JP2003263707A - Method for manufacturing thin-film magnetic head - Google Patents

Method for manufacturing thin-film magnetic head

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JP2003263707A
JP2003263707A JP2002060789A JP2002060789A JP2003263707A JP 2003263707 A JP2003263707 A JP 2003263707A JP 2002060789 A JP2002060789 A JP 2002060789A JP 2002060789 A JP2002060789 A JP 2002060789A JP 2003263707 A JP2003263707 A JP 2003263707A
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magnetic head
film magnetic
thin
thin film
manufacturing
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JP2002060789A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Sasazawa
秀明 笹澤
Toshihiko Nakada
俊彦 中田
Minoru Yoshida
実 吉田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately predict the shape of a GMR element without any influence of a protective film in-process in the manufacturing line of a GMR head forming process. <P>SOLUTION: After a dummy element having a shape similar to that of a GMR element is simultaneously formed on a wafer, an end surface protective film is removed from the dummy element. Thus, the pattern edge of a dummy pattern is detected by an optical detecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドの
製造方法に係り、特に、薄膜磁気ヘッドの製造過程で適
用するのに好適な、薄膜ヘッドのインプロセスのモニタ
リング技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film magnetic head, and more particularly to an in-process monitoring technology of the thin film head suitable for being applied in the manufacturing process of the thin film magnetic head.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置の小型・大容量
化が進んでおり、現在、3.5インチまたは2.5イン
チサイズのディスクを用いた小型磁気ディスク装置が主
流になっている。このような小型ディスク装置では、デ
ィスクの回転速度が低いため、再生出力がディスク速度
に依存する磁気誘導型磁気ヘッドを用いた場合には、再
生出力の低下が問題になる。これに対し、磁界の変化に
よって抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子(GMR(Gi
ant Magneto Resistive;巨大磁気抵抗効果)素子に代
表される磁気抵抗効果素子:以下、これを代表してGM
R素子と呼ぶ)を用いた磁気抵抗効果型ヘッド(以下、
GMRヘッドと呼ぶ)では、再生出力がディスク速度に
依存しないため、回転速度が低い小型磁気ディスク装置
であっても、高い再生出力を得ることができる。また、
磁気ディスク装置を高記録密度化するには、磁気ヘッド
のトラック幅を狭くする狭トラック化が必要であるが、
GMRへッドは、磁気誘導型磁気ヘッドと比べて、狭ト
ラック化した場合も高い再生出力が得られるという利点
がある。これらのことから、GMRヘッドは、小型化・
大容量化に適した磁気ヘッドであると考えられている。
2. Description of the Related Art In recent years, the size and capacity of magnetic disk devices have become smaller and smaller, and at present, small magnetic disk devices using 3.5-inch or 2.5-inch size disks have become the mainstream. In such a small-sized disk device, the rotation speed of the disk is low, and therefore, when a magnetic induction type magnetic head whose reproduction output depends on the disk speed is used, a decrease in reproduction output becomes a problem. On the other hand, a magnetoresistive effect element (GMR (Gi
ant Magneto Resistive element) Magnetoresistance effect element represented by the following: GM
A magnetoresistive head using an R element (hereinafter referred to as “R element”)
In the case of a GMR head), the reproduction output does not depend on the disk speed, so that a high reproduction output can be obtained even with a small magnetic disk device having a low rotation speed. Also,
In order to increase the recording density of the magnetic disk device, it is necessary to narrow the track width of the magnetic head to narrow the track width.
The GMR head has an advantage over the magnetic induction type magnetic head in that a high reproduction output can be obtained even when the track is narrowed. For these reasons, the GMR head is downsized.
It is considered to be a magnetic head suitable for increasing the capacity.

【0003】そこで、再生ヘッドとしてGMRヘッド
を、記録ヘッドとして磁気誘導型磁気ヘッドを用いる、
積層型の薄膜ヘッドが提案され、実用化されている。
Therefore, a GMR head is used as a reproducing head and a magnetic induction type magnetic head is used as a recording head.
A laminated thin film head has been proposed and put to practical use.

【0004】ところで、GMRヘッドでは、磁界の変化
に起因するGMR素子の抵抗値変化を検出するため、磁
気ヘッドスライダのディスクに対向する面(以下、これ
を浮上面と呼ぶ)にGMR素子を露出させて使用する構
造が、最も再生効率が高い。このような浮上面にGMR
素子が露出するGMRヘッドでは、浮上面加工時にGM
R素子の一部を加工(研磨加工)して、浮上面に露出さ
せる。そして、GMR素子の浮上面と直角方向の寸法を
GMR素子高さ(hMR)と呼び、このhMRは、研磨
加工時に加工量を制御することで、規定値内に入るよう
にされている。
By the way, in the GMR head, in order to detect the change in the resistance value of the GMR element caused by the change in the magnetic field, the GMR element is exposed on the surface of the magnetic head slider facing the disk (hereinafter referred to as the air bearing surface). The structure that is used by doing so has the highest regeneration efficiency. GMR on such an air bearing surface
In the GMR head where the element is exposed, GM is used when processing the air bearing surface.
A part of the R element is processed (polished) to be exposed on the air bearing surface. The dimension of the GMR element in the direction perpendicular to the air bearing surface is called the GMR element height (hMR), and this hMR is made to fall within a specified value by controlling the processing amount during polishing.

【0005】GMRヘッドでは、上記のGMR素子高さ
(hMR)によって、再生出力が変化するため、hMR
がばらつくと、再生出力が変動する、あるいは規定の再
生出力が得られず、不良品となるという問題が生じる。
したがって、GMRヘッドの再生出力変動を抑制し、か
つ高い歩留りを得るためには、研磨加工工程においてh
MRを高精度に制御することが必要となる。例えば、面
記録密度4Gbit/inch の場合には、hMR
の精度は±0.2μm程度が要求されており、さらに高
密度化が進み、10Gbit/inch の場合に
は、±0.15μm程度が必要と予想されている。
In the GMR head, since the reproduction output changes depending on the height (hMR) of the GMR element, the hMR
If the fluctuations occur, the reproduction output fluctuates, or the specified reproduction output cannot be obtained, resulting in a defective product.
Therefore, in order to suppress the reproduction output fluctuation of the GMR head and obtain a high yield, h
It is necessary to control the MR with high accuracy. For example, in the case of an areal recording density of 4 Gbit / inch 2 , hMR
Is required to be about ± 0.2 μm, and further higher densities are expected, and in the case of 10 Gbit / inch 2 , it is expected that about ± 0.15 μm will be required.

【0006】一方、高記録密度化を実現するためには、
磁気ディスクの面記録密度が20Gbit/inch
の場合で、GMR素子の幅(以下、トラック幅と呼ぶ)
を0.7〜0.5μm程度にする必要があり、しかもそ
の精度は±0.07〜0.05μm程度が要求される。
さらに高密度化を進め、60Gbit/inchを超
えるためには、トラック幅を0.3μm以下にする必要
あり、その精度も±0.03μm程度が必要であると予
想されている。
On the other hand, in order to realize a high recording density,
The areal recording density of the magnetic disk is 20 Gbit / inch 2
In the case of, the width of the GMR element (hereinafter referred to as the track width)
Is required to be about 0.7 to 0.5 μm, and the accuracy is required to be about ± 0.07 to 0.05 μm.
In order to further increase the density and to exceed 60 Gbit / inch 2 , it is expected that the track width needs to be 0.3 μm or less and the accuracy thereof needs to be about ± 0.03 μm.

【0007】このようなGMR素子高さ(hMR)の高
精度化や狭トラック化にともなって、薄膜磁気ヘッドの
製造工程において、各寸法の管理がより一層重要になっ
てきている。
With the higher precision of the height of the GMR element (hMR) and the narrower track, it is becoming more important to control each dimension in the manufacturing process of the thin film magnetic head.

【0008】ここで、薄膜磁気ヘッドであるGMRヘッ
ドの製造方法を、図3により説明する。図3の(a)
は、GMR素子(再生素子)が形成されたウェハの上面
図である。GMRヘッドは、図示しない方法により、ス
パッタリング、露光、イオンミリング等に代表される薄
膜プロセスで形成される。図3に示す例では、1つの露
光単位毎に、一括露光により各素子がパターン形成され
る。薄膜プロセスで形成された素子は短冊状に切断さ
れ、ウェハ1から切り出される。図3の(b)は、ウェ
ハ1から切断された複数の素子を含む短冊状の部材(以
下、これをバー2と呼ぶ)を示している。1本のバー2
には、複数個、例えば30個のGMR素子10が形成さ
れる。なお、実際には、ウェハ1上には、GMR素子1
0の形成に引き続いて、磁気誘導型の薄膜磁気ヘッド素
子(記録素子)が積層形成され、1本のバー2には、G
MR素子10と同数の記録素子が形成されているもので
あるが、本明細書および図面では、説明の簡略化のため
に記録素子の説明や図示は割愛している。
Now, a method of manufacturing a GMR head which is a thin film magnetic head will be described with reference to FIG. FIG. 3 (a)
[FIG. 3] is a top view of a wafer on which a GMR element (reproducing element) is formed. The GMR head is formed by a thin film process represented by sputtering, exposure, ion milling, etc. by a method not shown. In the example shown in FIG. 3, each element is patterned by collective exposure for each exposure unit. The element formed by the thin film process is cut into strips and cut out from the wafer 1. FIG. 3B shows a strip-shaped member (hereinafter referred to as a bar 2) including a plurality of elements cut from the wafer 1. One bar 2
, A plurality of, for example, 30 GMR elements 10 are formed. It should be noted that the GMR element 1 is actually mounted on the wafer 1.
Subsequent to the formation of 0, a magnetic induction type thin film magnetic head element (recording element) is formed in layers, and one bar 2 has a G
Although the same number of recording elements as the MR elements 10 are formed, the description and illustration of the recording elements are omitted in this specification and the drawings for the sake of simplification of the description.

【0009】そして、図3の(b)に示すバー2の状態
で、矢印Aの方向から図示しない方法で研磨加工を行
い、所定のGMR素子高さ(hMR)寸法をもつよう
に、GMR素子10を加工する。この後、所定の寸法形
状に各GMR素子10(各GMRヘッド)をバー2から
切り出す。この状態をスライダと呼び、このスライダを
図示しない方法により磁気ディスク装置に組み込み、磁
気記録装置として完成される。このGMRヘッドを形成
する代表的な方法としては、特開平8−241504号
公報に記載された技術が挙げられる。
Then, in the state of the bar 2 shown in FIG. 3B, polishing is performed in the direction of arrow A by a method not shown, so that the GMR element has a predetermined height (hMR) dimension. Process 10. Then, each GMR element 10 (each GMR head) is cut out from the bar 2 into a predetermined size and shape. This state is called a slider, and this slider is incorporated into a magnetic disk device by a method not shown to complete a magnetic recording device. As a typical method for forming this GMR head, there is a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-241504.

【0010】1枚のウェハ上のGMRヘッドの総数は、
例えば、露光単位Uが1ウェハ上に10エリア、各露光
単位Uが30バーから構成され、各バー内に30個のG
MRヘッドが形成されるとすると、9000個となる。
プロセス管理を行うには、各工程において、所望の設計
寸法でパターンが形成されているかどうかを確認する必
要があるが、従来は、GMR素子の製造工程において、
加工前のGMR素子高さ(加工前hMR)寸法を光学的
に観測することは行われておらず、完成後の計測では、
プロセス状態の把握に必要な精度かつ分布を把握するの
に十分な個数で計測を行うことは、到底困難であった。
The total number of GMR heads on one wafer is
For example, the exposure unit U is composed of 10 areas on one wafer, each exposure unit U is composed of 30 bars, and 30 Gs are arranged in each bar.
If MR heads are formed, the number will be 9,000.
In order to perform process control, it is necessary to confirm whether or not a pattern is formed with a desired design dimension in each step, but conventionally, in the manufacturing process of a GMR element,
The height of the GMR element before processing (the hMR before processing) has not been optically observed. In the measurement after completion,
It has been extremely difficult to perform measurement with sufficient numbers to grasp the accuracy and distribution required to grasp the process state.

【0011】ここで、ウェハ上にGMRヘッドが形成さ
れた状態で、スライダ単位の検査を行う手法として、例
えば、特開平9−127222号公報や特開2000−
260012公報に記載されているように、電気的ある
いは磁気的に特性を評価する方式が提案されているが、
ウェハ上でヘッド特性が評価可能となる工程まで検査が
できない点や、検査の結果、特性不良となった場合で
も、どのプロセス起因で不良となったのかという切り分
けが困難であるという問題があった。
Here, as a method for inspecting each slider in a state where the GMR head is formed on the wafer, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-127222 and 2000-2000 are available.
As described in Japanese Patent No. 260012, a method of electrically or magnetically evaluating characteristics has been proposed.
There is a problem that it is not possible to inspect up to the process where the head characteristics can be evaluated on the wafer, and it is difficult to determine which process caused the failure even if the inspection results in a defective characteristic. .

【0012】これらに対応するため、例えば、特開平7
−225937号公報では、ウェハ内に形成された素子
部を、光学的に測定する方法が提案されている。このよ
うな方法で、測定対象である素子の形状の寸法を正確に
測定するには、検出対象の素子部のコントラストが高
く、特に、エッジ部の形状が十分に高い解像度で得られ
ることが必須である。このため、例えば、特開平12−
155015号公報では、波長200nm台のUV光を
用いて解像度の向上を図っている。一般に、光学的に解
像度を向上させるには短波長化が必須である。
[0012] In order to deal with these, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
JP-A-225937 proposes a method of optically measuring an element portion formed in a wafer. In order to accurately measure the dimension of the shape of the element to be measured by such a method, it is essential that the contrast of the element part to be detected is high, and in particular, the shape of the edge part can be obtained with sufficiently high resolution. Is. Therefore, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 12-
In Japanese Patent No. 155015, the resolution is improved by using UV light having a wavelength of about 200 nm. In general, shortening the wavelength is essential for optically improving the resolution.

【0013】図5に、ウェハ内に形成された途中でのG
MR素子の例を示す。同図はウェハ断面方向から見た図
である。アルミナチタンカーバイドの基板13上にGM
R素子10が成形されており、その上部には耐腐蝕性の
強いアルミナ層11が設けられている。GMR素子10
は、磁気特性を確保するために、Ni、Fe、Co、C
uなどの化合物から成るが、このうちCuは空気中での
腐蝕が激しいため、GMR膜形成後にアルミナ膜を成形
し、ミリングなどによりGMR膜、アルミナ膜を所望の
パターンに形成した後に、GMR素子10のエッジ端面
にも、保護膜12を形成する必要がある。このエッジ端
面の保護膜12は一般にアルミナが用いられるが、この
保護膜12の影響で、光学的に正確なエッジが検出でき
ない、すなわち、光学的に正確なGMR素子10のエッ
ジ位置や加工前hMR14が測定できないという問題が
あった。これは、GMR膜、アルミナ膜を順次成膜した
後、その上にレジストを塗布してこれを露光、現像、選
択除去し、次に、GMR膜、アルミナ膜を所定形状にパ
ターンニングした後、上記の保護膜12を次に形成し、
然る後、残余のレジストを除去するという工程をとらざ
るを得ないために、保護膜12のない状態でGMR素子
のエッジ検出が行えないことに起因する。
FIG. 5 shows G in the process of being formed in the wafer.
An example of the MR element will be shown. This figure is a view seen from the cross-sectional direction of the wafer. GM on the substrate 13 of alumina titanium carbide
The R element 10 is molded, and an alumina layer 11 having strong corrosion resistance is provided on the R element 10. GMR element 10
Is Ni, Fe, Co, C in order to secure magnetic characteristics.
Although it is made of a compound such as u, Cu has a strong corrosion in the air. Therefore, after forming the GMR film, the alumina film is formed, and the GMR film and the alumina film are formed into a desired pattern by milling or the like. It is necessary to form the protective film 12 also on the edge facet of 10. Alumina is generally used for the protective film 12 on the edge face, but an optically accurate edge cannot be detected due to the influence of the protective film 12, that is, an optically accurate edge position of the GMR element 10 and the unprocessed hMR14. There was a problem that could not be measured. This is because after a GMR film and an alumina film are sequentially formed, a resist is applied thereon, and the resist is exposed, developed and selectively removed, and then the GMR film and the alumina film are patterned into a predetermined shape. Next, the protective film 12 is formed,
After that, there is no choice but to take the step of removing the remaining resist, which is because the edge of the GMR element cannot be detected without the protective film 12.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の技術に記載の方法では、ウェハ上に形成されたG
MR素子を、プロセス状態の把握に必要な精度かつ分布
を把握するのに十分な個数で計測を行うことは困難であ
った。また、電気的あるいは磁気的に特性を評価する方
法では、ウェハ上でヘッド特性が評価可能となる工程ま
で検査ができない点や、検査の結果、特性不良となった
場合でも、どのプロセス起因で不良となったのかという
切り分けが困難であるという問題があった。
As described above,
According to the method described in the related art, G formed on the wafer
It has been difficult to measure the MR elements in a sufficient number for grasping the accuracy and distribution required for grasping the process state. In addition, in the method of evaluating the characteristics electrically or magnetically, it is not possible to inspect up to the step in which the head characteristics can be evaluated on the wafer, and even if the inspection results in a characteristic failure, the failure is caused by any process. There was a problem that it was difficult to determine whether or not it became.

【0015】したがって、ウェハ上の素子形成途中で、
光学的手段により、多数の素子形状を計測する方法が有
効であり、このような方法で測定対象である素子の形状
の寸法を正確に測定するには、検出対象の素子部のコン
トラストが高く、特に、エッジ部の形状が十分に高い解
像度で得られることが必須である。しかしながら、GM
R素子は空気中での腐蝕が激しいため、GMR膜形成後
に上面保護膜を成形し、ミリングなどにより、GMR膜
を所望のパターンに形成した後のエッジ端面にも、保護
膜を形成する必要があり、このエッジ端面の保護膜の影
響で、光学的に正確なエッジが得られないという問題が
あった。
Therefore, during the formation of elements on the wafer,
By optical means, a method of measuring the shape of a large number of elements is effective, in order to accurately measure the dimensions of the shape of the element to be measured by such a method, the contrast of the element part to be detected is high, In particular, it is essential that the shape of the edge portion be obtained with a sufficiently high resolution. However, GM
Since the R element is severely corroded in the air, it is necessary to form a protective film on the upper surface after forming the GMR film and form a protective film on the edge surface after forming the GMR film into a desired pattern by milling or the like. However, there is a problem that an optically accurate edge cannot be obtained due to the influence of the protective film on the edge facet.

【0016】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、GMRヘッド形成プロセスに
おける製造ラインにおいて、インプロセスで、保護膜の
影響を受けること無く、正確にGMR素子の形状を予測
(または測定)可能とすることにある。
The present invention has been made in view of the above points,
The purpose thereof is to accurately predict (or measure) the shape of the GMR element in-process on the manufacturing line in the GMR head forming process without being affected by the protective film.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明による薄膜磁気ヘ
ッドの製造プロセスは、一般的なホト・リソグラフィー
を用いた素子形成手法を用いて実現できる。
The manufacturing process of the thin film magnetic head according to the present invention can be realized by a general element forming method using photolithography.

【0018】本発明においては、上記した目的を達成す
るため、例えば、ウェハ上に形成されるGMR素子と同
一の工程でダミー素子を形成した後、ダミー素子部の端
面保護膜のみを剥離させ、後述する光学計測手段によっ
て、ダミー素子部の実エッジを検出する。また、ダミー
素子を形成することが困難な場合には、端面保護膜の上
に、測定に用いる照明光の可干渉距離以上の膜厚の透明
膜を形成し、その上から光学的に検出する。
In the present invention, in order to achieve the above object, for example, after forming a dummy element in the same step as a GMR element formed on a wafer, only the end face protective film of the dummy element section is peeled off, The actual edge of the dummy element portion is detected by the optical measuring means described later. Further, when it is difficult to form a dummy element, a transparent film having a film thickness equal to or larger than the coherence length of the illumination light used for measurement is formed on the end face protective film and optically detected from above. .

【0019】また、上記の測定を実現するために、本発
明では、ウェハ上の所定のパターンを照明し、該パター
ンからの反射光を結像して画像を形成して、該画像を光
電変換して画像信号に変換し、該画像信号から上記パタ
ーンの特徴量を求める。さらに、上記特徴量を検出した
位置に従って配置し、ウェハ全体および任意の領域での
特徴量分布を求める。そして、上記特徴量分布により、
当該プロセスの状態を精度よくモニタリングする。
Further, in order to realize the above measurement, in the present invention, a predetermined pattern on the wafer is illuminated, reflected light from the pattern is imaged to form an image, and the image is photoelectrically converted. Then, it is converted into an image signal, and the feature amount of the pattern is obtained from the image signal. Further, the feature amounts are arranged according to the detected positions, and the feature amount distribution in the entire wafer and in an arbitrary region is obtained. Then, by the above feature amount distribution,
Accurately monitor the status of the process.

【0020】また、本発明においては、上記した測定に
用いる光は、例えば、波長248nm、または波長26
6nm、または波長213nmとする。また、本発明に
おいては、パターンの上記特徴量は、GMR素子寸法、
ダミー素子寸法、素子配列誤差、複数パターン間のずれ
量を含むものとする。
Further, in the present invention, the light used for the above-mentioned measurement has, for example, a wavelength of 248 nm or a wavelength of 26.
6 nm or a wavelength of 213 nm. Further, in the present invention, the feature amount of the pattern is the GMR element size,
It includes the dummy element size, element array error, and the amount of shift between a plurality of patterns.

【0021】また、上記の測定を行うための光学計測手
段は、光源と、該光源からの波長300nm台以下、好
ましくは波長200nm台の光で、ウェハ上に形成され
た、所定のパターンを照明する照明手段と、該パターン
からの反射光を結像する結像手段と、得られた画像を画
像信号に光電変換する撮像手段と、上記画像信号から上
記パターンの形状の特徴量を求める特徴量検出手段と、
上記のパターンを検出した位置を検出する位置検出手段
と、ウェハ全体および任意の領域での特徴量分布を求め
る情報演算手段と、特徴量分布により当該プロセスの状
態を判定する判定手段とを、具備したものとされる。
The optical measuring means for performing the above-mentioned measurement illuminates a predetermined pattern formed on the wafer with a light source and light from the light source having a wavelength of 300 nm or less, preferably 200 nm. Illumination means, imaging means for forming reflected light from the pattern, imaging means for photoelectrically converting the obtained image into an image signal, and feature quantity for obtaining the feature quantity of the shape of the pattern from the image signal. Detection means,
Position detection means for detecting a position where the above pattern is detected, information calculation means for obtaining a characteristic amount distribution over the entire wafer and an arbitrary region, and determination means for determining a state of the process based on the characteristic amount distribution. It is supposed to have been done.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0023】薄膜磁気ヘッドの性能を安定化し、かつ、
歩留まりの高い製造をするためには、薄膜磁気ヘッドの
製造工程において、各製造プロセスの安定化を図ること
が重要である。
Stabilizing the performance of the thin film magnetic head, and
In order to manufacture with high yield, it is important to stabilize each manufacturing process in the manufacturing process of the thin film magnetic head.

【0024】まず、薄膜磁気ヘッドを形成するための、
薄膜プロセスについて説明する。一般に薄膜磁気ヘッド
のパターン形成は、半導体プロセスと同様に、形成する
パターン毎に、成膜、レジスト塗布、露光、現像の後、
スパッタリング、エッチング、イオンミリング等により
その素子を生成する。通常は、同時に複数のヘッドパタ
ーンを同一の露光マスクを用いて生成する。
First, for forming a thin film magnetic head,
The thin film process will be described. Generally, the pattern formation of a thin film magnetic head is similar to the semiconductor process, for each pattern to be formed, after film formation, resist coating, exposure and development,
The element is produced by sputtering, etching, ion milling, or the like. Usually, a plurality of head patterns are simultaneously generated using the same exposure mask.

【0025】図1は、本発明の一実施形態における、露
光単位U内のバー(ローバー)2内の素子の配置モデル
を示している。本実施形態では、GMR素子10と、バ
ー2を加工研磨する際に基準とする加工検知素子22と
の間に、ダミー素子21を配置する。このダミー素子2
1は、基準線からの位置がGMR素子10と同一位置と
なるように、GMR素子10と同一形状のものをGMR
素子10と同一材料を用いて同時に形成されており、設
計上許容される範囲内でGMR素子10(実際のGMR
ヘッドなる素子)のできるだけ近傍に配設するようにさ
れる。上記のバー2は、GMR素子10の(および記録
素子である磁気誘導型の薄膜磁気ヘッド素子の)完成
後、ウェハから切り出され、先にも述べたように、図1
の下方からライン20の位置まで加工研磨される。な
お、加工研磨工程中には、加工検知素子22の抵抗値を
実測しており、これにより、適正研磨量に至ったことが
検知される。
FIG. 1 shows a layout model of elements in a bar (row bar) 2 in an exposure unit U according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the dummy element 21 is arranged between the GMR element 10 and the processing detection element 22 that serves as a reference when processing and polishing the bar 2. This dummy element 2
1 is a GMR element having the same shape as the GMR element 10 so that the position from the reference line is the same position as the GMR element 10.
The GMR element 10 (actual GMR element) is formed simultaneously using the same material as the element 10 within a design allowable range.
The element (head) is arranged as close as possible. The bar 2 is cut out from the wafer after the GMR element 10 (and the magnetic induction type thin film magnetic head element as a recording element) is completed, and as described above, the bar 2 shown in FIG.
Is polished from below to the position of the line 20. During the working / polishing step, the resistance value of the working detection element 22 is actually measured, and it is detected from this that the proper polishing amount is reached.

【0026】上記のダミー素子21は、GMR素子10
と同一の露光マスクなどを用いた同一のプロセスによっ
て形成するため、プロセス起因によるGMR素子10と
の形状誤差は最小限に留められる。既に述べたように、
GMR素子は、磁気特性を確保するために、Ni、F
e、Co、Cuなどの化合物から成るが、このうちCu
は空気中での腐蝕が激しいため、ミリングなどにより、
GMR膜を所望のパターンに形成した後のエッジ端面
に、保護膜(端面保護膜)12を形成する必要がある。
一方、ダミー素子21は、磁気特性を考慮する必要は無
いため、その形状が変化しない限りにおいて、腐蝕を防
ぐための保護膜を形成する必要は無く、そのためダミー
素子21から保護膜12を除去しておけば、光学的に画
像検出手段でダミー素子21を検出する際に、保護膜に
よって光学的に影響を受けることは無いため、正確にダ
ミー素子21のエッジ位置を検出することが可能とな
る。
The dummy element 21 is the GMR element 10
Since it is formed by the same process using the same exposure mask and the like, the shape error with the GMR element 10 due to the process can be minimized. As already mentioned,
The GMR element uses Ni, F in order to secure magnetic characteristics.
e, Co, Cu, etc., of which Cu
Is highly corroded in the air, so by milling etc.
It is necessary to form a protective film (end face protective film) 12 on the edge face after forming the GMR film in a desired pattern.
On the other hand, since it is not necessary to consider the magnetic characteristics of the dummy element 21, it is not necessary to form a protective film for preventing corrosion unless the shape of the dummy element 21 changes, and therefore the protective film 12 is removed from the dummy element 21. In this case, when the dummy element 21 is optically detected by the image detecting means, there is no optical influence by the protective film, so that the edge position of the dummy element 21 can be accurately detected. .

【0027】図2によって、実際のプロセスによりGM
R素子10およびダミー素子21を形成する様子を説明
する。始めに、基板13上に、GMR膜、アルミナ膜を
順次成膜した後、その上にレジストを塗布してこれを露
光、現像、選択除去し、次に、GMR膜、アルミナ膜を
所定形状にパターンニングして、GMR素子10および
アルミナ層11、ダミー素子21およびアルミナ層11
を形成する。次に、保護膜(端面保護膜)12を形成し
て、この後、アルミナ層11の上のレジストを除去す
る。これにより、図2の最上段に示した状態になる。先
にも述べたように、GMR素子10は、例えばイオンミ
リング等により所定の寸法に形成され、その上部は耐腐
蝕性の強いアルミナ層11に覆われているが、GMR素
子10の断面が露出したままであると腐蝕の虞があるの
で、GMR素子10をパターンニングした後の一定時間
内に端面保護膜12が形成される。ここまでの工程は、
それぞれの形状を同一に保つため、GMR素子10、ダ
ミー素子21とも、全く同一の露光マスク、プロセスに
よって形成する。
According to FIG. 2, the GM according to the actual process
The manner of forming the R element 10 and the dummy element 21 will be described. First, a GMR film and an alumina film are sequentially formed on the substrate 13, and then a resist is applied thereon to expose, develop and selectively remove the resist, and then the GMR film and the alumina film are formed into a predetermined shape. By patterning, the GMR element 10 and the alumina layer 11, the dummy element 21 and the alumina layer 11
To form. Next, a protective film (end face protective film) 12 is formed, and thereafter, the resist on the alumina layer 11 is removed. As a result, the state shown at the top of FIG. 2 is obtained. As described above, the GMR element 10 is formed to have a predetermined size by, for example, ion milling, and the upper portion thereof is covered with the alumina layer 11 having strong corrosion resistance, but the cross section of the GMR element 10 is exposed. If left as it is, there is a risk of corrosion, so the end face protective film 12 is formed within a fixed time after the GMR element 10 is patterned. The process up to here is
In order to keep the respective shapes the same, both the GMR element 10 and the dummy element 21 are formed by the same exposure mask and process.

【0028】次に、全面にレジスト30を塗布し、露光
・現像を行う。そして、ダミー素子部分のみレジスト3
0を除去する。さらに、例えば、保護膜12のみを融解
させる溶剤を用いたウエットエッチング等により、ダミ
ー素子部のみの保護膜12を除去する。最後に全レジス
トを除去する。以上により、GMR素子10と同一プロ
セスによる保護膜12の無いダミー素子21が形成され
る。この状態で、ダミー素子21を光学的に検出するこ
とにより、保護膜によって光学的に影響を受けること無
く、正確にエッジ位置を検出することが可能となる。ダ
ミー素子21はGMR素子10と同一プロセスで形成さ
れるため、ダミー素子21とGMR素子10とのプロセ
ス起因による形状誤差は最小限に留められ、ダミー素子
21の計測によってGMR素子の特徴量(形状、配列誤
差等)は、間接的であるが正確に計測(予測)可能とな
る。また、光学的画像検出に波長200nm台のDUV
(遠紫外線)を用いると、GMR素子に変質(性能劣
化)の虞が無いとは言い切れないが、ダミー素子で画像
検出を行えば、実際に製品となるGMR素子に悪影響を
及ぼす虞は一切なくなる。
Next, a resist 30 is applied on the entire surface, and exposure and development are performed. Then, only the dummy element portion is resist 3
Remove 0. Furthermore, the protective film 12 only on the dummy element portion is removed by, for example, wet etching using a solvent that melts only the protective film 12. Finally, all resist is removed. As described above, the dummy element 21 without the protective film 12 is formed by the same process as the GMR element 10. By optically detecting the dummy element 21 in this state, the edge position can be accurately detected without being optically affected by the protective film. Since the dummy element 21 is formed in the same process as the GMR element 10, the shape error due to the process between the dummy element 21 and the GMR element 10 is minimized, and the characteristic amount (shape) of the GMR element is measured by measuring the dummy element 21. , Array error, etc.) can be measured (predicted) accurately though indirectly. Also, for optical image detection, a DUV with a wavelength of 200 nm range
Although it cannot be said that there is no risk of deterioration (performance deterioration) of the GMR element when using (deep ultraviolet rays), there is no possibility that the GMR element that is actually a product will be adversely affected if image detection is performed using a dummy element. Disappear.

【0029】なお、本例では、除去する対象を保護膜と
したが、当然これに限定されることはなく、光学的検出
に影響を及ぼす物質であれば、いすれも同様に考えるこ
とができる。
In this example, the object to be removed is the protective film, but it is not limited to this, and any substance that affects optical detection can be considered in the same manner. .

【0030】図4に、本発明の他の実施形態を示す。前
記したように、GMR素子の正確な光学的形状測定にお
いては、エッジ端面の保護膜の影響を除去する必要があ
る。一般に、光学的に解像度を向上させ、正確にエッジ
検出を行うためには、短波長化が必須である。このた
め、例えば、特開平12−155015号公報では、波
長200nm台のDUV(遠紫外線)光を用いて解像度
の向上を図っている。しかし、図4に示すように保護膜
12が存在する場合、GMR素子上面での反射光50と
保護膜上面での反射光51とが干渉し、正確なエッジ位
置を検出することができない。一般に、干渉が発生する
には反射光の光路差が可干渉距離以下であることが条件
となり、この場合、光路差はGMR素子上部の保護膜1
2の厚さ41となる。ここで、可干渉距離は、照明光学
系の(中心波長)/波長幅で表される。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. As described above, in the accurate optical shape measurement of the GMR element, it is necessary to remove the influence of the protective film on the edge facet. Generally, in order to optically improve the resolution and accurately perform edge detection, it is essential to shorten the wavelength. For this reason, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 12-155015, resolution is improved by using DUV (deep ultraviolet) light with a wavelength of 200 nm. However, when the protective film 12 is present as shown in FIG. 4, the reflected light 50 on the upper surface of the GMR element interferes with the reflected light 51 on the upper surface of the protective film, and the accurate edge position cannot be detected. Generally, in order for interference to occur, the optical path difference of the reflected light must be equal to or shorter than the coherence length. In this case, the optical path difference is the protective film 1 on the GMR element.
2 thickness 41. Here, the coherence length is represented by (center wavelength) 2 / wavelength width of the illumination optical system.

【0031】そこで、本実施形態では、保護膜12と光
学的に同質の膜40を、GMR素子上に所定膜厚で形成
して、GMR素子上面での反射光50と膜40上面での
反射光52との光路差42が、可干渉距離以上となるよ
うしている。このようにすることで、上記の干渉が発生
せず、したがって、GMR素子の正確なエッジ位置を検
出することができる。また、上記干渉条件を成立させな
いためには、他に照明光学系を変更して、等価的に保護
膜より可干渉距離が小さくなるようにすれば良い。本実
施形態は、ダミー素子を形成することが困難な場合に有
効である。
Therefore, in the present embodiment, a film 40 having the same optical quality as the protective film 12 is formed on the GMR element with a predetermined film thickness, and the reflected light 50 on the upper surface of the GMR element and the reflection on the upper surface of the film 40 are reflected. The optical path difference 42 from the light 52 is set to be equal to or longer than the coherence length. By doing so, the above-mentioned interference does not occur, and therefore, the accurate edge position of the GMR element can be detected. Further, in order not to satisfy the above-mentioned interference condition, the illumination optical system may be changed to make the coherence length shorter than that of the protective film equivalently. This embodiment is effective when it is difficult to form a dummy element.

【0032】次に、上述したインプロセスのエッジ検出
を行うための、光学的パターン形状計測手段について説
明する。図6は、本発明の実施形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドプロセスモニタリング装置の構成を示す図である。
Next, the optical pattern shape measuring means for performing the above-mentioned in-process edge detection will be described. FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a thin film magnetic head process monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0033】図6に示した本装置は、測定光学系71
と、自動焦点系72と、画像信号処理・制御系73と、
ステージ系74とからなっている。
The apparatus shown in FIG. 6 has a measuring optical system 71.
An autofocus system 72, an image signal processing / control system 73,
It consists of a stage system 74.

【0034】ステージ系74は、ローバー(バー2)の
長さ、例えば50mmの範囲内での真直度が10nm程
度の高精度Xステージ128x、Yステージ128y、
θステージ129、およびストローク50μmの範囲で
の真直度が10nm程度の高精度Zステージ130から
なり、Zステージ130上の真空チャック(図示せず)
上に、ウェハ1が載置される。ウェハ1の載置後、ロー
バーの方向(紙面と平行)とXステージ128xの走査
方向(紙面と平行)とが平行となるよう、θステージ1
29を回転調整する。
The stage system 74 is a high precision X stage 128x, Y stage 128y, which has a straightness of about 10 nm within the length of the row bar (bar 2), for example, 50 mm.
A vacuum chuck (not shown) on the Z stage 130, which comprises a θ stage 129 and a high-precision Z stage 130 having a straightness of about 10 nm in a stroke range of 50 μm.
The wafer 1 is placed on top. After mounting the wafer 1, the θ stage 1 is arranged so that the direction of the row bar (parallel to the paper surface) and the scanning direction of the X stage 128x (parallel to the paper surface) are parallel.
Rotate 29.

【0035】測定光学系71では、光源(DUV光源)
121から発した波長200nm台(例えば、波長24
8nm、または266nm、または213nm)のDU
V光122で、リレーレンズ123、ビームスプリッタ
124、ダイクロイックミラー125、および対物レン
ズ126により、ウェハ1上の素子部を落射照明する。
なお、ビームスプリッタ124は、照明・検出光分離用
であり、ダイクロイックミラー125は、照明光122
と波長780nmの自動焦点用レーザ光133を分離す
るためのものである。ウェハ1上の素子部からの反射光
は、対物レンズ126、ダイクロイックミラー125、
ビームスプリッタ124、および結像レンズ137によ
り、CCD固体撮像素子138上に結像する。
In the measurement optical system 71, a light source (DUV light source)
Wavelength of 200 nm emitted from 121 (for example, wavelength 24
8nm, or 266nm, or 213nm) DU
The V light 122 illuminates the element portion on the wafer 1 by epi-illumination by the relay lens 123, the beam splitter 124, the dichroic mirror 125, and the objective lens 126.
The beam splitter 124 is for separating illumination / detection light, and the dichroic mirror 125 is for illumination light 122.
And a laser beam 133 for autofocus having a wavelength of 780 nm. The reflected light from the element portion on the wafer 1 is reflected by the objective lens 126, the dichroic mirror 125,
An image is formed on the CCD solid-state imaging device 138 by the beam splitter 124 and the imaging lens 137.

【0036】画像信号処理・制御系73では、CCD固
体撮像素子138からの画像信号をAD変換器139で
ディジタル信号に変換した後、計算機140に入力す
る。計算機140では、予めメモリ143に格納してお
いたウェハ上のGMR素子の設計配列データをもとに、
ステージドライバ131を介して、Xステージ128x
およびYステージ128yを、ステップ・アンド・リピ
ート走査制御する。そして、図3に示すようなローバー
(ウェハ1上のローバー(バー2)の領域)に沿って、
Xステージ128xの移動→停止→ダミー素子画像入力
(図4の測定手法をとる場合は、このダミー素子画像入
力は実際に製品となるGMR素子の画像入力となる)→
移動→停止→抵抗検知素子画像入力→移動→停止→…
…、を繰り返す。1つのローバー内で全ての被測定素子
について画像入力が終了すると、Yステージ128yを
走査し、他のローバー位置に移動し、再びXステージ1
28xを移動しつつ測定を繰り返し行う。
In the image signal processing / control system 73, the image signal from the CCD solid-state image pickup device 138 is converted into a digital signal by the AD converter 139 and then input to the computer 140. In the computer 140, based on the design array data of the GMR elements on the wafer stored in the memory 143 in advance,
X stage 128x via stage driver 131
And Y stage 128y is step-and-repeat scan controlled. Then, along the row bar (the area of the row bar (bar 2) on the wafer 1) as shown in FIG.
Movement of X stage 128x → Stop → Dummy element image input (when the measurement method of FIG. 4 is adopted, this dummy element image input is the image input of the GMR element that is actually the product) →
Move → Stop → Input image of resistance detection element → Move → Stop →…
…,repeat. When the image input is completed for all the elements to be measured in one row bar, the Y stage 128y is scanned, the row stage is moved to another row bar position, and the X stage 1 is moved again.
The measurement is repeated while moving 28x.

【0037】ここで、高解像度・高倍率での画像入力の
際には、高精度な焦点合せが不可欠である。そこで、本
例では、自動焦点系72によりこの焦点合せを行う。半
導体レーザ132から出射された波長780nmの平行
ビーム133を、ダイクロイックミラー125で反射さ
せ、対物レンズ126の瞳の周辺部に入射させ、ウェハ
1上に斜め方向から集光して照射する。反射光は、斜め
方向から対物レンズ126に入射し、ダイクロイックミ
ラー125で反射して、平行ビーム148として2分割
ホトダイオードセンサ134に入射する。2分割ホトダ
イオードセンサ134は2つの受光部134a、134
bからなり、各受光部からの出力信号を差分回路135
に入力し、差分信号を計算機140に送る。ウェハ1上
の被測定素子パターンがCCD固体撮像素子138に対
し合焦点状態にあるとき、この差分信号が0になるよ
う、センサ134の位置を微調整しておく。ステージ高
さあるいは被測定素子パターンの高さが変化すると、ウ
ェハ1からの反射ビーム148の位置が変化するため、
差分回路135からの出力が増減する。この差分出力が
常に0になるように、計算機140からの制御信号に基
づいてZステージ130を微動して、合焦点状態を維持
する。なお、本測定光学系71は両テレセントリック光
学系で構成されており、焦点位置のわずかなずれに対
し、倍率誤差が少ない構成となっている。なお、自動焦
点合わせは、検出画像そのもののパターンのコントラス
トを算出し、これが最大となるようにZステージ130
を微調する方式でもかまわない。
Here, when inputting an image with high resolution and high magnification, highly accurate focusing is indispensable. Therefore, in this example, this focusing is performed by the automatic focusing system 72. The parallel beam 133 having a wavelength of 780 nm emitted from the semiconductor laser 132 is reflected by the dichroic mirror 125, is incident on the peripheral portion of the pupil of the objective lens 126, and is converged and irradiated onto the wafer 1 from an oblique direction. The reflected light enters the objective lens 126 from an oblique direction, is reflected by the dichroic mirror 125, and enters the two-divided photodiode sensor 134 as a parallel beam 148. The two-divided photodiode sensor 134 has two light receiving parts 134a and 134a.
b, and outputs the output signal from each light receiving unit to the difference circuit 135.
And sends the difference signal to the computer 140. When the device pattern to be measured on the wafer 1 is in the focused state with respect to the CCD solid-state image sensor 138, the position of the sensor 134 is finely adjusted so that the difference signal becomes zero. When the stage height or the height of the measured element pattern changes, the position of the reflected beam 148 from the wafer 1 changes,
The output from the difference circuit 135 increases or decreases. The Z stage 130 is finely moved based on the control signal from the computer 140 so that the difference output is always 0, and the focused state is maintained. The measurement optical system 71 is composed of both telecentric optical systems, and has a configuration in which a magnification error is small with respect to a slight shift of the focal position. In the automatic focusing, the contrast of the pattern of the detected image itself is calculated, and the Z stage 130 is set so as to maximize the contrast.
A method of finely adjusting may be used.

【0038】計算機140では、素子画像入力後、隣接
素子へのステージ移動時に、検出画像より被測定パター
ンの各特徴量の計測、演算を行う。この被測定パターン
の特徴量には、被測定素子の位置(エッジ位置)や寸
法、素子配列誤差、複数パターン間のずれ量が含まれ
る。さらに、ダミー素子を測定した場合には、ダミー素
子の特徴量から予測した、GMR素子(実素子)の位置
や寸法、配列誤差などが特徴量に含まれる。
In the computer 140, after the element image is input, when the stage is moved to the adjacent element, each characteristic amount of the measured pattern is measured and calculated from the detected image. The feature amount of the pattern to be measured includes the position (edge position) and dimension of the device to be measured, element array error, and the amount of deviation between a plurality of patterns. Further, when the dummy element is measured, the characteristic amount includes the position and size of the GMR element (actual element), the array error, etc. predicted from the characteristic amount of the dummy element.

【0039】1枚分のウェハの計測が終了した時点で、
計算機140は、被測定パターンの特徴量、あるいは、
ウェハ全体および任意の領域での特徴量分布をモニタ1
41に表示すると共に、ストレージ142に保存する。
When the measurement of one wafer is completed,
The computer 140 uses the feature amount of the measured pattern, or
Monitors the distribution of features on the entire wafer and in any area 1
It is displayed in 41 and is stored in the storage 142.

【0040】このように、本実施形態の薄膜磁気ヘッド
プロセスモニタリング装置は、プロセス状態の監視ツー
ルとして活用され、さらに、特徴量分布状態などによ
り、該当工程の改善を行ることにも、大いに寄与でき
る。また、この薄膜磁気ヘッドプロセスモニタリング装
置を含んで工程管理システムを構築し、計測・演算した
データを蓄積することで、きめ細やかな工程管理を行う
ことも可能となる。
As described above, the thin film magnetic head process monitoring apparatus of the present embodiment is utilized as a process state monitoring tool, and further contributes greatly to the improvement of the corresponding process depending on the feature amount distribution state. it can. Further, by constructing a process control system including this thin film magnetic head process monitoring device and accumulating measured and calculated data, it becomes possible to perform fine process control.

【0041】なおまた、本実施形態の薄膜磁気ヘッドプ
ロセスモニタリング装置によって測定した、GMR素子
(実素子)と同等のダミー素子、またはGMR素子(実
素子)のエッジ位置や前記した加工前hMRのインプロ
セスでの正確な測定によって、前記したローバーの研磨
加工量を適正値に補正できるようになることは、言うま
でもない。
Further, the dummy element equivalent to the GMR element (actual element) or the edge position of the GMR element (actual element) measured by the thin-film magnetic head process monitoring apparatus of the present embodiment or the above-described unprocessed hMR index. It goes without saying that the amount of polishing processing of the row bar can be corrected to an appropriate value by accurate measurement in the process.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、GMRヘ
ッド形成プロセスにおける製造ラインにおいて、インプ
ロセスで、GMR素子用の端面保護膜の影響を受けるこ
と無く、正確にGMR素子の形状を予測(または測定)
することが可能となる。このため、ウェハ上でGMR素
子の状態をインプロセスでモニタリングすることが可能
になるという効果が得られる。また、これにより、素子
形成工程のプロセスの不具合を早期に発見し、プロセス
パラメータを改善することにより不良製品の流れ込み発
生を低減し、歩留りを向上させることが可能となるとい
う効果が得られる。
As described above, according to the present invention, in the manufacturing line of the GMR head forming process, the shape of the GMR element can be accurately predicted in-process without being affected by the end face protective film for the GMR element. (Or measurement)
It becomes possible to do. Therefore, it is possible to monitor the state of the GMR element on the wafer in-process. In addition, as a result, it is possible to detect defects in the process of the element forming process at an early stage and improve process parameters to reduce the occurrence of inflow of defective products and improve the yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態によるインプロセスの測定
を実現するための、露光単位U内の1つバー(ローバ
ー)内の素子の配置モデルを示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an arrangement model of elements in one bar (row bar) in an exposure unit U for realizing in-process measurement according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態によるインプロセスの測定
を実現するための、薄膜製造プロセスを示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a thin film manufacturing process for realizing in-process measurement according to an embodiment of the present invention.

【図3】GMR素子を形成したウェハ面上の一般的な露
光単位と、ウェハから切り出されたバー(ローバー)と
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a general exposure unit on a wafer surface on which a GMR element is formed and a bar (row bar) cut out from the wafer.

【図4】本発明の他の実施形態によるインプロセスの測
定を実現するための、GMR素子およびその近傍の断面
の模式図である。
FIG. 4 is a schematic view of a cross section of a GMR element and its vicinity for realizing in-process measurement according to another embodiment of the present invention.

【図5】一般的なGMR素子およびその近傍の断面の模
式図である。
FIG. 5 is a schematic view of a cross section of a general GMR element and its vicinity.

【図6】本発明によるインプロセスの測定を実現するた
めの、薄膜磁気ヘッドプロセスモニタリング装置の構成
を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a thin-film magnetic head process monitoring device for realizing in-process measurement according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウェハ 2 バー(ローバー) 10 GMR素子 11 アルミナ層 12 保護膜(端面保護膜) 13 基板 21 ダミー素子 22 加工検知素子 30 レジスト 40 透明アルミナ層 71 測定光学系 72 自動焦点系 73 画像信号処理・制御系 74 ステージ系 121 光源 123 リレーレンズ 124 ビームスプリッタ 125 ダイクロイックミラー 126 対物レンズ 128x 高精度Xステージ 128y Yステージ 129 θステージ 130 高精度Zステージ 132 半導体レーザ 134 2分割ホトダイオードセンサ 135 差分回路 137 結像レンズ 138 CCD固体撮像素子 140 計算機 141 ディスプレイ 142 ストレージ 143 メモリ 1 wafer 2 bars (rover) 10 GMR element 11 Alumina layer 12 Protective film (end face protective film) 13 board 21 Dummy element 22 Processing detection element 30 resist 40 transparent alumina layer 71 Measurement optical system 72 Autofocus system 73 Image signal processing and control system 74 Stage system 121 light source 123 relay lens 124 beam splitter 125 dichroic mirror 126 Objective lens 128x high precision X stage 128y Y stage 129 θ stage 130 High precision Z stage 132 Semiconductor laser 134 Two-division photodiode sensor 135 Difference circuit 137 Imaging lens 138 CCD solid-state image sensor 140 calculator 141 display 142 storage 143 memory

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 実 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Fターム(参考) 5D033 DA07 DA13 DA31 5D034 BA02 DA01 DA07    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Minoru Yoshida             292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory F-term (reference) 5D033 DA07 DA13 DA31                 5D034 BA02 DA01 DA07

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウェハ上に形成された薄膜磁気ヘッド素
子と同等形状をもつダミーパターンを、前記薄膜磁気ヘ
ッド素子と同工程で形成し、さらに、前記ダミーパター
ンの形状を光学的検出手段で測定可能とする工程を付加
して、前記ダミーパターンを前記光学的検出手段で測定
することによって、前記薄膜磁気ヘッド素子の幾何学的
情報を間接的に得ることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの
製造方法。
1. A dummy pattern having the same shape as a thin film magnetic head element formed on a wafer is formed in the same step as the thin film magnetic head element, and the shape of the dummy pattern is measured by an optical detecting means. A method of manufacturing a thin film magnetic head, characterized in that geometric information of the thin film magnetic head element is indirectly obtained by measuring the dummy pattern by the optical detecting means by adding a enabling step. .
【請求項2】 請求項1記載において、 薄膜磁気ヘッド素子の前記幾何学的情報は、素子寸法、
あるいは、素子配列誤差を含むことを特徴とする薄膜磁
気ヘッドの製造方法。
2. The geometrical information of the thin-film magnetic head element according to claim 1, wherein the geometrical information is an element size,
Alternatively, a method of manufacturing a thin-film magnetic head including an element array error.
【請求項3】 請求項1記載において、 前記光学的検出手段による前記ダミーパターンの測定に
おいては、波長200nm台のDUV(遠紫外線)光に
よる光学系を用いることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの
製造方法。
3. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein an optical system using DUV (far-ultraviolet) light having a wavelength of 200 nm is used in the measurement of the dummy pattern by the optical detecting means. Method.
【請求項4】 請求項1記載において、 前記光学的検出手段による前記ダミーパターンの測定に
よって、前記薄膜磁気ヘッド素子のパターンの配列誤差
を予測することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方
法。
4. The method of manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the pattern detection error of the thin-film magnetic head element is predicted by measuring the dummy pattern by the optical detecting means.
【請求項5】 請求項1記載において、 前記光学的検出手段で測定可能な前記ダミーパターン
は、素子端面保護膜に覆われていないパターンであるこ
と特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
5. The method of manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the dummy pattern that can be measured by the optical detecting means is a pattern that is not covered with a device end face protective film.
【請求項6】 請求項1記載において、 前記薄膜磁気ヘッド素子用のホトマスクを使用して、前
記ダミーパターンを同時に作成することを特徴とする薄
膜磁気ヘッドの製造方法。
6. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the dummy pattern is simultaneously formed by using a photomask for the thin film magnetic head element.
【請求項7】 請求項1記載において、 前記薄膜磁気ヘッド素子は、磁気抵抗効果素子であるこ
と特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
7. The method for manufacturing a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the thin film magnetic head element is a magnetoresistive effect element.
【請求項8】 請求項1記載において、 前記光学的検出手段による測定データを用いて、後工程
の研磨加工量を補正することを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法。
8. The method of manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the amount of polishing processing in a subsequent step is corrected by using the measurement data obtained by the optical detecting means.
【請求項9】 請求項1記載において、 前記ダミーパターンは、前記薄膜磁気ヘッド素子の近傍
に配置されることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方
法。
9. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the dummy pattern is arranged near the thin film magnetic head element.
【請求項10】 請求項1記載において、 前記ダミーパターンの配置は、少なくとも、1露光領域
毎に行うことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
10. The method of manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the dummy pattern is arranged at least for each exposure region.
【請求項11】 ウェハ上に形成された薄膜磁気ヘッド
素子の端面が端面保護膜で覆われ、この薄膜磁気ヘッド
素子のパターンエッジを光学的検出手段で検出するに際
して、前記パターンエッジ部およびその近傍を覆う膜の
膜厚を、光学的検出手段の可干渉距離以上とすることを
特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
11. An end face of a thin film magnetic head element formed on a wafer is covered with an end face protection film, and when the pattern edge of this thin film magnetic head element is detected by an optical detecting means, the pattern edge portion and its vicinity are detected. A method of manufacturing a thin-film magnetic head, characterized in that the film thickness of the film covering is equal to or greater than the coherence length of the optical detection means.
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