JP3625685B2 - ラッピング装置及びラッピング方法 - Google Patents

Description

【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１００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１０１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１０１は、その厚さが、０．３４ｍｍであり、幅が１．２ｍｍ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８９７２８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１０１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】
本発明は、更に、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は、又、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は、更に、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１５０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１５５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１５４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（１０１）が設けられる。ワーク１０３は、ワーク固定治具１１２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１１０は、高さ調整ネジ１１０ｂと、球形状の支持部１１０ａ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１０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１６０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１４２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１１は、ワーク１０３の穴１０３ａに係合して、ワーク１０３を支持する突起１１４と、ワーク固定ブロック１１２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、ＥＬＧ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１３２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１１６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１１６ａ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１０４ａ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１３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１４１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１０２ａ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、ｈ１（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ＭＲ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ＥＬＧ素子の高さＭＲ−ｈ（Ｇ）が、（目標ＭＲ−ｈ＋ｈ２）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ＥＬＧ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１８３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ＭＲ−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１３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「０．０１」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。更に、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。
【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

Claims (3)

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に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し、
   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。
2. 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にできる矯正機構と、
   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し、
   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し、
   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。
3. 請求項２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。

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