磁头滑块的研磨装置和研磨方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在元件高度形成研磨工序后的表面加工研磨工序中，抑制元件研磨量偏差的研磨装置和研磨方法。磁头滑块研磨装置１包括：能够把要成为磁头滑块的元件Ｓ压紧并支撑在旋转的研磨平盘上的研磨头２；设置有沿垂直方向延伸的第一嵌合部件１２并支持研磨头的支撑结构；设置有沿垂直方向延伸的第二嵌合部件１３并支持支撑结构３的基部，第二嵌合部件１３与第一嵌合部件１２相嵌合并在第二嵌合部件１３和第一嵌合部件１２之间形成内部空间；以及减压内部空间的减压结构，支撑结构受到来自减压后的内部空间沿垂直方向向上的力，基部沿垂直方向可活动支持支撑结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁头滑块(slider)的研磨装置和研磨方法，尤其是涉及在元件高度形成研磨工序后的表面加工研磨工序中使用的研磨装置和研磨方法。
技术介绍
硬盘驱动器(hard disk drive)中使用的磁头滑块是经过形成读写元件的晶圓(wafer)工序、切断元件块(block)和元件条(bar)的工序、形成规定空气承载面的研磨工序等工序制作的。研磨工序通常由两个到三个独立研磨工序组成。研磨工序的第一步是为了提高下列元件高度形成工序的效率而进行的粗研磨工序。有时也省略该工序。粗研磨工序中，将由多个要成为磁头滑块的元件(以下简称元件。)形成的元件块和元件条研磨至读取元件高度接近目标值。读取元件高度是指MR (Magnetic Resistance )元件相对于空气岸义载面垂直方向的长度(纵深)，是实现MR变化率等中理想特性的重要因素。研磨工序的第二步是以正确形成读取元件高度为目的而进行的元件高度形成研磨工序。这种研磨也称作形成高度(height)研磨工序。该研磨工序对于正确形成读取元件高度是极重要的，并且是一种使用电阻研磨指示(RLG,元件由晶圆工序预先形成于各元件之间，电阻元件的两端通过元件内部与垫板(pad)电气连接，该垫板形成在与元件条研磨面不同的面上。在研磨过程中，通过垫4反测定电阻元件的电阻值(electrical resistance )。由于同时对电阻元件和元件进行研磨，故元件电阻的电阻值随着研磨的进行而增加。预先得到电阻元件研磨量和电阻值的关系，通过一边监测电阻元件的电阻值一边研磨，能够间接得知正在被研磨的元件的研磨量。4当同时研磨多个元件时，即使使用上述方法进行研磨，也难以避免产生元 件的研磨量偏差。因此，最近公开了通过设置多个对应于每个元件的压紧平顶(ceiling)并对每个元件施加最适压力进而抑制研磨量偏差的技术(参照专利 文献1 )。研磨工序的最后一步是所谓的表面加工研磨工序，又称作接触研磨(touch lap)研磨工序。表面加工研磨工序是使用镜面加工研磨平盘充分研磨空气承载 面。结束表面加工研磨工序后，除去了空气承载面的划痕伤等，提高了空气承 载面的平滑度。此时，还同时形成了对于磁头滑块飞行特性非常重要的凸面形 状，这种凸面形状称为冠顶(crown )。在表面加工工序中，由于研磨量很少， 并且压力也很小，故难以对研磨量本身进行监测。所以只能通过预先确认研磨 率，经过一定研磨时间后结束研磨。作为施加压力的方法，公开了与元件高度 形成工序相同的使用多个平顶对每个元件施加最适压力的方法(参照专利文献 1 )，以及更简便的在支撑元件的研磨头(lapping head)上载置重物的方法(参 照专利文献2)。虽然最好使用尽可能光滑并水平安装的研磨平盘，但是实际上由于研磨平 盘上存在微小的凹凸不平，故在研磨时元件相对于研磨平盘垂直方向的位置会 随着研磨平盘的转动而改变。当研磨平盘水平方向的安装准确度不够时，研磨 时元件垂直方向的位置也会随着研磨平盘的转动而改变。具体来说，当元件通 过研磨平盘凸部时元件受到来自研磨平盘向上的力(推力)增加，对元件的压 力也增加。这种压力的变化导致现有技术研磨方法中同时研磨多个条形态的元 件时在一个元件条内对每个元件的平均压力产生偏差。此外，因为在研磨中研 磨平盘表面状态连续变化，所以即使不同元件条相互之间的平均压力也会有偏 差。因而要将研磨平盘的平坦度一直维持在平坦且一定的状态是极其困难的。一旦平均压力产生偏差，受到很大压力的元件在最坏的情况下可能会破损。 此外，由于即使在表面加工研磨工序中实际上仍会多少产生研磨量，所以尽管 特意在用元件高度形成研磨工序中通过充分研磨了表面来抑制元件高度偏差， 但反而还有可能增加偏差。根据本专利技术专利技术人等的调查结果发现，表面加工研磨工序结束后元件高度(MR高度)的偏差相对于元件高度形成研磨工序结束后的偏差会恶化3nm左右。为了今后磁头记录高密度化的进步必须缩小元件高度，而在表面加工研磨工序中如果元件高度增加，就难以达到磁头记录高密度化。此外，如果平均压力有偏差，称作极尖沉降(PTR, Pole Tip Recession)的读写元件周围高低平面差异的偏差也有可能增加。例如读取元件相对于A1203' TiC基部从空气承载面开始向远离方向拉伸，增加了与记录媒体间的距离，难以得到规定的读取特性。因此，PTR偏差的增加也会导致成品率的恶化。并且，如果平均压力产生偏差，平盘自身在对元件施加了很大压力的部位(凸部)上也受到了来自元件的反作用力。这种反作用力成为使平盘产生细微损伤的原因，由于在表面加工研磨工序中使用了经镜面加工而具有极高准确度的平盘，因此导致了平盘寿命缩短。有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种能够特别在元件高度形成研磨工序后的表面加工研磨工序中，抑制元件研磨量发生偏差的研磨装置和研磨方法。专利文献1:日本专利申请特开2002-157723号公报专利文献2:日本专利申请特开平10-249714号公报
技术实现思路
本专利技术的磁头滑块研磨装置包括能够把要成为》兹头滑块的元件压紧并支撑在旋转的研磨平盘上的研磨头；设置有沿垂直方向延伸的第一嵌合部件并支持研磨头的支撑结构；设置有沿垂直方向延伸的第二嵌合部件并支持支撑结构的基部(base),第二嵌合部件与第一嵌合部件相嵌合并在第二嵌合部件和第一嵌合部件之间形成内部空间；以及减压内部空间的减压结构，支撑结构受到来自减压后的内部空间沿垂直方向向上的力，基部沿垂直方向可活动支持支撑结构。如此构成的磁头滑块研磨装置中，要成为磁头滑块的元件在研磨中受到来自研磨平盘的反作用力，这个反作用力从研磨头传到支撑结构。如上所述，研磨平盘上存在微小的凹凸不平，元件垂直方向位置随着研磨平盘的旋转位置而6改变。具体来说，当元件/人研磨平盘的凹部移到相邻的凸部时，元件垂直方向 位置也随之上升。但是，因为随着元件垂直方向位置的上升，支撑结构的第一 嵌合部件也相对于第二嵌合部件上升，所以研磨平盘对元件反作用力的增加被 第 一嵌合部件和第二嵌合部件之间形成的内部空间所吸收，从而抑制了反作用 力的增加。接着，当元件再次由凸部移动到凹部时，第一嵌合部件通过与第二 嵌合部件之间的摩擦力而停留在移动位置上。之后当元件重新移动到较高的凸 部时，同样的，第一嵌合部件上升。这样，第一嵌合部件的垂直方向位置在元 件通过研磨平盘凸部的同时慢慢上升，并自动控制修正到最适合位置。由于第 一嵌合部件的移动量极小，内部空间的压力几乎不会变化，因而不会发生由于 内部空间压力上升导致的阻碍移动。此外，由于第一嵌合部件的移动量极小， 故可以将元件对研磨平盘的压力变动抑制到最小限度。本专利技术的磁头滑块研磨方法包括准备研磨装置的步骤，该研磨装置包括 能够支撑要成为磁头滑块的元件的研磨头、支持研磨头的支撑结构、支持支撑 结构的基部，该支撑结构设置有沿垂直方向延伸的第一嵌合部件，该基部设置 有沿垂直方向延伸的第二嵌合部件，第一嵌合部件与第二嵌合部件相嵌合，并 且第 一嵌合部件和第二嵌合部件之间形成内部空间；使用研磨头支撑要成为磁 头滑块的元件面向研磨平盘的支撑步骤；以及减压内部空间，使支撑结构受到 来自减压后的内部空间沿垂直方向向上的力，在基部沿垂直方向可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁头滑块的研磨装置，其特征在于包括：　能够把要成为磁头滑块的元件压紧并支撑在旋转的研磨平盘上的研磨头；　设置有沿垂直方向延伸的第一嵌合部件并支持所述研磨头的支撑结构；　设置有沿垂直方向延伸的第二嵌合部件并支持所述支撑结 构的基部，所述第二嵌合部件与所述第一嵌合部件相嵌合，并在所述第二嵌合部件和所述第一嵌合部件之间形成内部空间；以及　降低所述内部空间压力的减压结构，　所述支撑结构受到来自减压后的所述内部空间沿垂直方向向上的力，所述基部沿垂直方向可 活动支持支撑结构。

【技术特征摘要】
1. 一种磁头滑块的研磨装置，其特征在于包括能够把要成为磁头滑块的元件压紧并支撑在旋转的研磨平盘上的研磨头；设置有沿垂直方向延伸的第一嵌合部件并支持所述研磨头的支撑结构；设置有沿垂直方向延伸的第二嵌合部件并支持所述支撑结构的基部，所述第二嵌合部件与所述第一嵌合部件相嵌合，并在所述第二嵌合部件和所述第一嵌合部件之间形成内部空间；以及降低所述内部空间压力的减压结构，所述支撑结构受到来自减压后的所述内部空间沿垂直方向向上的力，所述基部沿垂直方向可活动支持支撑结构。2. 如权利要求1所述的磁头滑块研磨装置，其特征在于所述第一嵌合部件是设置在所述支撑结构上的汽缸，所述第二嵌合部件是设置在所述基部上的活塞。3. 如权利要求l所述的磁头滑块研磨装置，其特征在于所述第一嵌合部件是设置在所述支撑结构上的活塞，所述第二嵌合部件是设置在所述基部上的汽缸。4. 如权利要求1至3中任一项所述的磁头滑块研磨装置，其特征在于所述基部包括支持并固定所述研磨平盘的支架部、和设置有所述第二嵌合部件并能在相对于所述支架的垂直方向上移动的导管部，在所述支架部和所述导管部的一侧设置有滚玉朱丝杠，另一侧设置有与该滚珠丝杠相嵌合的螺母。5. 如权利要求4所述的磁头滑块研磨装置，其特征在于所述导管部具有沿垂直方向延伸的第一啮合部，所述支撑结构具有啮合于所述第一啮合部并用于限制所述导管只在垂直方向上移动的第二啮合部。6. 如权利要求1至5中任一项所述的磁头滑块研磨装置，其特征在于所述导管部包括多个能够分别控制施加于所述研磨平盘的挤压力的推动器，该推动器设置在与多个所述元件各自的安装位置相对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林正，阿部清彦，土屋浩康，谭桑托斯，魏忠献，张春华，李发洪，陈明远，
申请(专利权)人：新科实业有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]