JP2008052818A - ヘッド素子の検査方法及びヘッドの評価が可能な磁気記録再生装置 - Google Patents

ヘッド素子の検査方法及びヘッドの評価が可能な磁気記録再生装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ヘッド素子の高温及び大きな応力下での特性に基づいて、ヘッド素子の状態を適切に評価することができるヘッド素子の検査方法を提供する。
【解決手段】ヘッド素子とこのヘッド素子に熱及び応力を加えることができる発熱部とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、又は複数のヘッド素子及び複数の発熱部が並んだ加工バー若しくは基板ウエハにおいて、この発熱部を発熱させてヘッド素子に熱及び応力を加えた際のこのヘッド素子の特性を測定することによって、ヘッド素子の評価を行うことを特徴とするヘッド素子の検査方法が提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッドのヘッド素子の検査方法、並びにこの検査方法を用いた薄膜磁気ヘッド及びヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）の製造方法に関する。さらに、薄膜磁気ヘッドの評価を行うことができる磁気記録再生装置に関する。
磁気ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録再生装置が備えている薄膜磁気ヘッドにおいては、現在その多くが、磁気記録媒体との相対速度に依存しない出力を有する高感度の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子を用いて、磁気ディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体からデータ信号の読み出しを行っている。
このＭＲ効果素子においては、従来、その出力にバルクハウゼンノイズを発生させる不良品が生成されてしまう問題がある。このバルクハウゼンノイズは主に、ＭＲ効果素子を構成する磁性膜において磁壁が膜内の欠陥等に引っかかりながら移動するために発生するものであるが、特に、ＭＲ効果素子が受ける応力に大きく影響される。実際、外部からの又は内部の応力が所定量以上に存在すると、逆磁歪効果によりＭＲ効果素子内の磁化が分散し磁区構造が不安定化することによって、バルクハウゼンノイズが非常に発生し易くなる。このような応力の発生原因として、素子構造自体が有する歪みに加えて、素子の温度上昇に伴う熱膨張に起因する歪みの増大が挙げられる。
特に、最近の、非常に高感度で信号磁界を感受する面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plain））巨大磁気抵抗（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））効果素子、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain））ＧＭＲ効果素子、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））効果素子においては、温度及び応力の影響が以前にも増して顕著となっている。
さらに、最近の磁気ディスク装置においては、非常に微小な値に設定された薄膜磁気ヘッドの浮上量を安定的に制御するために、薄膜磁気ヘッド内に発熱体を設け、この発熱体からの熱によってヘッド素子端を磁気ディスク方向に突出させて浮上量を調整する技術が採用されつつある（例えば、特許文献１を参照）。これにより、サーマルアスペリティやクラッシュを回避して良好な書き込み及び読み出し特性を維持する。このような発熱体を設けた場合、発熱体からの熱がＭＲ効果素子、さらにはその周囲をより一層加熱し、温度及び応力の影響がさらに大きな問題となり得る。
ここで、ＭＲ効果素子におけるバルクハウゼンノイズ対策として、例えば、特許文献２には、ＭＲ効果素子に流すセンス電流の種々の値に対するノイズを測定することによって、ＭＲ効果素子の良否を判断する方法が開示されている。また、特許文献３には、ＭＲ効果型ヘッドへのセンス電流を徐々に増加させて、急激な温度変化による応力などによりノイズの発生しやすい磁区構造の形成を防止する技術が開示されている。
米国特許第５９９１１１３号明細書 特開２００２−１３３６２１号公報 特開平６−８４１１６号公報
しかしながら、以上に述べたような従来技術によっても、事前にノイズの問題を有するヘッドを判別することが非常に困難であった。
実際、薄膜磁気ヘッドの製造上、ノイズの原因となる応力を未然に抑制することは非常に困難である。従って、ＭＲ効果素子の出力中のノイズに関して、薄膜磁気ヘッドの判別作業を行うことは避けられない。ここで、特許文献２及び３に開示された技術のように、センス電流を用いてＭＲ効果素子自身を発熱させて熱応力を誘起することによってヘッドを検査し、良否の判別を行ったとしても、実際の高温環境下にヘッドが置かれると、なおバルクハウゼンノイズが発生する場合が生じていた。
また、ヘッドの判別のためにセンス電流値を増大させると、ＭＲ効果素子内に不可逆的な変化が発生してしまい、破壊検査となってしまう可能性もある。特に、絶縁性の極薄膜であるトンネルバリア層を備えたＴＭＲ効果素子の場合、大きな問題となる。
従って、本発明の目的は、ヘッド素子の高温及び大きな応力下での特性に基づいて、ヘッド素子を適切に評価することができるヘッド素子の検査方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、この評価方法を用いた薄膜磁気ヘッド及びＨＧＡの製造方法を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、ヘッド素子の高温及び大きな応力下での特性に基づいて、薄膜磁気ヘッドの状態を適切に評価することができる磁気記録再生装置を提供することにある。
本発明について説明する前に、明細書において用いられる用語の定義を行う。基板の素子形成面に形成された素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。例えば、「絶縁層上に下部磁極層がある」とは、下部磁極層が、絶縁層よりも積層される方向側にあることを意味する。
本発明によれば、ヘッド素子とこのヘッド素子に熱及び応力を加えることができる発熱部とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、又は複数のヘッド素子及び複数の発熱部が並んだ加工バー若しくは基板ウエハにおいて、この発熱部を発熱させてヘッド素子に熱及び応力を加えた際のこのヘッド素子の特性を測定することによって、ヘッド素子の評価を行うことを特徴とするヘッド素子の検査方法が提供される。
この検査方法においては、薄膜磁気ヘッド内の発熱部を用いて、ヘッド素子の高温及び大きな応力下での特性、例えば、出力におけるエラーレート又はノイズのレベルに基づいて、ヘッド素子を適切に評価可能となる。これにより、ヘッド素子又は薄膜磁気ヘッドの良否が適切に判別可能となる。
また、この検査方法においては、薄膜磁気ヘッド内の発熱部を用いているので、発熱部への供給電力量を調整することによって、重要な検査条件の１つであるヘッド素子の温度を、任意に設定し、かつ適切に制御することが可能となる。
また、この本発明による検査方法において、ヘッド素子が、磁気記録媒体からデータ信号の読み出しを行うＭＲ効果素子であり、発熱部を発熱させてＭＲ効果素子に熱及び応力を加えた際のこのＭＲ効果素子の出力におけるエラーレート又はノイズのレベルを測定することによって、ＭＲ効果素子の評価を行うことが好ましい。その際、ＭＲ効果素子の出力において、所定の閾値を超える電圧を有するノイズが、所定の閾値を超えるカウント数だけ測定された場合に、このＭＲ効果素子が不良品であると評価することも好ましい。
さらに、具体的には、後述するＭＲ効果素子の出力のノイズカウントプロファイル（noise count profile（ＮＣＰ））において、規格化閾値電圧ｎｖＴＨの絶対値が１０％を超える場合において規格化ノイズカウント数ｎＣＮが３０％を超える値となるときがある場合に、このＭＲ効果素子が不良品であると評価することが好ましい。このように、ノイズのレベルの評価に、ＮＣＰのグラフにおける所定の領域を用いているので、良否の判定基準を任意かつ容易に設定及び調整することができ、さらに、複数の領域を用いることによって、段階的な良否の判別も容易に可能となる。
また、この本発明による検査方法において、薄膜磁気ヘッドを、磁気記録媒体の信号磁界から離隔させて、単独の状態で又はヘッドジンバルアセンブリに組み込んだ状態で評価を行うことも好ましい。さらに、薄膜磁気ヘッドに外部磁界を印加した状態で評価を行ってもよい。
また、この本発明による検査方法において、発熱部が、熱膨張によりヘッド素子の浮上面側の端部を突出させることによって薄膜磁気ヘッドの浮上量を調整する浮上量調整素子でもあることも好ましい。この場合、検査用の発熱部を新たに設けることなく、浮上量調整素子としての発熱部を用いて以上に述べた検査方法を実施することができる。
本発明によれば、さらに、基板ウエハの素子形成面に複数のヘッド素子及び複数の発熱部を形成し、複数のヘッド素子及び複数の発熱部が形成された基板ウエハから複数のヘッド素子及び複数の発熱部が列状に並んだ加工バーを切り出し、以上に述べた検査方法を用いて、この加工バーに並んで形成された個々のヘッド素子の検査を行い、この検査の結果、良品であると評価されたヘッド素子を選んだ上で、この加工バーを切断してスライダに分離し、良品のヘッド素子を備えている薄膜磁気ヘッドを得る薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
本発明によれば、さらにまた、以上に述べた検査方法を用いて薄膜磁気ヘッドが備えているヘッド素子の検査を行い、この検査の結果、良品であると評価されたヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドのみをサスペンションに装着するＨＧＡの製造方法が提供される。
この本発明による製造方法においては、ヘッド素子の高温及び大きな応力の下での特性が評価可能となっているので、ヘッド素子又は薄膜磁気ヘッドの良否が適切に判定可能となり、薄膜磁気ヘッド又はＨＧＡの製造歩留まりが向上する。
本発明によれば、さらにまた、
少なくとも１つの磁気記録媒体と、
この少なくとも１つの磁気記録媒体からデータ信号の読み出しを行うＭＲ効果素子と、このＭＲ効果素子に熱及び応力を加えることができる発熱部とを備えた薄膜磁気ヘッドが自身の先端部に装着された少なくとも１つのＨＧＡと、
発熱部に電力を供給して、ＭＲ効果素子に加えられる熱量及び応力の強さを制御することができる発熱部制御手段と、
ＭＲ効果素子の出力におけるエラーレート又はノイズを測定するためのエラー・ノイズ測定手段と、
発熱部によって所定の熱及び応力を加えられた際のＭＲ効果素子の出力におけるエラーレート又はノイズを測定するために、発熱部制御手段及びエラー・ノイズ測定手段を連動させて制御するための制御手段と
を備えている磁気記録再生装置が提供される。
この本発明による磁気記録再生装置においては、従来非常に困難であった、高温及び大きな応力下にあるＭＲ効果素子を有する薄膜磁気ヘッドの検査を適宜行うことが可能となる。その結果、磁気記録再生装置の異常を事前に予測することが可能となる。
また、この本発明による磁気記録再生装置において、エラー・ノイズ測定手段によって測定されたエラーレート又はノイズのレベルに基づいて薄膜磁気ヘッドの状態を評価するヘッド評価手段をさらに備えていることも好ましい。さらに、ヘッド評価手段が、エラーレート又はノイズのレベルが所定の閾値を超える場合に、薄膜磁気ヘッドの状態が不良であると評価する手段であることも好ましい。
さらに、この本発明による磁気記録再生装置において、ヘッド評価手段によって評価された薄膜磁気ヘッドの状態を通知するヘッド状態通知手段をさらに備えていることも好ましい。
さらにまた、発熱部が、熱膨張によりＭＲ効果素子の浮上面側の端部を突出させることによって薄膜磁気ヘッドの浮上量を調整する浮上量調整素子でもあることも好ましい。
本発明によれば、ヘッド素子の高温及び大きな応力下での特性に基づいて、ヘッド素子を適切に評価することができる。これにより、ヘッド素子又は薄膜磁気ヘッドの良否が適切に判定可能となり、薄膜磁気ヘッド、ＨＧＡ又は磁気記録再生装置の製造歩留まりが向上する。
また、本発明の磁気記録再生装置によれば、薄膜磁気ヘッドを適宜検査することが可能となり、磁気記録再生装置の異常を事前に予測することができる。
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
図１は、本発明によるヘッド素子の検査方法の実施に用いる薄膜磁気ヘッド及び検査装置の一実施形態を示す斜視図である。
図１によれば、薄膜磁気ヘッド２１は、適切な浮上量を得るように加工された浮上面（ＡＢＳ）２１００と、素子形成面２１０１に設けられた磁気ヘッド素子３２と、同じく素子形成面２１０１に設けられた、磁気ヘッド素子３２に熱及び応力を加えるための発熱部３５と、磁気ヘッド素子３２及び発熱部３５を覆うように素子形成面２１０１上に設けられた被覆層３９と、被覆層３９の層面から露出しているそれぞれ２つの信号端子電極３６及び３７、並びに２つの駆動端子電極３８とを備えている。ここで、磁気ヘッド素子３２は、データ信号の読み出し用の読み出しヘッド素子であるＭＲ効果素子３３と、データ信号の書き込み用の書き込みヘッド素子である電磁コイル素子３４とから構成されており、信号端子電極３６及び３７は、これらＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４にそれぞれ接続されている。また、駆動端子電極３８は、発熱部３５に接続されている。
ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４においては、各素子の一端がスライダ端面２１１に達している。ここでスライダ端面２１１は、薄膜磁気ヘッド２１の磁気ディスクに対向する媒体対向面のうちＡＢＳ２１００以外の面であって主に被覆層３９の端面からなる面である。これらの素子の一端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受によるデータ信号の読み出しと信号磁界の印加によるデータ信号の書き込みとが行われる。
発熱部３５は、同図においてＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との間に設けられているが、本発明によるヘッド素子の検査方法の実施に用いられる素子であり、通電されることによって発熱する。ＭＲ効果素子３３においては、本来有する内部の歪みに加えて、この発熱部３５からの熱による自身の熱膨張、さらには自らを取り囲む材料の熱膨張によって、大きな内部応力が発生する。この状況において、ＭＲ効果素子３３の出力に発生するバルクハウゼンノイズ等のノイズのレベルを測定し、高温環境下でノイズの原因となる相当の歪みを潜在的に有する薄膜磁気ヘッドを識別する。
ここで、発熱部３５は、薄膜磁気ヘッド２１の磁気ディスク１０に対する浮上量を調整するための浮上量調整素子を兼ねていてもよい。この場合、発熱部３５が通電によって加熱すると、磁気ヘッド素子３２は、この発熱部３５からの熱によって自身が熱膨張することにより、又は自らを取り囲む材料の熱膨張によって押し出されることにより、スライダ端面２１１を隆起させる形で磁気ディスク表面方向に突出する。この突出動作を発熱部３５への通電量により制御することによって、浮上量が調整可能となる。
また、発熱部３５に接続されている２つの駆動端子電極３８は、４つの信号端子電極３６及び３７の群の両側にそれぞれ配置されている。これは、特開２００４−２３４７９２号公報に記載されているように、ＭＲ効果素子３３の配線と電磁コイル素子３４の配線との間におけるクロストークを防止することができる配置である。ただし、所定のクロストークが許容される場合には、２つの駆動端子電極３８がそれぞれ４つの信号端子電極３６及び３７の何れかの間に配置されてもよい。なお、これらの端子電極の数は、図１の形態に限定されるものではない。図１において端子電極は合計６つであるが、例えば、駆動端子電極を１つにして電極を５つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でもよい。
同じく図１において、ヘッド素子検査装置５０は、発熱部３５に電力を供給し、発熱部３５によってＭＲ効果素子３３に加えられる熱及び応力を制御するための発熱制御回路５０１と、ＭＲ効果素子３３の感磁部であるＭＲ積層体に所定の大きさのセンス電流を印加するための定電流回路５０２と、ＭＲ効果素子３３の出力を増幅するための増幅器５０３と、この増幅されたアナログ出力をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路５０４と、Ａ／Ｄ変換回路５０４からのデジタル信号を取り込んで、ＭＲ効果素子３３の出力におけるノイズのレベルを測定して薄膜磁気ヘッドの良否を判別するとともに、発熱制御回路５０１、定電流回路５０２の動作を制御するデジタルコンピュータ５００とを備えている。
また、一対のプローブ５０５は、発熱制御回路５０１に電気的に接続されており、発熱部３５に電力を供給するために、２つの駆動端子電極３８にそれぞれ接触可能となっている。さらに、一対のプローブ５０６は、定電流回路５０２及び増幅器５０３に電気的に接続されており、ＭＲ効果素子３３にセンス電流を印加するとともに、ＭＲ効果素子３３の出力を増幅器５０３に送信するために、２つの信号端子電極３６にそれぞれ接触可能となっている。
なお、ヘッド素子検査装置５０は、発熱部３５の発熱動作を適切に制御するために、発熱部３５からの熱による温度上昇をモニタする温度検出器５０７をさらに備えていてもよい。また、ヘッド素子検査装置５０は、所定の磁界が印加された状態でのノイズのレベルを測定するために、薄膜磁気ヘッド２１に外部磁界を印加する磁界制御回路５０８及びヘルムホルツコイル５０９をさらに備えていてもよい。また、これらの磁界印加手段の代わりに、図示していないが、一定の外部磁界を印加するための永久磁石を備えていてもよい。
図２は、本発明によるヘッド素子の検査方法の一実施形態を示すフローチャートである。以下、同図のフローチャートに沿って検査方法を説明するが、随時、図３〜６を用いて説明の補助を行い、合わせて実施例を示す。
ここで、図３（Ａ）及び（Ｂ）は、薄膜磁気ヘッドを図１の状態においた場合及び回転する磁気ディスク上で浮上させた場合における発熱部への電力供給の違いを説明するための実施例のグラフである。さらに、図４は、ＭＲ効果素子の出力におけるノイズの発生例を示すグラフであり、図５は、ノイズのレベルを評価するためのノイズカウントプロファイル（ＮＣＰ）を説明するためのグラフである。さらにまた、図６は、図４の出力例におけるＮＣＰを示すグラフである。
図２に示す本発明によるヘッド素子の検査方法の実施形態においては、最初に、発熱部の発熱を開始する（ステップＳＩ１）。実際には、例えば図１において、デジタルコンピュータ５００の指示を受けて発熱制御回路５０１が、プローブ５０５及び駆動端子電極３８を介して、発熱部３５に所定の電力を供給する。この際、ＭＲ効果素子３３の素子抵抗値の変化、又は温度検出器５０７の温度検出結果を用いて、ＭＲ効果素子３３の温度上昇をモニタする。
ここで、図３（Ａ）の実施例によれば、薄膜磁気ヘッドを図１の状態、すなわち磁気ディスクの信号磁界から離隔させた状態において、発熱部３５に電力を供給した場合、例えば温度上昇分が５０℃となるのに必要な供給電力量が３０ｍＷであって、温度上昇効率は１.６７℃／ｍＷであった。これに対して、同じ薄膜磁気ヘッドを回転する磁気ディスク上で浮上させた状態（通常の書き込み又は読み出し状態）においては（図３（Ｂ））、例えば温度上昇分が５０℃となるのに必要な供給電力量が１５０ｍＷであって、温度上昇効率は０.３３℃／ｍＷであった。従って、薄膜磁気ヘッドを磁気ディスクの信号磁界から離隔させた状態にすれば、非常に効率良くＭＲ効果素子３３の温度を上昇させることが可能となることが理解される。
実際、薄膜磁気ヘッドにおいて、使用温度範囲の上限である、評価に用いる高温状態は、例えば７０℃であり、薄膜磁気ヘッドを室温（２０℃）において磁気ディスクの信号磁界から離隔させた状態にすれば、３０ｍＷ程度の電力供給によって、この高温状態が実現されることになる。実際、この供給電力は１０〜５０ｍＷ程度で設定されることが好ましい。ただし、当然に、薄膜磁気ヘッドを回転する磁気ディスク上で浮上させた状態においても、以後の検査は実施可能である。
次いで、図２に戻って、発熱部の発熱によって熱及び応力が加えられ、所定の高い温度（例えば７０℃）となったＭＲ効果素子における出力を計測する（ステップＳＩ２）。ここで、この出力計測の開始は、発熱部の発熱（ステップＳＩ１）を開始してから、ＭＲ効果素子が所定の温度に達すると見込まれる時間を経た後とすることが可能であるが、当然、この出力の計測を開始するためには、ＭＲ効果素子が所定の温度に達するのに必要な時間に関わらず、実際にＭＲ効果素子が所定の温度に達していることが必要条件となる。この出力計測においては、例えば図１において、デジタルコンピュータ５００の指示を受けて定電流回路５０２が、プローブ５０６及び信号端子電極３６を介して、ＭＲ効果素子３３に所定のセンス電流を印加し、次いで、増幅器５０３が、信号端子電極３６及びプローブ５０６を介して、ＭＲ効果素子３３における出力を受けてこの出力を増幅し、その後、Ａ／Ｄ変換回路５０４がこのアナログ出力をデジタル信号に変換し、最後にデジタルコンピュータ５００がこのデジタル信号を取り込む。
なお、ＭＲ効果素子３３における出力の測定時に、薄膜磁気ヘッドに対して、所定の外部磁界を印加してもよい。この場合、例えば、デジタルコンピュータ５００の指示を受けて磁界制御回路５０８がヘルムホルツコイル５０９に所定の電流を印加し、所定の磁界を発生させることができる。
ここで、図４（Ａ−１）及び（Ａ−２）の実施例（ＭＲ効果素子はＴＭＲ効果素子）によれば、室温（２０℃）において十分にノイズが抑制されている薄膜磁気ヘッドにおいて、温度を７０℃に上昇させると、非常に多数のノイズが発生する。この場合、ノイズは、出力波形のエンベロープの両方に多数発生しているが、図４（Ａ−２）の実施例のように、一方に偏って発生する場合もある。いずれにしても、室温動作では全く異常が見られなかった薄膜磁気ヘッドにおいて、７０℃の高温になると、問題となるノイズが非常に多く発生する場合があることが理解される。
次いで、図２に戻って、所定の高い温度となったＭＲ効果素子の出力におけるノイズのレベルを測定する（ステップＳＩ３）。実際には、例えば図１において、ＭＲ効果素子のアナログ出力が変換されたデジタル信号を取り込んだデジタルコンピュータ５００において、このデジタル信号を処理してノイズのレベルを求める。本実施形態では、このノイズのレベルを表す指標として、ノイズカウントプロファイル（ＮＣＰ）を用いる。ＮＣＰは、ＭＲ効果素子の出力におけるノイズのレベルを強調して表現していて、具体的には、以下に述べるように横軸を（規格化された）閾値電圧とし縦軸を（規格化された）ノイズカウント数としたグラフ上に表され、ノイズのレベルを評価するのに非常に適した特性表示となっている。
このＮＣＰの測定においては、最初に、ＭＲ効果素子の出力を、広帯域アンプに通してＤＣ成分をキャンセルした上で、所定の帯域幅の信号を取り出す。図５（Ａ）は、この信号を、横軸を時間とし縦軸を電圧としたグラフに表したものである。同図によれば、所定の幅を持ったベースラインから飛び出したノイズが示されている。
この図５（Ａ）に示す信号に対して、ある閾値電圧ｖＴＨを決めて、所定時間ｔＭＥＡＳ（例えば１０ミリ秒）の間に、この閾値電圧ｖＴＨを信号が横切った回数ＣＮをカウントする。さらに、閾値電圧ｖＴＨを変えて各閾値電圧ｖＴＨでの横切った回数ＣＮをカウントする。図５（Ｂ）は、このようにして得られた、閾値電圧ｖＴＨと横切った回数ＣＮとの関係を表すグラフである。同図のプロファイル曲線の幅は、基本的に図５（Ａ）のベースライン幅に対応するものであるが、信号中にノイズが存在すると、プロファイル曲線が裾、又は肩（ショルダー）を持ってしまうことになる。
ここで、図５（Ｂ）においては、０Ｖ近傍の回数ＣＮが桁違いに大きくて突出してしまい、ノイズの存在が目立たなくなってしまう。そこで、これに対処した縦軸の取り方を行ったグラフを図５（Ｃ）に示す。図５（Ｃ）に示したグラフの縦軸は、規格化ノイズカウント数ｎＣＮ、すなわちｌｏｇ１０（ＣＮ／ＭＡＸ（ＣＮ））×１００（％）となっており、対数を取った上で０Ｖでの値を１００％として規格化している。これによって、ポッピングノイズの頻度及び大きさが明瞭にグラフに表されて、ノイズ特性の評価が容易になる。この図５（Ｃ）に示した特性がＮＣＰとなる。
図６（Ａ）に、図４（Ａ−１）及び（Ａ−２）の出力例におけるＮＣＰの測定例を、図６（Ｂ）に、図４（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）の出力例におけるＮＣＰの測定例を示す。ここで、図６（Ａ）及び（Ｂ）のグラフの横軸は、閾値電圧ｖＴＨをＭＲ効果素子の最大出力電圧値で規格化した規格化閾値電圧ｎｖＴＨ（％）となっている。図６（Ａ）によると、７０℃においてノイズが出力波形のエンベロープの両方に多数発生しているのに対応して、プロファイル曲線は、横軸の両方向にショルダーを持って対称的に幅広となってしまう。また、図６（Ｂ）によると、７０℃においてノイズが出力波形のエンベロープの一方に偏って発生しているのに対応して、プロファイル曲線は、横軸の一方向（同図ではマイナス方向）だけにショルダーを持って全体として非対称となってしまう。このように、ＮＣＰには、問題となるノイズのレベルが的確に反映されることが理解される。
その後、図２に戻って、発熱部の発熱を終了する（ステップＳＩ４）。なお、この発熱部の発熱動作の終了は、ＭＲ効果素子における出力の計測（ステップＳＩ２）後であれば、発熱部の発熱量が書き込み又は読み出し動作に及ぼす影響を考慮した上で、任意の段階で行うことができる。
次いで、ステップＳＩ３において測定されたＭＲ効果素子の出力におけるノイズのレベルに基づいて、ＭＲ効果素子（薄膜磁気ヘッド）の良否を判定する（ステップＳＩ５）。最後に、判定基準を満たすＭＲ効果素子（薄膜磁気ヘッド）を良品と評価し（ステップＳＩ６）、判定基準を満たさないＭＲ効果素子（薄膜磁気ヘッド）を不良品と評価する（ステップＳＩ７）。
なお、ステップＳＩ５の判定も、実際には、例えば図１のデジタルコンピュータ５００において、求められたノイズのレベルを処理して判断される。具体的には、例えば、ＮＣＰのグラフにおいて不良品領域を設けて、プロファイル曲線が、この不良品領域を横切った場合（ノイズのレベルがこの領域にかかるまでに高い場合）に、そのＭＲ効果素子（薄膜磁気ヘッド）を不良品と評価することができる。
図７は、ＮＣＰに基づいて薄膜磁気ヘッドの評価を行った本発明の実施例を示すグラフである。
図７によれば、規格化閾値電圧ｎｖＴＨが−１０％未満であるか又は１０％よりも大きい場合（すなわち、ｎｖＴＨの絶対値が１０％よりも大きい場合）に、規格化ノイズカウント数ｎＣＮが３０％を超える値となる領域を不良品領域（同図中の斜線領域）としている。すなわち、｜ｎｖＴＨ｜＞１０％においてｎＣＮ≦３０％である場合にそのＭＲ効果素子（薄膜磁気ヘッド）を良品とし、｜ｎｖＴＨ｜＞１０％においてｎＣＮが３０％を超える値となるときがある場合に、そのＭＲ効果素子（薄膜磁気ヘッド）を不良品とする。
図７において、薄膜磁気ヘッドサンプルからなるグループ１（サンプル数Ｎ＝１００）のプロファイル曲線はすべて、上述した不良品領域を横切ることはない。従って、グループ１の薄膜磁気ヘッドはすべて良品と評価される。一方、図４及び図６に実施例として示されている上述した２つの薄膜磁気ヘッドからなるグループ２のプロファイル曲線はいずれも、上述した不良品領域を横切っている。従って、グループ２の両薄膜磁気ヘッドは不良品と評価される。
なお、実際の製造現場において、上述した良否の判定基準（｜ｎｖＴＨ｜＞１０％においてｎＣＮ≦３０％であるかどうか）は非常に有効である。すなわち、通常の良好な薄膜磁気ヘッドのプロファイル曲線は、図７に示したグループ１のように幅の狭いピーク状となっており、いずれも上述した不良品領域の間の領域内にほぼ確実に収まっている。これに対して、問題となるノイズレベルを有する薄膜磁気ヘッドのプロファイル曲線においては、そのショルダーが上述した不良品領域にほぼ確実にかかってしまうことが。不良品の解析結果から明らかとなっている
以上、本発明による検査方法においては、ＭＲ効果素子の高温及び大きな応力下での読み出し出力特性、特にノイズのレベルに基づいて、ＭＲ効果素子を適切に評価可能であることが理解される。これにより、ＭＲ効果素子又は薄膜磁気ヘッドの良否が適切に判定可能となり、薄膜磁気ヘッド、ＨＧＡ又は磁気記録再生装置の製造歩留まりが向上する。
また、本発明による検査方法においては、薄膜磁気ヘッド内の発熱部を用いているので、発熱部への供給電力量を調整することによって、重要な検査条件の１つであるＭＲ効果素子の温度を、任意に設定し、かつ適切に制御することが可能となる。
さらに、ノイズのレベルの評価に、ＮＣＰのグラフにおける不良品領域を用いているので、良否の判定基準を任意かつ容易に設定及び調整することができ、さらに、複数の不良品領域を用いることによって、段階的な良否の判別も容易に可能となる。
図８（Ａ）は、本発明によるヘッド素子の検査方法の実施に用いる薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図１のＡ−Ａ線断面図である。また、図８（Ｂ）はそのＡ−Ａ線断面を含む斜視図である。
図８（Ａ）において、２１０はアルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ２１００を有している。このスライダ基板２１０のＡＢＳ２１００を底面とした際の一つの側面である素子形成面２１０１に、ＭＲ効果素子３３と、電磁コイル素子３４と、発熱部３５と、これらの素子を保護する被覆層３９とが主に形成されている。
ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを含む。下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された厚さ０.５〜３μｍ程度のＮｉＦｅ（パーマロイ等）、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等で構成することができる。
ＭＲ積層体３３２は、ＣＩＰ−ＧＭＲ多層膜、ＣＰＰ−ＧＭＲ多層膜、又はＴＭＲ多層膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。上下部シールド層３３４及び３３０は、ＭＲ積層体３３２が雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。
このＭＲ積層体３３２がＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜を含む場合、上下部シールド層３３４及び３３０の各々とＭＲ積層体３３２との間に絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、ＭＲ積層体３３２にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのＭＲリード導体層が形成される。一方、ＭＲ積層体３３２がＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜を含む場合、上下部シールド層３３４及び３３０はそれぞれ上下部の電極層としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とＭＲリード導体層とは不要であって省略される。なお、図示されていないが、ＭＲ積層体３３２のヘッド端面３００とは反対側のシールド層間には絶縁層が形成され、さらに、ＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両側には、絶縁層か、又は磁区の安定化用の縦バイアス磁界を印加するための、バイアス絶縁層及び強磁性材料からなるハードバイアス層が形成される。
ＭＲ積層体３３２は、例えば、ＴＭＲ効果多層膜を含む場合、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎ又はＲｕＲｈＭｎ等からなる厚さ５〜１５ｎｍ程度の反強磁性層と、例えば強磁性材料であるＣｏＦｅ等又はＲｕ等の非磁性金属層を挟んだ２層のＣｏＦｅ等から構成されており、反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、例えばＡｌ、ＡｌＣｕ又はＭｇ等からなる厚さ０.５〜１ｎｍ程度の金属膜が真空装置内に導入された酸素によって又は自然酸化によって酸化された非磁性誘電材料からなるトンネルバリア層と、例えば強磁性材料である厚さ１ｎｍ程度のＣｏＦｅ等と厚さ３〜４ｎｍ程度のＮｉＦｅ等との２層膜から構成されておりトンネルバリア層を介して磁化固定層との間でトンネル交換結合をなす磁化自由層とが、順次積層された構造を有している。
電磁コイル素子３４は、長手磁気記録用であり、下部磁極層３４０、書き込みギャップ層３４１、書き込みコイル層３４３、書き込みコイル絶縁層３４４及び上部磁極層３４５を備えている。書き込みコイル層３４３は、下部書き込みコイル層３４３０及び上部書き込みコイル層３４３１の２層構造となっており、１ターンの間に少なくとも下部磁極層３４０及び上部磁極層３４５の間を通過するように形成されている。下部磁極層３４０及び上部磁極層３４５は、書き込みコイル層３４３への通電によって発生した磁束の導磁路となっている。
ここで、下部磁極層３４０は、下部ヨーク層３４００と、下部ヨーク層３４００のＡＢＳ２１００側（スライダ端面２１１側）の端部上であってスライダ端面２１１に達する位置に形成されており、上面が書き込みギャップ層３４１と接面している下部磁極部３４０１とを備えている。下部ヨーク層３４００は、例えば、スパッタリング法、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された厚さ０.５〜３.５μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等で構成されており、下部磁極部３４０１は、例えば、スパッタリング法等を用いて形成された厚さ０.２〜０.６μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等で構成されている。ここで、下部磁極部３４０１においては、飽和磁束密度が下部ヨーク層３４００よりも大きく設定されており、例えば少なくとも２.０テスラ（Ｔ）以上となっている。
また、上部磁極層３４５は、下面が書き込みギャップ層３４１と接面している上部磁極部３４５０と、ＡＢＳ２１００側の端部が上部磁極部３４５０と接面している上部ヨーク層３４５１とを備えている。上部磁極部３４５０は、例えば、スパッタリング法、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された厚さ１〜３μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等で構成されており、上部ヨーク層３４５１は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された厚さ０.５〜３.０μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等で構成されている。ここで、上部磁極部３４５０の飽和磁束密度は、上部ヨーク層３４５１よりも大きく、例えば少なくとも２.０Ｔ以上となっている。
下部磁極部３４０１及び上部磁極部３４５０が、書き込みギャップ層３４１のうちＡＢＳ２１００側（スライダ端面２１１）側の端部を挟持している。この書き込みギャップ層３４１の端部位置からの漏洩磁界によって磁気ディスクに書き込みが行なわれる。なお、スライダ端面２１１に達した下部磁極部３４０１及び上部磁極部３４５０の端には、保護のために極めて薄いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティングが施されている。
書き込みコイル絶縁層３４４は、下部書き込みコイル層３４３０を取り囲む下部書き込みコイル絶縁層３４４０と、上部書き込みコイル層３４３１を取り囲む上部書き込みコイル絶縁層３４４１との２層構造となっている。この書き込みコイル絶縁層３４４は、書き込みコイル層３４３と上下部磁極層３４５及び３４０との間を電気的に絶縁するために設けられている。また、下部書き込みコイル層３４３０及び下部書き込みコイル絶縁層３４４０と、上部書き込みコイル層３４３１及び上部書き込みコイル絶縁層３４４１との間には、両者間の電気的絶縁のための上下部コイル絶縁層３４２が、さらに設けられている。なお、書き込みコイル層３４３は同図において２層構造を有しているが、単層、３層以上又はヘリカルコイルでもよい。
ここで、下部書き込みコイル層３４３０及び上部書き込みコイル層３４３１は、例えば、フレームめっき法等を用いて形成された厚さ０.３〜５μｍ程度のＣｕ等で構成されている。また、下部書き込みコイル絶縁層３４４０及び上部書き込みコイル絶縁層３４４１はそれぞれ樹脂層であり、例えばフォトリソグラフィ法等を用いて形成された厚さ０.５〜７μｍ程度の加熱キュアされたフォトレジスト等でそれぞれ構成されている。さらに、書き込みギャップ層３４１は絶縁層であり、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて形成された厚さ０.０１〜０.１μｍ程度のＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等で構成されている。
発熱部３５は、図８（Ｂ）（及び図８（Ａ））に示すように、ＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との間であってスライダ端面２１１の近傍に設けられている。発熱部３５は、１本のラインを層内で矩形波状に蛇行させた発熱ライン層３５０と、発熱ライン層３５０の両端にそれぞれ接続された２つの引き出しライン層３５１とを有しており、所定の長さの通電路となっている。引き出しライン層３５１の一端は、それぞれ駆動端子電極３８（図１）に接続されており、発熱部３５は、この駆動端子電極３８を介して、後述する制御回路から発熱用の電力供給を受ける。なお、発熱ライン層３５０の形状は、このような矩形波状に限られるものではなく、例えば、１本のライン状、コ字状、又は螺旋状であってもよい。
ここで、発熱ライン層３５０は、例えば、０.１〜５μｍ程度の厚さを有しており、例えば、ＮｉＣｕ、ＮｉＣｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｕ又はNｉＦｅ等を含む材料から形成されることができる。また、引き出しライン層３５１は、発熱ライン層３５０と同じ材料から形成されていてもよい。
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明によるヘッド素子の検査方法の実施に用いる薄膜磁気ヘッドの他の実施形態における要部の構成を示す、図１のＡ−Ａ線断面図である。
図９（Ａ）によれば、電磁コイル素子４４は、垂直磁気記録用であり、バッキングコイル部４４０と、主磁極層４４１と、ギャップ層４４２と、書き込みコイル層４４３と、書き込みコイル絶縁層４４４と、補助磁極層４４５とを備えている。また、この電磁コイル素子４４とデータ信号の読み出し用のＭＲ効果素子４３との間に、磁気的シールドの役目を果たす素子間シールド層４６が設けられている。さらに、電磁コイル素子４４と素子間シールド層４６の間であってスライダ端面２１１の近傍に、浮上量調整素子としての発熱部４５が設けられている。
主磁極層４４１は、書き込みコイル層４４３への通電によって発生した磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの垂直磁気記録層まで収束させながら導くための導磁路であり、主磁極主要層４４１１及び主磁極補助層４４１０から構成されている。ここで、主磁極層４４１のスライダ端面２１１側の端部における層厚方向の長さ（厚さ）は、この主磁極主要層４４１１のみの層厚に相当しており小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界を発生させることができる。
補助磁極層４４５のスライダ端面２１１側の端部は、補助磁極層４４５の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部４４５０となっている。トレーリングシールド部４４５０は、主磁極層４４１のスライダ端面２１１側の端部とギャップ層４４２を介して対向している。このようなトレーリングシールド部４４５０を設けることによって、トレーリングシールド部４４５０の端部と主磁極層４４１の端部との間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートを小さくすることができる。
書き込みコイル層４４３は、１ターンの間に少なくとも主磁極層４４１及び補助磁極層４４５の間を通過するように形成されている。書き込みコイル絶縁層４４４は、書き込みコイル層４４３を取り囲んでおり、書き込みコイル層４４３と主磁極層４４１及び補助磁極層４４５との間を電気的に絶縁するために設けられている。
また、電磁コイル素子４４においては、素子間シールド層４６（発熱部４５）と主磁極層４４１との間に、バッキングコイル部４４０が設けられている。バッキングコイル部４４０は、バッキングコイル層４４００及びバッキングコイル絶縁層４４０１から形成されており、主磁極層４４１及び補助磁極層４４５から発生してＭＲ効果素子４３内の上下部シールド層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去（ＷＡＴＥ）現象の抑制を図っている。
次いで、図９（Ｂ）によれば、例えば、図８（Ａ）及び図９（Ａ）それぞれの実施形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、構成要素の１つである発熱部は、位置Ｐ１〜Ｐ３のいずれの箇所に設置されていてもよい。すなわち、図４（Ａ）及び図５（Ａ）のように、ＭＲ効果素子と電磁コイル素子との間のスライダ端面２１１に近い位置（Ｐ１）であってもよいし、被覆層内であって磁気ヘッド素子のスライダ端面２１１とは反対側（Ｐ２）であってもよいし、被覆層内であって電磁コイル素子の直上のスライダ端面２１１に近い位置（Ｐ３）であってもよい。特に、発熱部が位置Ｐ１に設置されている場合、他の位置と比較して、供給電力に対するＭＲ効果素子の温度上昇の効率が高くなり、より少ない供給電力でヘッド素子の検査を行うことが可能となる。また、発熱部が浮上量調整素子としても機能する場合、磁気ヘッド素子端の突出効率が高くなり、突出レスポンスも良好となる。
以下、本発明による検査方法を用いた薄膜磁気ヘッド及びＨＧＡの製造方法について説明する。
図１０は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。以下、同図のフローチャートに沿って製造方法を説明するが、随時、図１１を用いて説明の補助を行う。
ここで、図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、製造工程の各段階、及び検査段階におけるプローブの接触状態を示す概略図である。
図１０によれば、最初に、スライダ用の基板ウエハの素子形成面に、読み出しヘッド素子としてのＭＲ効果素子を形成する（ステップＳＭ１）。次いで、ＭＲ効果素子の検査のための発熱部を形成する（ステップＳＭ２）。その後、書き込みヘッド素子としての電磁コイル素子を形成する（ステップＳＭ３）。さらにその後、これらのヘッド素子及び発熱部を保護するための被覆層とこれらのヘッド素子及び発熱部に電気的に接続される信号及び駆動端子電極とを形成する（ステップＳＭ４）。以上により、ウエハ薄膜工程が終了する。
ここで、図１１（Ａ）によれば、ウエハ薄膜工程が終了した基板ウエハ７０上には、ＭＲ効果素子を含む磁気ヘッド素子３２と、発熱部３５と、信号端子電極３６及び３７と、駆動端子電極３８とからなる素子パターン７１が、マトリクス状に並んでいる。
次いで、図１０に戻って、ウエハ薄膜工程が終了したウエハ基板を、樹脂等を用いて切断分離用治具に接着して切断し、複数のヘッド素子及び発熱部が列状に並んだ加工バーを切り出す（ステップＳＭ５）。その後、この加工バーを樹脂等を用いて研磨用治具に接着し、この加工バーに、ＡＢＳの位置、及びＭＲ効果素子のＭＲ高さ（ＭＲハイト）、すなわちＡＢＳに垂直な方向の長さを決定するＭＲハイト加工としての研磨を施す（ステップＳＭ６）。次いで、ＭＲハイト加工が施された加工バーに対して、ＡＢＳ側のスライダ端面にヘッド素子の端を保護するための、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等からなる保護膜を形成する（ステップＳＭ７）。その後、保護膜が形成された加工バーを樹脂等を用いてレール形成用治具に接着し、フォトリソグラフィ法及びイオンビームエッチング法等を用いてＡＢＳにレールを形成する加工を行う（ステップＳＭ８）。
次いで、レール加工がなされた加工バーに対して、ＭＲ効果素子の検査を行う（ステップＳＭ９）。この検査は、本発明によるヘッド素子の検査方法を用いることにより実施される。すなわち、例えば、図２に示す実施形態を用いて実施される。
図１１（Ｂ）によれば、ＭＲ効果素子の検査（ステップＳＭ９）においては、レール加工がなされた加工バー７２において、列状に並んだ各素子パターン７１の駆動端子電極３８及び信号端子電極３６に、図１に示すプローブ５０５及びプローブ５０６をそれぞれ接触させて検査を実施する。次いで、この検査の結果、良品であると評価されたＭＲ効果素子を含む素子パターンを良品パターンとして選んでおく。
その後、図１０に戻って、検査された加工バーを、樹脂等を用いて切断用治具に接着し、溝入れ処理を行った後に切断し、個々のスライダへの分離を行う（ステップＳＭ１０）。これにより、スライダを形成する機械加工工程が終了するとともに、検査によって良品として選ばれた素子パターンを備えた薄膜磁気ヘッド（スライダ）を得て、薄膜磁気ヘッドの製造工程が完了する。
なお、この検査工程（ステップＳＭ９）は、図１０に示したフローチャート内の位置に限定されるものではなく、加工バーの切り出し（ステップＳＭ５）の後であって、スライダへの分離（ステップＳＭ１０）の前であれば、実施可能である。さらには、ウエハ薄膜工程が終了した直後、すなわち、被覆層並びに信号及び駆動端子電極の形成（ステップＳＭ４）後のウエハ基板に対して検査を実施することも可能である。
図１０によれば、さらに、以上に述べた製造方法により製造された薄膜磁気ヘッドをサスペンションに装着することによって（ステップＳＭ１１）、ＨＧＡが製造される。
ここで、図１１（Ｃ）に示すように、検査工程（ステップＳＭ９）を、スライダへの分離（ステップＳＭ１０）の後に実施してもよい。すなわち、この場合、分離された個々の薄膜磁気ヘッド２１の駆動端子電極３８及び信号端子電極３６に、図１に示すプローブ５０５及びプローブ５０６をそれぞれ接触させて検査を実施する。次いで、この検査の結果、良品であると評価されたＭＲ効果素子を備えた薄膜磁気ヘッドのみをサスペンションに装着することによってＨＧＡが製造される。
なお、検査工程（ステップＳＭ９）は、製造後のＨＧＡ１７に対しても実施可能である。この際、図１１（Ｄ）に示すように、ＨＧＡ１７の接続パッド７３に、図１に示すプローブ５０５及びプローブ５０６を適切に接触させて検査を実施する。
以上、本発明による製造方法においては、従来事前の評価が非常に困難であったＭＲ効果素子の高温及び大きな応力の下での読み出し出力特性が評価可能となっているので、ＭＲ効果素子又は薄膜磁気ヘッドの良否が適切に判定可能となり、薄膜磁気ヘッド又はＨＧＡの製造歩留まりが向上する。
図１２は、本発明による磁気記録再生装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。ここで、ＨＧＡの斜視図においては、ＨＧＡの磁気記録媒体表面に対向する側が上になって表示されている。
図１２において、磁気記録再生装置は、磁気ディスク装置であり、１０は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の磁気記録媒体である磁気ディスク、１２は、薄膜磁気ヘッド２１をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は、この薄膜磁気ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに、薄膜磁気ヘッド２１の状態を評価するための発熱部の発熱動作を制御する記録再生及び発熱制御回路をそれぞれ示している。
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これらの駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、スライダである薄膜磁気ヘッド２１が、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及び薄膜磁気ヘッド２１は、単数であってもよい。
ＨＧＡ１７は、サスペンション２０の先端部に、薄膜磁気ヘッド２１を固着し、さらにその薄膜磁気ヘッド２１の信号端子電極及び駆動端子電極に配線部材２０３の一端を電気的に接続して構成される。サスペンション２０は、ロードビーム２００と、このロードビーム２００上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２０１と、ロードビーム２００の基部に設けられたベースプレート２０２と、フレクシャ２０１上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２０３とから主として構成されている。
なお、本発明のＨＧＡ１７におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。
また、薄膜磁気ヘッド２１は、図８（Ａ）に示したような長手磁気記録用であってもよいし、図９（Ａ）に示した垂直磁気記録用であってもよい。これに応じて、磁気ディスク１０も長手磁気記録用又は垂直磁気記録用のものが用いられる。いずれにしても、薄膜磁気ヘッド２１は、ＭＲ効果素子３３に熱及び応力を加えて自身の状態を評価するための発熱部３５（又は発熱部４５）を備えている。なお、この発熱部は、薄膜磁気ヘッド２１の磁気ディスク１０に対する浮上量を調整するための浮上量調整素子を兼ねていてもよい。
図１３は、図１２の磁気ディスク装置が備えている記録再生及び発熱制御回路１３の回路構成を示すブロック図である。
図１３において、６１はＲ／Ｗ（記録／再生）チャネル、６２は、発熱部に電力を供給してＭＲ効果素子に加えられる熱量及び応力の強さを制御する発熱部制御手段としての発熱回路、６３は、ＭＲ効果素子の出力におけるエラーレート又はノイズを測定するためのエラー・ノイズ測定手段としての信号処理回路、６０は、発熱部によって所定の熱及び応力を加えられた際のＭＲ効果素子の出力に生じるエラーレート又はノイズを測定するために発熱回路６２及び信号処理回路６３を連動させて制御するための制御手段としての制御回路、６４はインターフェース、６５はＶＣＭ１５の駆動のためのＶＣＭドライバ、６６はスピンドルモータ１１の駆動のためのモータドライバ、６７は温度計測素子、６８は、信号処理回路６３によって測定されたエラーレート又はノイズのレベルに基づいて薄膜磁気ヘッド２１の状態を評価するヘッド評価手段としてのデジタルコンピュータ部をそれぞれ示している。
このうち、記録再生及び発熱制御回路１３を構成するのは、制御回路６０、Ｒ／Ｗチャネル６１、発熱回路６２、信号処理回路６３、インターフェース６４であるが、さらに、デジタルコンピュータ部６８が、その構成要素として加わっていてもよい。
記録再生動作においては、制御回路６０の制御を受けたＲ／Ｗチャネル６１からの記録データ信号が、薄膜磁気ヘッド２１内の電磁コイル素子に送信される。次いで、薄膜磁気ヘッド２１が、モータドライバ６６によって駆動されたスピンドルモータ１１によって回転している磁気ディスク１０に、このデータ信号の書き込みを行う。また、薄膜磁気ヘッド２１内のＭＲ効果素子が回転している磁気ディスク１０から読み出した再生データ信号が、制御回路６０の制御を受けたＲ／Ｗチャネル６１により受信される。ここで、読み出し／書き込み位置は、同じく制御回路６０の制御を受けたＶＣＭドライバ６５を介してＶＣＭ１５を駆動することによって適宜制御される。
ヘッドの評価動作においては、まず、制御回路６０の制御を受けた発熱回路６２からの発熱用電流が薄膜磁気ヘッド２１内の発熱部に送られる。この際の発熱用電流の値は、後述するように、エラーレートが所定の閾値を超えるまで段階的に増加させてもよいし、温度計測素子６７によって計測された温度を参照してＭＲ効果素子の温度が所定値（例えば７０℃）となるように制御されてもよい。なお、発熱用電流として、直流だけではなく、交流又はパルス電流等を用いることも可能である。
次いで、ＭＲ効果素子の温度が所定値に達した段階で、上述した読み出し動作が行われる。この際、磁気ディスク１０上のデータ信号が書き込まれた任意のトラックから読み出しを行うことができるが、所定のデータ信号が書き込まれたヘッド評価用の専用トラックを設けて使用してもよい。さらに、磁気ディスク１０の信号磁界から離隔した所定位置に退避した状態で、読み出し動作が行われてもよい。この際、永久磁石等を用いて薄膜磁気ヘッド２１に所定の外部磁界を印加してもよい。この薄膜磁気ヘッド２１が磁気ディスク１０の信号磁界から離隔した所定位置に退避した状態では、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、磁気ディスク１０上を浮上している状態に比べて、より小さな発熱部への供給電力でＭＲ効果素子の温度を所定値（例えば７０℃）に上昇させることができる。実際、この場合の供給電力は１０〜５０ｍＷ程度である。
次いで、温度が所定値に達したＭＲ効果素子からの読み出し出力信号が、Ｒ／Ｗチャネル６１を介して信号処理回路６３に送られる。この際、制御回路６０が、発熱回路６２、Ｒ／Ｗチャネル６１及び信号処理回路６３を連動させて、以上述べた一連の動作を適切に制御する。
信号処理回路６３は、受信した読み出し出力信号を処理して、バイトエラーレート（ＢＥＲ）を測定する。その後、この測定されたＢＥＲが、インターフェース６４を介して、デジタルコンピュータ部６８に送られる。デジタルコンピュータ部６８は、このＢＥＲに基づいて薄膜磁気ヘッドの状態の評価を行う。
なお、信号処理回路６３が、ＢＥＲを測定した後、さらにこのＢＥＲに基づいて薄膜磁気ヘッドの状態の評価を行ってもよい。この場合、デジタルコンピュータ部６８は記録再生及び発熱制御回路１３の内部には不要となる。
さらにまた、信号処理回路６３又はデジタルコンピュータ部６８が、受信した読み出し出力信号を処理して上述したＮＣＰを作成して、例えば図７に示したような不良品領域を設定して、薄膜磁気ヘッドの状態の評価を行ってもよい。その際、段階的に領域を設けて、薄膜磁気ヘッドの状態をいくつかの段階に判別することも可能である。
さらに、信号処理回路６３又はデジタルコンピュータ部６８が、評価又は判別された薄膜磁気ヘッドの状態を通知するヘッド状態通知手段としてのヘッド状態通知部を備えていてもよい。ヘッド状態通知部は、例えば、磁気ディスク装置が搭載されているコンピュータの画面に１つの又は種々の段階のアラームを表示するものであってもよい。
図１４は、本発明による磁気記録再生装置のヘッド評価方法の一実施形態を示すフローチャートである。
最初に、初期化動作として、デジタルコンピュータ部で実行されるプログラム上において、パラメータｉ及び発熱部への供給電力値ＰＨ（ｉ）をそれぞれ、ｉ＝０、ＰＨ（ｉ）＝ＰＨ（０）＝０とし、アラームフラグをＯＦＦとする（ステップＳＣ１）。次いで、ｉ＝ｉ＋１としてＰＨ（ｉ）の値を設定する（ステップＳＣ２）。ここで、各ＰＨ（ｉ）の値は、発熱部の発熱によるＭＲ効果素子の温度上昇幅を考慮して適切に、デジタルコンピュータ部のプログラム上で設定される。
次いで、ＰＨ（ｉ）が所定の閾値ＰＵＬよりも大きいか否かを判断する（ステップＳＣ３）。ここで、閾値ＰＵＬは、発熱部の発熱によるＭＲ効果素子の温度上昇の上限を考慮して適切に、デジタルコンピュータ部のプログラム上で設定されるが、例えば、ヘッド浮上時においては５０〜１５０ｍＷ、ヘッド退避時においては１０〜５０ｍＷである。ＰＨ（ｉ）が閾値ＰＵＬよりも大きいと判断されない限り、次のステップに進む。次いで、発熱部に電力値ＰＨ（ｉ）の電力を供給する（ステップＳＣ４）。これにより、ＭＲ効果素子の温度が所定値まで上昇する。次いで、薄膜磁気ヘッド内の電磁コイル素子を用いて、所定のトラックにレファレンスデータを書き込み、その後、ＭＲ効果素子を用いてこのデータの読み出しを行い、信号処理回路によって、電力値ＰＨ（ｉ）を供給した際の出力におけるＢＥＲ（ｉ）を測定する（ステップＳＣ５）。
次いで、ＢＥＲ（ｉ）が所定の閾値ＲＴＨよりも大きいか否かを判断する（ステップＳＣ６）。ここで、閾値ＲＴＨは、評価対象である磁気記録再生装置において規格、性能等を勘案した上で要求されるＢＥＲの条件から、デジタルコンピュータ部のプログラム上で設定されてもよいし、さらにはヘッド状態を段階的に判別するために各状態を代表するように、デジタルコンピュータ部のプログラム上で設定されてもよいが、例えば１×１０−６〜１×１０−５である。ＢＥＲ（ｉ）が閾値ＲＴＨよりも大きいと判断された場合、アラームフラグをＯＮとする（ステップＳＣ７）。これを受けて、ヘッド状態通知手段としてのヘッド状態通知部が、ヘッドが閾値ＲＴＨに対応する不良の状態であることを通知してもよい。アラームフラグがＯＮとなった段階で、ヘッドの評価を終了する。
ＢＥＲ（ｉ）が閾値ＲＴＨ以下であると判断された場合、再度、ステップＳＣ２に戻って、ｉ＝ｉ＋１として以上のステップを順次繰り返す。ここで、ステップＳＣ３において、ＰＨ（ｉ）が閾値ＰＵＬよりも大きいと判断された場合、ヘッドの評価を終了する。
以上、本発明の磁気記録再生装置においては、従来非常に困難であった、高温及び大きな応力下にあるＭＲ効果素子を有する薄膜磁気ヘッドの検査を適宜行うことが可能となる。その結果、磁気記録再生装置の異常を事前に予測することが可能となる。
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的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。
本発明によるヘッド素子の検査方法の実施に用いる薄膜磁気ヘッド及び検査装置の一実施形態を示す斜視図である。 本発明によるヘッド素子の検査方法の一実施形態を示すフローチャートである。 薄膜磁気ヘッドを回転する磁気ディスク上で浮上させた場合と、図１の状態においた場合とにおける発熱部への電力供給の違いを説明するための実施例のグラフである。 ＭＲ効果素子の出力におけるノイズの発生例を示すグラフである。 ノイズのレベルを評価するためのＮＣＰを説明するためのグラフである。 図４の出力例におけるＮＣＰを示すグラフである。 ＮＣＰに基づいて薄膜磁気ヘッドの評価を行った本発明の実施例を示すグラフである。 本発明によるヘッド素子の検査方法の実施に用いる薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図１のＡ−Ａ線断面図、及びそのＡ−Ａ線断面を含む斜視図である。 本発明によるヘッド素子の検査方法の実施に用いる薄膜磁気ヘッドの他の実施形態における要部の構成を示す、図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一実施形態を概略的に示すフローチャートである。 製造工程の各段階、及び検査段階におけるプローブの接触状態を示す概略図である。 本発明による磁気記録再生装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。 図１の磁気ディスク装置が備えている記録再生及び発熱制御回路の回路構成を示すブロック図である。 本発明による磁気記録再生装置のヘッド評価方法の一実施形態を示すフローチャートである。
符号の説明
１０ 磁気ディスク
１１ スピンドルモータ
１２ アセンブリキャリッジ装置
１３ 記録再生及び発熱制御回路
１４ 駆動アーム
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６ ピボットベアリング軸
１７ ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
２０ サスペンション
２１ 薄膜磁気ヘッド
２１０ スライダ基板
２１１ スライダ端面
２１００ 浮上面（ＡＢＳ）
２１０１ 素子形成面
２００ ロードビーム
２０１ フレクシャ
２０２ ベースプレート
２０３ 配線部材
３２ 磁気ヘッド素子
３３、４３ ＭＲ効果素子
３３０ 下部シールド層
３３２ ＭＲ積層体
３３４ 上部シールド層
３４、４４ 電磁コイル素子
３４０ 下部磁極層
３４００ 下部ヨーク層
３４０１ 下部磁極部
３４１ 書き込みギャップ層
３４２ 上下部コイル絶縁層
３４３、４４３ 書き込みコイル層
３４３０ 下部書き込みコイル層
３４３１ 上部書き込みコイル層
３４４、４４４ 書き込みコイル絶縁層
３４４０ 下部書き込みコイル絶縁層
３４４１ 上部書き込みコイル絶縁層
３４５ 上部磁極層
３４５０ 上部磁極部
３４５１ 上部ヨーク層
３５、４５ 発熱部
３５０ 発熱ライン層
３５１ 引き出しライン層
３６、３７ 信号端子電極
３８ 駆動端子電極
３９、４９ 被覆層
４４０ バッキングコイル部
４４００ バッキングコイル層
４４０１ バッキングコイル絶縁層
４４１ 主磁極層
４４１０ 主磁極補助層
４４１１ 主磁極主要層
４４２ ギャップ層
４４５ 補助磁極層
４４５０ トレーリングシールド部
４６ 素子間シールド層
５０ ヘッド素子検査装置
５０１ 発熱制御回路
５０２ 定電流回路
５０３ 増幅器
５０４ Ａ／Ｄ変換回路
５０５、５０６ プローブ
５０７ 温度検出器
５０８ 磁界制御回路
５０９ ヘルムホルツコイル
６０ 制御回路
６１ Ｒ／Ｗチャネル
６２ 発熱回路
６３ 信号処理回路
６４ インターフェース
６５ ＶＣＭドライバ
６６ モータドライバ
６７ 温度計測素子
６８ デジタルコンピュータ部
７０ 基板ウエハ
７１ 素子パターン
７２ 加工バー
７３ 接続パッド

Claims (14)

  1. ヘッド素子と該ヘッド素子に熱及び応力を加えることができる発熱部とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、又は複数の該ヘッド素子及び複数の該発熱部が並んだ加工バー若しくは基板ウエハにおいて、該発熱部を発熱させて該ヘッド素子に熱及び応力を加えた際の該ヘッド素子の特性を測定することによって、該ヘッド素子の評価を行うことを特徴とするヘッド素子の検査方法。
  2. 前記ヘッド素子が、磁気記録媒体からデータ信号の読み出しを行う磁気抵抗効果素子であり、前記発熱部を発熱させて該磁気抵抗効果素子に熱及び応力を加えた際の該磁気抵抗効果素子の出力におけるエラーレート又はノイズのレベルを測定することによって、該磁気抵抗効果素子の評価を行うことを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
  3. 前記磁気抵抗効果素子の出力において、所定の閾値を超える電圧を有するノイズが、所定の閾値を超えるカウント数だけ測定された場合に、該磁気抵抗効果素子が不良品であると評価することを特徴とする請求項２に記載の検査方法。
  4. 前記磁気抵抗効果素子の出力のノイズカウントプロファイルにおいて、規格化閾値電圧ｎｖＴＨの絶対値が１０％を超える場合において規格化ノイズカウント数ｎＣＮが３０％を超える値となるときがある場合に、該磁気抵抗効果素子が不良品であると評価することを特徴とする請求項３に記載の検査方法。
  5. 前記薄膜磁気ヘッドを、磁気記録媒体の信号磁界から離隔させて、単独の状態で又はヘッドジンバルアセンブリに組み込んだ状態で評価を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の検査方法。
  6. 前記薄膜磁気ヘッドに外部磁界を印加した状態で評価を行うことを特徴とする請求項５に記載の検査方法。
  7. 前記発熱部が、熱膨張により前記ヘッド素子の浮上面側の端部を突出させることによって前記薄膜磁気ヘッドの浮上量を調整する浮上量調整素子でもあることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の検査方法。
  8. 基板ウエハの素子形成面に複数のヘッド素子及び複数の発熱部を形成し、複数の該ヘッド素子及び複数の該発熱部が形成された基板ウエハから複数の該ヘッド素子及び該複数の発熱部が列状に並んだ加工バーを切り出し、請求項１から７のいずれか１項に記載の検査方法を用いて、該加工バーに並んで形成された個々の該ヘッド素子の検査を行い、該検査の結果、良品であると評価されたヘッド素子を選んだ上で、該加工バーを切断してスライダに分離し、良品のヘッド素子を備えている薄膜磁気ヘッドを得ることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  9. 請求項１から７のいずれか１項に記載の検査方法を用いて薄膜磁気ヘッドが備えているヘッド素子の検査を行い、該検査の結果、良品であると評価されたヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドのみをサスペンションに装着することを特徴とするヘッドジンバルアセンブリの製造方法。
  10. 少なくとも１つの磁気記録媒体と、
    前記少なくとも１つの磁気記録媒体からデータ信号の読み出しを行う磁気抵抗効果素子と、該磁気抵抗効果素子に熱及び応力を加えることができる発熱部とを備えた薄膜磁気ヘッドが自身の先端部に装着された少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリと、
    前記発熱部に電力を供給して、前記磁気抵抗効果素子に加えられる熱量及び応力の強さを制御することができる発熱部制御手段と、
    前記磁気抵抗効果素子の出力におけるエラーレート又はノイズを測定するためのエラー・ノイズ測定手段と、
    前記発熱部によって所定の熱及び応力を加えられた際の前記磁気抵抗効果素子の出力におけるエラーレート又はノイズを測定するために、前記発熱部制御手段及び前記エラー・ノイズ測定手段を連動させて制御するための制御手段と
    を備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。
  11. 前記エラー・ノイズ測定手段によって測定されたエラーレート又はノイズのレベルに基づいて前記薄膜磁気ヘッドの状態を評価するヘッド評価手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録再生装置。
  12. 前記ヘッド評価手段が、前記エラーレート又はノイズのレベルが所定の閾値を超える場合に、前記薄膜磁気ヘッドの状態が不良であると評価する手段であることを特徴とする請求項１１に記載の磁気記録再生装置。
  13. 前記ヘッド評価手段によって評価された薄膜磁気ヘッドの状態を通知するヘッド状態通知手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の磁気記録再生装置。
  14. 前記発熱部が、熱膨張により前記磁気抵抗効果素子の浮上面側の端部を突出させることによって前記薄膜磁気ヘッドの浮上量を調整する浮上量調整素子でもあることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
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