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磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカー及びそれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法 - 松下電器産業株式会社
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発明の名称 磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカー及びそれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−85432
公開日 平成7年(1995)3月31日
出願番号 特願平5−231196
出願日 平成5年(1993)9月17日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 佐藤 寛
要約 目的
MR素子の高さを正確に測定する事ができる磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカー及びそれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的としている。

構成
MR素子1と所定の位置関係のマーカー8を形成する。マーカー8は媒体対向面7に頂点を有するマーク帯9,10,11をストライプ状に整列させて配置されている。基板6を研磨して行くと、媒体対向面7にマーカー8がむき出しになり、そのむき出しになったマーク帯の数をカウントして、大まかなMR素子1の高さL1を知る事ができ、更に中央部のマーク帯の長さを測定することによって詳細な高さL1を知る事ができる。
特許請求の範囲
【請求項1】基板の磁気抵抗効果素子を設けた面に設けられ、しかも前記磁気抵抗効果素子の高さ寸法を媒体対向面で読み取れる様に構成された磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカーであって、基板の媒体対向面側に頂点を有し、しかも前記頂点に行くに従って次第に間隔が小さくなる複数のマーク帯を媒体対向面に対して垂直方向に沿ってストライプ状に整列させた事を特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカー。
【請求項2】マーク帯を構成する構成材料を磁気抵抗効果素子膜と同一材料とした事を特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカー。
【請求項3】基板上に磁気抵抗効果素子を形成するとともに、前記基板上に基板の媒体対向面側に頂点を有し、しかも前記頂点に行くに従って次第に間隔が小さくなる複数のマーク帯を媒体対向面に対して垂直方向に沿ってストライプ状に整列させたマーカーを形成し、前記磁気抵抗効果素子に電流を供給するリードを形成し、前記基板の媒体対向面にむき出しになった前記マーカーの数及び前記マーカーの内側のマーク帯の長さを測定して、前記磁気抵抗効果素子を所定の高さになるまで前記媒体対向面を研磨する事を特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
【請求項4】磁気抵抗効果素子を形成すると同時にマーカーを形成し、しかも前記磁気抵抗効果素子と前記マーカーを同一材料で構成したことを特徴とする請求項3記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカー及びそれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気抵抗効果型磁気ヘッドはウェハープロセスにて複数個の記録再生部分を1枚のウェハーに形成し、機械加工によって一つ一つの磁気ヘッドスライダーに形作られる。その一工程としてMR素子高さを所望の寸法に追い込む工程があり、一般的には粗い砥粒から細かい砥粒まで数ステップのラップ加工にてなされる。その際、磁気抵抗効果素子(以下MR素子と略す)高さは例えば、±0.25μmの精度に制御する必要がある。ところが、加工の際、MR素子高さそのものを知る事は事実上不可能であり、なんらかのマーカーを設け、それをモニターする事に置き換えなければならない。
【0003】図4は従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドのMR素子と磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカーの位置関係を示す膜表面側から見た平面図であり、ラップ加工を始める前の状態に相当し、ラップ加工されると点線部分が除去される。
【0004】図4において1はMR素子、2はMR素子1にセンス電流を流すリード層、3はMR素子1の高さを代替的に示す制御用のマーカー、4は減膜量検出用のマーカー、5はアルミナ膜で、アルミナ膜5は基板上に形成されており、さらにはこのアルミナ膜5上にはMR素子1,リード層2,マーカー3,4がそれぞれ形成されている。MR素子1とマーカー3,4はそれぞれ同じウェハープロセスを経て形成されたものである。従って、MR素子1とマーカー3,4をウェハープロセスにより精度良く作ってやれば、マーカー3,4にてMR素子1の高さを精度良くモニターする事ができる。通常マーカー3は二等辺三角形、マーカー4は長方形をしている。マーカー4はウェハープロセスでMR素子1及びマーカー3,4の寸法が設計値からずれるのを補正する役割を果たす。
【0005】図5(a)(b)はそれぞれ従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法を示す膜付け部の平面図及び媒体対向面の平面図である。図5(a)(b)において6は基板で、基板6上にはアルミナ膜5が設けられている。7は媒体対向面である。
【0006】以下製造方法を図5(a)(b)を用いて説明する。まず媒体対向面7にラップ加工等を施して、基板6をはじめ各膜を研磨する。この時マーカー3は二等辺三角形の形状をしているので、媒体対向面7の研磨が進むにつれて媒体対向面7にむき出しになっているマーカー3の幅L3は次第に狭くなっていく。この時マーカー4は減膜量検出用のマーカーであるので、媒体対向面7にむき出しになっている幅L2は研磨が進んで入っても変化しない。更にMR素子1の幅L4も変化しない。
【0007】MR素子1とマーカー3を形成する位置関係を所定の関係にしているので、幅L3に対しての高さL1は一義的に決定できるので、幅L3を測定する事によって、高さL1を推測していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、研磨量に対するマーカー3の幅L3の変化量はマーカー3の頂角θが大きいほど大きい。即ち、マーカーとして感度が高い。ところが、マーカー3の頂角θを大きくし過ぎると底辺の長さ、即ち、幅L3が長くなり、マーカー3の媒体対向面7にむき出しになった部分が顕微鏡の視野に入りきれない場合がある。逆にマーカー3の媒体対向面7にむき出しになった部分を顕微鏡の視野に全部入れようとすると頂角θをあまり大きくできず感度をあまり高くできない、あるいは研磨量が大きい所までカバーできないという問題点があった。
【0009】本発明は前記従来の課題を解決するもので正確なMR素子の高さを測定する事ができ、研磨量の大きい所までカバーできる磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカー及びそれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法を提供する事を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、基板の媒体対向面側に頂点を有し、しかも前記頂点に行くに従って次第に間隔が小さくなる複数のマーク帯を媒体対向面に対して垂直方向に沿ってストライプ状に整列させたマーカーを設けた。
【0011】
【作用】この構成においてはMR素子高さは見えているマーク帯の本数を読む事で大ざっぱに、さらに内側のマーク帯の長さを測定する事により詳細にMR素子高さを知る事ができる。その際、マーク帯の本数を数える時は顕微鏡の倍率を高くする必要はないため、頂角の角度を大きくしても十分顕微鏡の視野に入れる事ができる。また、正確なMR素子の高さは最内側の寸法を読めば良く、高倍率の顕微鏡の視野にはいる。その結果、マーカーの感度を良くする事ができ、その結果得られるMR素子高さ精度も良くできる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例における磁気抵抗効果型磁気ヘッド用マーカーを示す斜視図である。図1において、1はMR素子、2はリード層、4はマーカー、5はアルミナ膜、6は基板、7は媒体対向面でこれらは従来の構成と同じである。8はMR素子1の高さL1を代替的に算出するマーカーで、マーカー8は媒体対向面7に頂点を持つマーク帯9,10,11,12,13を媒体対向面7に対して垂直方向に整列されて構成されている。なお本実施例では、マーク帯9,10,11,12,13をV字型としたが、U字型等の媒体対向面7に頂点を有する形状で有ればよい。
【0013】以下上記マーカー8を用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法について図2を用いて説明する。
【0014】先ず媒体対向面7を研磨して行くと、図2に示す様にマーカー8を構成するマーク帯9,10が分割して媒体対向面7にむき出しになっており、マーク帯11はそれらの中央部にむき出しになっている。この時、この媒体対向面7にむき出しになったマーク帯の数が多くなればなるほど研磨量が多いことを示すので、だいたいの研磨量はマーク帯の媒体対向面7にむき出しになっている数をカウントする事で分かる。すなわちMR素子1の高さL1が今どれだけか判定する事ができる。この様にマーク帯の数のカウントは、顕微鏡の感度が悪くても十分に行えるので、だいたいの高さL1はすぐに判定でき、更に詳細な高さL1は媒体対向面7にむき出しになっているマーク帯の中で中央部のマーク帯の幅を測定する事で判定できる。
【0015】図2を用いて具体的に示せば、まず媒体対向面7にむき出しになっているマーク帯の数をカウントすることで、だいたいの高さL1を知る事ができる。本実施例では5つがむき出しになっている。また詳細に高さL1を知るには、マーク帯11の幅L5を測定する。この幅L5は比較的狭いので顕微鏡の感度を高くして観測できるので、正確に幅L5を測定する事ができる。
【0016】従って、本実施例では、MR素子1の高さを非常に正確に測定する事ができる。
【0017】次にMR素子1の高さとマーカー長さとの関係を図3を基に導出してみる。一例としてマーカー8の形状を二等辺三角形とし、その底辺と高さの比を5:1、マーク帯11の突き出し量a=2μm、マーカー4の減膜量b=0.25μmの場合を考える。
【0018】x軸を本来の設計図上のMR素子1の高さ=0のライン、y軸を二等辺三角形の頂角の2等分線のラインとする。減膜は各辺からの距離がbとなるように発生する。従って、減膜量bは減膜量検出用マーカー寸法を読むことにより容易に検出でき、b=(設計減膜量検出用マーカー寸法−実測減膜量検出用マーカー寸法)÷2で表される。実際のMR素子1の高さMRHにおけるストライプ上のy座標Yは Y=−MRH−b=−MRH−0.25 (1)
となる。x座標Xは X=5×(Y−a)÷2+b×(260.5 )÷2 =5×(−MRH−b−a)÷2+b×(260.5 )÷2 =−2.5×(MRH+2.25)+0.125×(260.5 ) (2)
となり、ストライプの長さL6は2|X|であるから L6=5×(MRH+2.25)−0.25×(260.5 )
=5×MRH+9.98 (3)
となる。
【0019】(3)式からわかるようにMRH=20μm程度になるとL1〜110μmにもなり、高倍率の顕微鏡の視野には入らなくなる。ところが、例えば、2μm幅のストライプが2μmの間隔をおいて並ぶような本実施例の場合、2列目のストライプの長さL7は L7=5×(MRH−4)+9.98 =5×MRH−10.02 (4)
となり、一つ外側のストライプよりも20μm短くなる。従って、MR素子1の高さの大きな領域では内側のストライプの寸法を読み、それが何番目のストライプであるかがわかればMR素子1の高さがわかる。何番目のストライプかはマーカーの本数を数えることでわかる。
【0020】上記の場合について各MRHにおけるストライプの本数と最内側のマーカーの寸法を下の(表1)に示す。
【0021】
【表1】

【0022】従来例において、MR素子1の高さ制御用マーカー形状は直角二等辺三角形の一枚膜であった。上記と同じ考えでマーカー寸法を計算するとマーカー寸法LはL=2×MRH+3.79となり、MRH=20μmではL〜44μmと高倍率顕微鏡の視野には入るものの感度は本実施例の40%でしかない。
【0023】
【発明の効果】本発明は基板の媒体対向面側に頂点を有し、しかも前記頂点に行くに従って次第に間隔が小さくなる複数のマーク帯を媒体対向面に対して垂直方向に沿ってストライプ状に整列させたマーカーを設けた事によって、MR素子高さは見えているマーク帯の本数を読む事で大ざっぱに、さらに内側のマーク帯の長さを測定する事により詳細にMR素子高さを知る事ができる。その際、マーク帯の本数を数える時は顕微鏡の倍率を高くする必要はないため、頂角の角度を大きくしても十分顕微鏡の視野に入れる事ができる。また、正確なMR素子の高さは最内側の寸法を読めば良く、高倍率の顕微鏡の視野にはいる。その結果、マーカーの感度を良くする事ができ、その結果得られるMR素子高さ精度も良くできる。




 

 


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