結果は、入射角（θ）２５を９０度に近づけると、イオンビーム２１により除去される加工単位をオングストローム単位に微小化され、材料ごとの物性の違いによる加工性の影響を少なくすることができることを示している。
【００３０】
これらのことを総合すると、入射角（θ）２５は、８０度から９０度に設定することが望ましいことがわかる。これにより、加工段差８が小さく、しかも、表面粗さが滑らかな浮上面３を得ることができる。
【００３１】
このように、イオンポリシング工程１３１１により、ローバー１２２の浮上面３を磁気ヘッド１ごとに精密に加工し、ＭＲ素子高さ１５を規制した後は、図１３（ｂ）のように、従来と同様に、浮上面３の一部に所望のテーパー１０１を形成する（工程１３０５）。そして、ローバー１２２のまま、基板９の浮上面３に、スライダレール１２４を形成し（工程１３０６）、最後に、ローバー１２２を切断して、個々の磁気ヘッド１に分割する（工程１３０７）。その際、隣接する磁気ヘッド１の間の抵抗検知素子１４１の部分でローバー１２２を研削することにより、抵抗検知素子１４１は研削により失われ、完成された磁気ヘッド１には抵抗検知素子１４１は残らない。
【００３２】
これにより、上述のように、ＭＲ素子高さ１５が３σで±０．１μｍの高精度に規制でき、しかも、加工段差が小さい磁気ヘッド１を製造することができる。さらに、本実施の形態のイオンポリシング工程１３１１は、ドライ加工のため加工後に液洗浄する必要がなく、浮上面３の表面部の腐食や、特性の変化の恐れがないという利点もある。
【００３３】
なお、本実施の形態では、イオンポリシング工程１３１１中はローバー１２２を固定状態にしているが、浮上面３の面内で２０ｒｐｍ以下で回転させながら加工を行ってもほぼ同様の結果が得られる。
【００３４】
また、イオンポリシングを行う際のイオンビーム２１は、ローバー１２２の浮上面３に対して拡散した状態や、浮上面３の一部分に集束させた状態あるいはそれらを組み合わせた状態にすることもできる。
【００３５】
また、本実施の形態では、ＥＣＲ方式のイオン源７００を用いているが、イオン源７００は、この構成のものに限定されるものではない。例えば、熱電子発生用フィラメントを有し、このフィラメントより発生した熱電子に外部磁場によりトロイダル運動を与え、活性ガスの効率的なイオン化によりプラズマを生成し、このプラズマから活性イオン（イオンビーム）を電極より引き出すイオン源を用いることもできる。
【００３６】
さらに、上述の実施の形態では、ガス導入機構６０４からＡｒのみを供給し、浮上面３をＡｒイオンの衝突によって物理的に削っているが、Ａｒに反応性のガスを混入することもできる。例えば、フッ化炭化水素であるテトラフロロメタンを混合することができる。混合量はイオンポリシングを行う上で、適正な真空度（０．８〜５×１０^−４Ｔｏｒｒ）となるように調節すればよい。このフッ化炭化水素のプラズマから発生するＦラジカルは、基板９や保護膜１０の材料と化学反応し、これらの材料の加工速度を高める一方で、磁性膜１１、１２やＭＲヘッド１４やシールド膜１３とは反応しない。したがって、このように反応性のガスを混入することにより、硬度の高い基板９を積極的に加工することができる。通常のＡｒ等の不活性ガスのイオンビームでポリシングを行うと、材料の硬度の関係から磁性膜１１、１２が基板９よりもくぼむが、反応性ガスを混入することにより、磁性膜１１、１２やＭＲヘッド１４やシールド膜１３の端面を基板９よりと同一平面上（すなわち加工段差８がゼロ）にすることや、磁性膜１１、１２の端面を基板９よりも突出させることが可能になる。これにより、磁気ヘッド１を使用する際に、インダクティブヘッド２およびＭＲヘッド１４を磁気ディスク５により接近させることができるため、浮上量７を低減することができる。なお、これら反応性ガスを混合にしてもイオンポリシング速度、表面粗さ、加工段差はほとんど変化しない。また、Ａｒ以外に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ等の希ガスも用いることができる。
【００３７】
なお、上述してきた製造方法において、イオンポリシング工程１３１１を行った後に、図１２に示すように、浮上面３の一部上で、微細な曲率を持つプローブ２７を走査させて、所望の部分のみを数ナノメートル程度物理的に削り取る追加工工程１３１２（図１３（ｂ））を行うことも可能である。この追加工は、上述のように反応性ガスを混合してイオンポリシングを行い、インダクティブヘッド２およびＭＲヘッド１４が基板９よりも大きく突出しているときに行うと特に有効であり、突出したインダクティブヘッド２等を基板９と同程度の高さまで削るころができる。これにより、加工段差８をほぼゼロにすることができ、加工段差の制御性がより高まる。プローブ２７としては、本実施の形態では、ＤｅｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の単結晶ダイヤモンド製のプローブを用い、当原子間力顕微鏡装置を用いてプローブ２７を走査させた。なお、インダクティブヘッド２およびＭＲヘッド１４を基板９よりも突出させるための条件としては、イオンビーム２１の入射角（θ）２５を８０度近傍にするか、Ａｒガスにフッ化炭化水素ガスを６０％以上混合する。これにより、数ナノメートルの範囲で任意に突出させることができる。
【００３８】
また、図１３（ｂ）のイオンポリシング工程１３１１の前に、砥粒を用いた研磨加工により浮上面研磨工程１３２０を行い、イオンポリシング工程１３１１を仕上げ加工として用いることも可能である（図１３（ｄ））。この場合、ローバー１２２に抵抗検知素子１４１が配置されているため、砥粒を用いた浮上面研磨工程１３２０中に抵抗検知素子１４１の抵抗検知を行うことにより、研磨量をモニタすることが可能である。したがって、砥粒を用いた研磨工程１３２０中に、抵抗検知素子によって加工量をモニタしながら、研磨治具を変形させて、ローバーの曲り、傾きを制御し、予め定めた範囲内に加工量が達するように研磨を行った後に、イオンポリシング工程１３１１で、集束させたイオンビームを用いたイオンポリシングを行い、各磁気ヘッド浮上面３に対して個別に加工を行うことにより、イオンポリシング工程での加工量を少なくすることができる。具体的には、従来の砥粒を用いた研磨では、素子高さ精度は±０．３μｍのばらつきを持つため、上記の抵抗検知素子１４１から得られた抵抗値データをもとに換算した０．０５μｍ〜０．６μｍの微小な加工量だけ各磁気ヘッド１にイオンポリシングによる追加工を行った。その結果、ＭＲ素子高さ１５については、加工精度±０．１５ μｍとなり砥粒の研磨方法だけよりも素子高さの加工精度向上が実現できた。また、浮上面３の表面粗さについても研磨加工と同等以上の良好な結果が得られた。
【００３９】
なお、上述してきたイオンポリシング工程１３１１で用いた図６の装置では、ローバーホルダー２２が、１個の磁気ヘッド１に対して、１枚のシャッタ１５２を備えている構成のものであるが、ローバー１２２内の磁気ヘッド１の数が多い場合には、シャッタ１５２の数も多くなる。その場合、いくつかの磁気ヘッド１をまとめて１枚のシャッタ１５２で覆うように、シャッタ１５２を大きくすることにより、シャッタ１５２の枚数を少なくすることができる。イオンポリシングによる加工量の分布は、それほど大きくないので、このようにシャッタ１５２の枚数を減らしても、高精度にＭＲ素子高さ１５を仕上げることが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明によれば、磁気ヘッドの浮上面の磁気ヘッド素子の腐食を防止し、加工段差が小さく、しかも、素子高さを高精度に制御できる磁気ヘッドの製造方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の磁気ヘッドおよび磁気ディスク装置の概略構成を示す説明図。
【図２】図１の磁気ヘッドの層構成、および、磁気ヘッドと磁気ディスクとの位置関係を示す説明図。
【図３】図１の磁気ヘッドの浮上量と、磁気ディスクの記録ビット長との関係を示すグラフ。
【図４】従来のダイヤモンド砥粒を用いたラッピング方法を示す説明図。
【図５】図４の方法で浮上面を加工した磁気ヘッド加工段差を示す説明図。
【図６】本発明の一実施の形態の磁気ヘッド製造方法において、イオンポリシング方法に用いる装置の構成を示すブロック図。
【図７】図６のイオンポリシング装置のローバーホルダー２２の構成を示す斜視図。
【図８】図６のイオンポリシング装置において、ローバーホルダー２２のシャッタ１５２を閉じる制御を説明する説明図。
【図９】図６のイオンポリシング装置によるイオンポリシングにおいて、イオンビームの入射角とイオンポリシング速度との関係を示すグラフ。
【図１０】図６のイオンポリシング装置によるイオンポリシングにおいて、イオンビームの入射角と磁気ヘッド浮上面の各材料の表面粗さとの関係を示すグラフ。
【図１１】図６のイオンポリシング装置によるイオンポリシングにおいて、イオンビームの入射角と加工段差との関係を示すグラフ。
【図１２】本実施の形態の磁気ヘッド製造方法において、イオンポリシングの後にプローブによる追加工を行う工程を示す説明図。
【図１３】（ａ）従来の磁気ヘッド製造工程の流れを示すブロック図。（ｂ）本実施の形態の磁気ヘッド製造工程の流れを示すブロック図。（ｃ）本実施の形態の別の磁気ヘッド製造工程の流れを示すブロック図。（ｄ）本実施の形態のさらに別の磁気ヘッド製造工程の流れを示すブロック図。
【図１４】本実施の形態の磁気ヘッドの製造工程において形成されるローバー１２２の側面のインダクティブヘッド２とＭＲ素子１４と磁気抵抗素子１４１の配置を示す説明図。
【図１５】図６のイオンポリシング装置のローバーホルダー２２の構成を示すための部分上面図。
【符号の説明】
１・・・磁気ヘッド、２・・・インダクティブヘッド、３・・・浮上面、４・・・支持バネ、５・・・磁気ディスク、６・・・駆動装置、７・・・浮上量、８・・・加工段差、９・・・基板、１０・・・保護膜、１１・・・上部磁性膜、１２・・・下部磁性膜（兼用上部シールド膜）、１３・・・下部シールド膜、１４・・・ＭＲ（磁気抵抗効果型）素子、１５・・・素子高さ、１６・・・定盤、１７・・・スラリー、１８・・・研磨治具、２１・・・イオンビーム、２２・・・ローバーホルダー、２３・・・制御装置、２４・・・出力装置、２５・・・イオン入射角、２７・・・プローブ、１２２・・・ローバー、１４１・・・抵抗検知素子、１４５・・・薄膜抵抗体、１４６・・・パッド、１５１・・・トレー、１５２・・・シャッタ、１５３・・・プローブ、６０１・・・マイクロ発生装置、６０２・・・磁場発生装置、６０３・・・イオン引き出し電極、６０５・・・基板冷却機構、６０６・・・真空排気装置、６０７・・・ロードロック機構、６１０・・・導波管、７００・・・イオン源。

Claims

平板状の基板上に、複数の薄膜磁気ヘッド素子と複数の薄膜抵抗体とを、当該薄膜磁気ヘッド素子と当該薄膜抵抗体とが互いに隣り合うように配列して形成した後、前記基板を前記配列に沿って所定の方向に切り出すことにより、前記複数の薄膜磁気ヘッド素子が一列に連結した状態のブロックを形成する第１の工程と、
前記各薄膜磁気ヘッド素子の浮上面となる面にイオンビームを照射することにより、前記浮上面を削りとる加工を行い、前記各薄膜磁気ヘッド素子と隣り合う前記薄膜抵抗体の抵抗値をそれぞれ検出することにより、該抵抗値を用いて、前記各薄膜磁気ヘッド素子の浮上面の加工量をモニターする第２の工程と、
前記抵抗値が予め定めた値に達したとき、当該抵抗値が検出された薄膜抵抗体と隣り合う薄膜磁気ヘッド素子の浮上面を、前記複数の薄膜磁気ヘッド素子のそれぞれについて設けられたシャッタのうち、当該薄膜抵抗体と隣り合う薄膜磁気ヘッド素子に対応するシャッタで覆うことにより、加工を停止させる第３の工程と、
前記薄膜磁気ヘッド素子の境界で前記ブロックを切断する第４の工程と、
を備えてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記第１の工程と前記第２の工程との間に、
前記薄膜磁気ヘッド素子の浮上面を、砥粒を用いて微少量研磨する工程を、更に備えてなることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記第２の工程において、前記イオンビームの軸方向と前記浮上面の法線とのなす角度を、８０度以上９０度以下にすることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記イオンビームが、前記浮上面を構成する材料と反応して該浮上面を削りとる反応性イオンを含んでなることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記第２の工程の後に、
前記基板よりも突出した、前記浮上面上の部分を、前記浮上面上を走査するためのプローブを用いて除去する工程を更に備えてなることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
基板上に複数の磁気ヘッドが一列に連結した状態で形成されたブロックを保持するためのホルダーと、
前記ブロックにイオンビームを照射するためのイオン源と、
を備え、
前記ホルダーは、
前記各磁気ヘッドごとにそれぞれに設けられた、当該磁気ヘッドを覆うためのシャッタと、
前記各シャッタを開閉する駆動機構と、
を有してなることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造装置。
請求項６に記載の、薄膜磁気ヘッドの製造装置であって、
前記ホルダーが、前記磁気ヘッドに隣接して配置されている薄膜抵抗素子に接触するためのプローブを備え、
当該製造装置は、
該プローブを介して、前記薄膜抵抗素子の抵抗値を検出するとともに、該抵抗値が予め定めた値に達したとき、前記薄膜抵抗素子に隣接する前記磁気ヘッドを覆うために前記シャッタを閉じるように前記駆動機構を制御する制御手段を備えてなることを特徴とする、薄膜磁気ヘッドの製造装置。