JP2000222713A - 複合型磁気ヘッドの検査方法及び装置 - Google Patents
複合型磁気ヘッドの検査方法及び装置Info
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Abstract
性の検査を容易にかつ確実に行うことができる複合型磁
気ヘッドの検査方法及び装置を提供する。 【構成】 複合型磁気ヘッドに外部から磁界を印加する
こと無しにインダクティブ素子に電流を印可し、この電
流の印加終了後にMR素子の出力特性を測定する。
Description
磁気媒体から再生を行う磁気抵抗効果(MR)素子を有
する読出しヘッド部と、磁気媒体へ記録を行うインダク
ティブ素子を有する書込みヘッド部とを備えた複合型磁
気ヘッドの検査方法及び装置に関する。
ヘッドとして、上述のごとき複合型磁気ヘッドは広く使
用されている。特に最近は、高記録密度への要求から、
異方性磁気抵抗効果(AMR)を利用したAMR素子に
代わって、スピンバルブ効果等の巨大磁気抵抗効果(G
MR)を利用したGMR素子やトンネル効果を利用した
トンネル磁気抵抗効果(TMR)素子を備えた磁気ヘッ
ドが使用され始めている。
バルクハウゼンノイズ等のノイズが発生しない良品であ
ることを製造時に確認する必要がある。このような検査
方法として、本出願人は、特開平6−150264号に
おいて、ヘッドブロック上に配列されたギャップデプス
加工後の複数のMRヘッドに、これらヘッドのエアベア
リング面に垂直である交番外部磁界を印加し、この外部
磁界の変化に対する各MRヘッドの電磁変換特性を得る
ようにしたMRヘッド検査方法を提案している。この方
法によると、バルクハウゼンノイズが発生するか否かを
容易に確認することができる。
1号において、ヘッドブロック上に配列されたギャップ
デプス加工後の複数の磁気ヘッドに、これらヘッドのエ
アベアリング面に垂直な外部磁界を印加すると共にイン
ダクティブ素子に高周波電流を流して漏洩磁界をMR素
子に印加し、外部磁界及び漏洩磁界の変化に対する各M
R素子の抵抗変化特性を測定するようにした検査方法を
も提案している。この方法によれば、確率的に発生する
バルクハウゼンノイズの捕捉確率をより高めることがで
きる。
れも、MR素子におけるバルクハウゼンノイズの発生の
有無を検出するためのものであり、バルクハウゼンノイ
ズによる出力異常とは異なるMR素子の出力不安定性の
検査には適用することができない。即ち、MR素子及び
インダクティブ素子を備えた複合型磁気ヘッドにおける
MR素子出力を電磁変換特性を測定する装置で繰り返し
測定する場合、何らかの理由でその出力波形が変化して
しまうことがあり、測定毎に常に同じ出力とはならない
ことから再現性が得られない場合がある。
し回数を多大にしてその確率を高める以外、従来の検査
方法では検出不可能であった。繰り返し回数を大幅に増
大することは、製造効率低下を招く点から問題である。
合型磁気ヘッドは、感度が高くまた構造が複雑であるた
め、外部からの影響を受け易く、出力不安定性がより生
じ易い傾向にある。
く、本出願人は、外部磁界を印加した状態で、一方の極
性を有する第1の電流をインダクティブ素子に流してM
R素子の出力特性を測定し、さらに、他方の極性を有す
る第2の電流をインダクティブ素子に流してMR素子の
出力特性を測定することにより出力不安定性を検出する
方法を提案している(特願平10−294725号)。
ヘッドにおいては、一般に、MR素子のシールド層に起
因する、バイアスポイント(電磁変換曲線の磁場がゼロ
の点)付近における出力不安定性を測定することが非常
に重要である。これは、バイアスポイントが出力信号の
中心であり、これがオフセットされたりすると、正しい
読出し信号を得ることが不可能となるためである。
ポイントのずれを測定することは可能であるが、磁界ゼ
ロのポイントを探す必要があり、磁場発生装置も必要と
なることから検査装置の構成が複雑となるばかりか、測
定に多大の時間がかかってしまう。
の付近における出力不安定性の検査を容易にかつ確実に
行うことができる複合型磁気ヘッドの検査方法及び装置
を提供することにある。
磁気ヘッドに外部から磁界を印加すること無しにインダ
クティブ素子に電流を印加し、この電流の印加終了後に
MR素子の出力特性を測定する複合型磁気ヘッドの検査
方法が提供される。
なく、シールド層の初期磁化状態を変えるような電流を
強制的に流すことによりMR素子の出力不安定性が引き
起こされるような状態を故意に作り出し、その出力特性
の測定を行っている。特に本発明では、外部磁界が印加
されない状態でインダクティブ素子に電流を流し終えて
からMR素子の出力特性が測定されるので、MR素子の
出力信号波形がそのままバイアスポイント付近の波形と
なる。このため、使用領域でのヘッドの評価が非常に簡
単となる。さらに、印加される外部磁界により出力不安
定性が一時的に抑制されて元に戻ってしまう等の悪影響
が排除されるので、読出しヘッドそのものの評価を正し
くかつ確実に行うことができる。
流の印加終了後のMR素子の出力特性の測定とを複数回
繰り返して行うことが好ましい。
波電流、交番する極性を有する矩形波電流、又は高周波
の矩形波電流であることも好ましい。
ドに外部から磁界を印加すること無しにインダクティブ
素子に電流を流す第1の電流印加手段と、MR素子にセ
ンス電流を流す第2の電流印加手段と、第1の電流印加
手段からインダクティブ素子へ上述の電流を流し、その
電流印加終了後にMR素子の出力電圧を受け取りその出
力特性を測定する測定手段とを備えた複合型磁気ヘッド
の検査装置が提供される。
びインダクティブ素子の端子に電気的に接触可能なプロ
ーブ手段と、複合型磁気ヘッドに外部から磁界を印加す
ること無しに電流を前記プローブ手段を介してインダク
ティブ素子に流す第1の電流印加手段と、MR素子にプ
ローブ手段を介してセンス電流を流す第2の電流印加手
段と、第1の電流印加手段からインダクティブ素子へ上
述の電流を流し、その電流印加終了後にセンス電流を印
加した状態でMR素子の出力電圧をプローブ手段を介し
て受け取りその出力特性を測定する測定手段とを備えた
複合型磁気ヘッドの検査装置が提供される。
印加手段からインダクティブ素子に電流を流し終えてか
らMR素子の出力特性が測定されるので、MR素子の出
力信号波形がそのままバイアスポイント近傍の波形とな
る。このため、使用領域でのヘッドの評価が非常に簡単
となる。さらに、印加される外部磁界により出力不安定
性が一時的に抑制されて元に戻ってしまう等の悪影響が
排除されるので、ヘッドそのものの評価を正しくかつ確
実に行うことができる。また、外部磁界の印加手段も不
要となるので、装置構成を簡略化できる。
ダクティブ素子へ電流の印加とこの電流の印加終了後の
MR素子の出力特性測定とを複数回繰り返して行うよう
に構成されていることが好ましい。
を有する矩形波電流、交番する極性を有する矩形波電
流、又は高周波の矩形波電流を流すように構成されてい
ることも好ましい。
るインダクティブ素子を含む書込みヘッド部とMR素子
を含む読出しヘッド部とを備えた複合型磁気ヘッドの検
査装置の回路構成を概略的に示すブロック図である。
前の状態の複数の複合型磁気ヘッドが存在しているヘッ
ドブロック(バー)である。このヘッドブロック10
は、ウエハ上に多数の複合型磁気ヘッドを薄膜技術によ
って形成した後、このウエハをそれぞれが複数の複合型
磁気ヘッドを含むように列単位で切断し、そのエアベア
リング面(ABS)10a(図3参照)を研磨してギャ
ップデプス加工(MRハイト加工)を終えたものであ
る。
ーブル11の載置台11a上に一時的に固定されてい
る。
ック10における各ヘッドのMR素子の出力端子(30
a、図3参照)に電気的に接触可能に固定位置に静止し
て設けられており、このプローブピン12aと各出力端
子とは、X−Y−Z−θテーブル11及びこれを制御す
るX−Y−Z−θコントローラ13によって位置合わせ
される。第1のプローブピン12aと各出力端子との位
置合わせは、この部分を光学系14を介して撮像するC
CD撮像器15及びこの像を表示するTVモニタ16に
よって監視可能である。
インダクティブ素子の入力端子(30b、図3参照)に
電気的に接触可能に固定位置に静止して設けられてお
り、このプローブピン12bと各入力端子とも、X−Y
−Z−θテーブル11及びこれを制御するX−Y−Z−
θコントローラ13によって位置合わせされる。この位
置合わせの部分も光学系14を介して撮像するCCD撮
像器15及びこの像を表示するTVモニタ16によって
監視可能である。実際には、第1のプローブピン12a
と第2のプローブピン12bとは一体化されて固定され
ており、X−Y−Z−θテーブル11の位置合わせは1
度に行われる。
き電流の極性及び電流値を制御可能な電流供給回路17
が接続されている。これによりこの電流供給回路17か
らは、後述するごとき極性の各電流がこの第2のプロー
ブピン12bを介して磁気ヘッドのインダクティブ素子
に供給される。
にセンス電流を供給するための定電流電源18が接続さ
れている。プローブピン12aには、さらに、MR素子
から得られる出力電圧を表示するためのオシロスコープ
19とこの出力電圧を受け取って解析を行う制御用コン
ピュータ20とが接続されている。
電源18、及び電流供給回路17は、コンピュータ20
に接続されており、このコンピュータからの指示によっ
て所定の制御動作を行う。
ムを表すフローチャートであり、以下同図を用いて本発
明による磁気ヘッドの検査方法について説明する。
θテーブル11の載置台11a上に固定されているヘッ
ドブロック10上の検査すべき磁気ヘッドのMR素子の
出力端子と第1のプローブピン12aとの位置合わせ、
及びその磁気ヘッドのインダクティブ素子の入力端子と
第2のプローブピン12bとの位置合わせを行う。この
位置合わせには、X−Y−Z−θコントローラ13へ指
示することによってX−Y−Z−θテーブル11を移動
させる周知の位置合わせ技術を利用する。
18に指示を行って検査すべきヘッドのMR素子へのセ
ンス電流の印加を開始する。ヘッドブロック10へは、
外部磁界は全く印加されない。
子であり、30bはインダクティブ素子の入力端子であ
り、検査すべき磁気ヘッドにおけるMR素子の出力端子
30aに第1のプローブピン12aが、そのインダクテ
ィブ素子の入力端子30bに第2のプローブピン12b
がそれぞれ接触している状態を表している。
路17に指示を行って検査すべきヘッドのインダクティ
ブ素子に電流を流す。本実施形態において、この電流
は、一方の極性、例えば正極性で例えば5μsのパルス
幅を有する単一の矩形波電流である。電流値としては、
インダクティブ素子の許容電流値を上限とする所定値が
選ばれる。
子に流し終えた後、次のステップS4では、センス電流
を印加した状態で、MR素子の出力端子からの電圧を検
出し、これをA/D変換してデータとして取り込む。
定を所定回(例えば100回)行ったかどうか判別し、
行っていない場合は、ステップS3へ戻る。
タの解析を行う。コンピュータ20は、入力データから
出力電圧の標準偏差σ、最大値及び最小値等を計算す
る。
おいて、得られた標準偏差σ、最大値及び最小値等から
この磁気ヘッドのバイアスポイント付近の出力不安定性
の有無による良品、不良品の判定を行う。なお、測定の
繰り返し回数をより増大すれば、出力不安定性の検出確
率をより高めることができる。
るインダクティブ素子への電流印加方法及びMR素子の
出力特性測定方法を説明している。即ち、本実施形態で
は、正の極性からゼロに立下る矩形波電流を流し終えた
後、一定時間後にMR素子の出力特性を測定することを
繰り返して、MR素子のバイアスポイント付近の出力不
安定性の有無を調べている。
4(B)に示すように、一方の極性からゼロに立下る矩
形波電流を流し終えた後、一定時間後にMR素子の出力
特性を測定し、次に、他方の極性からゼロに立下る矩形
波電流を流し終えた後、一定時間後にMR素子の出力特
性を測定することを繰り返して、MR素子の出力不安定
性の有無を調べてもよい。シールド層の初期磁化状態を
変えるような電流を強制的に流すことによりMR素子の
バイアスポイント付近の出力不安定性が引き起こされる
ような状態を故意に作り出し、その出力特性の測定を行
うわけであるが、正負のどちらの電流をインダクティブ
素子に流せばシールド層の初期磁化状態を変えられるの
かが不明であるため、両極性の電流を別個に流してそれ
ぞれ出力特性の測定を行うことにより、より確実にバイ
アスポイント付近の出力不安定性を検査することができ
る。なお、インダクティブ素子へ流す電流は、正負極性
間において、互いに異なる波形であってもよいし、互い
に異なる電流値であってもよい。インダクティブ素子へ
流す電流は、要は、MR素子のシールド層が飽和して初
期磁化状態を変えるような一定の電流値、一定の時間以
上であれば、使用可能である。
からゼロに立上る矩形波電流を流し終えた後、一定時間
後にMR素子の出力特性を測定することを繰り返して、
MR素子のバイアスポイント付近の出力不安定性の有無
を調べてもよい。
矩形波電流を用いる代わりに所定の高周波数(この例で
は5MHz)を有する矩形波電流を用い、その矩形波電
流を最終的にゼロとした後、一定時間後にMR素子の出
力特性を測定して、MR素子のバイアスポイント付近の
出力不安定性の有無を調べてもよい。
いた検出方法により、実際の磁気ヘッドを検査した際
の、MR素子の出力電圧波形が、図5(A)〜(D)及
び図6(A)〜(D)にそれぞれ示されている。即ち、
図5(A)及び図6(A)はインダクティブ素子へ流す
電流として正極性の矩形波電流を用いる検出方法、図5
(B)及び図6(B)はインダクティブ素子へ流す電流
として極性の交番する矩形波電流を用いる検出方法、図
5(C)及び図6(C)はインダクティブ素子へ流す電
流として負極性の矩形波電流を用いる検出方法、図5
(D)及び図6(D)はインダクティブ素子へ流す電流
として高周波の矩形波電流を用いる検出方法をそれぞれ
用いた時のMR素子の出力電圧波形である。ただし、図
5(A)〜(D)は、バイアスポイント付近に出力不安
定性を有する不良品の磁気ヘッドの場合、図6(A)〜
(D)は、バイアスポイント付近に出力不安定性がない
良品の磁気ヘッドの場合である。バイアスポイント付近
に出力不安定性を有する不良品の磁気ヘッドでは、MR
素子の出力電圧波形を見ただけでもその波形が乱れてい
ることが明確に分かり、不良品の検出は非常に容易であ
る。
特性を測定するのではなく、シールド層の初期磁化状態
を変えるような矩形波電流をインダクティブ素子に流す
ことによりMR素子の出力不安定性が引き起こされるよ
うな状態を故意に作り出し、その出力特性の測定を行っ
ている。特に、外部磁界が印加されない状態でインダク
ティブ素子に電流が流されてMR素子の出力特性が測定
されるので、MR素子の出力信号波形がそのままバイア
スポイント近傍の波形となる。このため、使用領域での
ヘッドの評価が非常に簡単となる。さらに、印加される
外部磁界により出力不安定性が一時的に抑制されて元に
戻ってしまう等の悪影響が排除されるので、ヘッドその
ものの評価を正しくかつ確実に行うことができる。
ンピュータの制御プログラムを表すフローチャートであ
る。上述した実施形態においては、測定開始前にMR素
子へセンス電流を流し始め、各測定時もセンス電流を流
したままの状態となっているが、本発明によれば、各回
毎にセンス電流を入り切りするようにしてもよい。
ップS2′に示すように、測定を行う時にのみ、定電流
電源18に指示を行って検査すべきMR素子へセンス電
流を印加する。従って、センス電流の印加は、ステップ
S2′から始まり、ステップS3′を経てステップS
4′で終了することとなる。このように測定の都度、セ
ンス電流の入り切りが行われることにより、このセンス
電流の印加によるバイアスポイントの不安定性も同時に
引き出すことができる。図7のフローチャートのその他
のステップにおける動作は、前述した図2のフローチャ
ートの場合と全く同じであるため、説明を省略する。
クティブ素子へ電流を流した後に測定を行うのではな
く、電流を流した状態で測定を行ってもよい。
ィブ素子へ印加する電流の種類、波形、電流値、周波
数、印加時間等は単なる一例であり、本発明を実施する
際には、この例に限定されない種々の形態をとることが
できることはもちろんである。
体として完成させる前のバー状態において検査及び測定
処理が行えるから工程数の大幅な短縮化につながり、し
かも評価、選別時間を大幅に低減させることができる。
なお、バー状態とする前のウエハ段階においても、MR
素子を含む読出しヘッド部のシールド層が形成された後
かつインダクティブ素子を含む書込みヘッド部が形成さ
れた後であれば、同様の検査及び測定処理を行うことが
できる。また、バーから切り離して磁気ヘッドを単体と
して完成させた後、又は磁気ヘッドとサスペンションと
をアセンブルした後、さらに、磁気ヘッドを磁気ディス
ク装置内に組み込んだ後に検査及び測定処理が行っても
よい。
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
ば、複合型磁気ヘッドに外部から磁界を印加すること無
しにインダクティブ素子に電流を印加し、この電流の印
加終了後にMR素子の出力特性を測定しているため、M
R素子の出力信号波形がそのままバイアスポイント近傍
の波形となる。このため、使用領域でのヘッドの評価が
非常に簡単となる。さらに、印加される外部磁界により
出力不安定性が一時的に抑制されて元に戻ってしまう等
の悪影響が排除されるので、ヘッドそのものの評価を正
しくかつ確実に行うことができる。
検出装置の回路構成を概略的に示すブロック図である。
ログラムを表すフローチャートである。
ヘッドの電極との関係を示す図である。
素子の出力特性測定方法を説明する図である。
不良品の磁気ヘッドに対して種々の電流を流した場合の
MR素子の出力電圧波形を示す波形図である。
品の磁気ヘッドに対して種々の電流を流した場合のMR
素子の出力電圧波形を示す波形図である。
制御プログラムを表すフローチャートである。
Claims (11)
- 【請求項1】 磁気抵抗効果素子及びインダクティブ素
子を備えた複合型磁気ヘッドの検査方法であって、該複
合型磁気ヘッドに外部から磁界を印加すること無しに前
記インダクティブ素子に電流を印加し、該電流の印加終
了後に前記磁気抵抗効果素子の出力特性を測定すること
を特徴とする複合型磁気ヘッドの検査方法。 - 【請求項2】 前記インダクティブ素子へ前記電流の印
加と該電流の印加終了後の前記測定とを複数回繰り返し
て行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記インダクティブ素子へ印加される前
記電流が、所定の一方の極性を有する矩形波電流である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記インダクティブ素子へ印加される前
記電流が、交番する極性を有する矩形波電流であること
を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項5】 前記インダクティブ素子へ印加される前
記電流が、高周波の矩形波電流であることを特徴とする
請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項6】 磁気抵抗効果素子及びインダクティブ素
子を備えた複合型磁気ヘッドの検査装置であって、該複
合型磁気ヘッドに外部から磁界を印加すること無しに前
記インダクティブ素子に電流を流す第1の電流印加手段
と、前記磁気抵抗効果素子にセンス電流を流す第2の電
流印加手段と、前記第1の電流印加手段から前記インダ
クティブ素子へ前記電流を流し、該電流の印加終了後に
前記磁気抵抗効果素子の出力電圧を受け取りその出力特
性を測定する測定手段とを備えたことを特徴とする複合
型磁気ヘッドの検査装置。 - 【請求項7】 磁気抵抗効果素子及びインダクティブ素
子を備えた複合型磁気ヘッドの検査装置であって、前記
磁気抵抗効果素子及び前記インダクティブ素子の端子に
電気的に接触可能なプローブ手段と、前記複合型磁気ヘ
ッドに外部から磁界を印加すること無しに電流を前記プ
ローブ手段を介して前記インダクティブ素子に流す第1
の電流印加手段と、前記磁気抵抗効果素子に前記プロー
ブ手段を介してセンス電流を流す第2の電流印加手段
と、前記第1の電流印加手段から前記インダクティブ素
子へ前記電流を流し、該電流の印加終了後に前記センス
電流を印加した状態で前記磁気抵抗効果素子の出力電圧
を前記プローブ手段を介して受け取りその出力特性を測
定する測定手段とを備えたことを特徴とする複合型磁気
ヘッドの検査装置。 - 【請求項8】 前記第1の電流印加手段及び前記測定手
段は、前記インダクティブ素子へ前記電流の印加と該電
流の印加終了後の前記測定とを複数回繰り返して行うよ
うに構成されていることを特徴とする請求項6又は7に
記載の装置。 - 【請求項9】 前記第1の電流印加手段は、所定の一方
の極性を有する矩形波電流を流すように構成されている
ことを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載
の装置。 - 【請求項10】 前記第1の電流印加手段は、交番する
極性を有する矩形波電流を流すように構成されているこ
とを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の
装置。 - 【請求項11】 前記第1の電流印加手段は、高周波の
矩形波電流を流すように構成されていることを特徴とす
る請求項6から8のいずれか1項に記載の装置。
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