JP3395590B2 - 磁気抵抗効果ヘッドの研磨制御用センサ及び該センサを用いた研磨制御方法 - Google Patents

磁気抵抗効果ヘッドの研磨制御用センサ及び該センサを用いた研磨制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果（Ｍ
Ｒ）ヘッドを製造する際のＭＲ素子の高さ（ＭＲハイ
ト）調整時に用いる研磨制御用センサ及び該センサを用
いた研磨制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲハイトの調整は、複数のＭＲヘッド
が一列に配置されるようにウエハを列毎に切断して得た
バーの一面（ＡＢＳ面）を研磨することによって、複数
のＭＲヘッドのＭＲハイトが一括して調整される。１つ
のバー内の複数のＭＲヘッド相互のＭＲハイトを及び複
数のバーのＭＲヘッド相互のＭＲハイトを正確な値に調
整するために、通常は、研磨された高さを検出するＥＬ
Ｇ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＬａｐｐｉｎｇ Ｇｕｉｄｅ）又
はＲＬＧ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｌａｐｐｉｎｇ Ｇ
ｕｉｄｅ）等と称される研磨制御用センサが各バーに複
数設けられており、これら研磨制御用センサからの電気
的信号に応じて研磨が制御される。
【０００３】ＥＬＧ又はＲＬＧは、研磨されるべきＡＢ
Ｓ面に隣接しかつ平行に伸長する抵抗体から主として構
成されており、ＭＲハイトの研磨に応じてこの抵抗体も
研磨されてその高さが減少することによる端子電圧の変
化によって研磨量を教えるように構成されている。ＭＲ
ハイトに関するものではないが、インダクティブヘッド
における磁極ギャップのスロートハイトに関するＥＬＧ
については、例えば、特開昭６３−２９３１５号公報及
び特開昭６３−１９１５７０号公報等によって公知であ
る。
【０００４】ＭＲヘッドにおいては、ＥＬＧ又はＲＬＧ
は、ＭＲヘッド製造工程と同じ工程で、同様の積層構造
を有するように形成されるのが一般的である。図１は従
来のＥＬＧ又はＲＬＧの積層構造を概略的に示す図であ
る。同図に示すように、従来のＥＬＧ又はＲＬＧは、Ｍ
Ｒヘッド部分と同じ材料及び層厚による金属層（シール
ド層）１０、絶縁層（シールドギャップ絶縁層）１１、
抵抗体層（ＭＲ層）１２、並びにリード導体１３及び１
４からなる積層構造となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】最近、磁気ディスク装
置の線密度（ビット密度）を向上させるために、ＭＲヘ
ッドのシールドギャップをより狭くすることが要求され
ている。このようにシールドギャップを狭くするために
は、ＭＲ素子の厚さ又はシールドギャップ絶縁層の厚さ
をより小さくすることが必要となる。ＭＲ素子の層厚を
薄くすることは、ＭＲヘッドの特性上から限度があり、
従って、このＭＲ素子を挟むシールドギャップ絶縁層の
層厚がより低減される。このように、ＭＲヘッド部分の
シールドギャップ絶縁層の層厚を低減すれば、ＥＬＧ又
はＲＬＧ部分の絶縁層１１の層厚も当然に薄くなる。
【０００６】ＥＬＧ又はＲＬＧ部分の絶縁層１１の層厚
が薄くなると、ＭＲハイトの調整のための研磨時に金属
層１０から生じるスミア（Ｓｍｅａｒ）により、リード
導体１３及び１４間が一時的に短絡されてしまう恐れが
ある。スミアとは、同図の１５に示すように、研磨によ
って発生する金属の延び現象であり、研磨表面に発生し
たスミア金属１５は、研磨方向が矢印の方向である場合
に、絶縁層１１を横断してリード導体１３及び１４に接
触し、電気的短絡を引き起こす。短絡が発生すると、Ｅ
ＬＧ又はＲＬＧの検出出力であるリード導体１３及び１
４間の端子間抵抗が一時的に低下して信号にノイズが多
く発生し、ＭＲハイト調整のための研磨を行うことが不
能となる。
【０００７】研磨によるスミア発生を防止するために、
ＥＬＧ又はＲＬＧの下層にシールド層等の金属層を設け
ないことが考えられる。しかしながら、その場合のＥＬ
Ｇ又はＲＬＧの抵抗体層は、下地の表面性の相違（凹凸
の大小）からＭＲヘッドのＭＲ層と同等の抵抗変化特性
を有することができない。ＭＲハイトの制御性を向上さ
せるためには、ＥＬＧ又はＲＬＧの抵抗体層とＭＲヘッ
ドのＭＲ層とが同等の抵抗変化特性を有することが望ま
しいのである。また、研磨方向を図１の矢印と逆方向と
することも考えられるが、研磨方向を逆にすると、基板
（スライダ）とその上に形成される下地膜との段差（リ
セッション）が著しく大きくなり、ＭＲヘッド自体の特
性が大きく劣化するので、この方法は採用できない。
【０００８】従って本発明は、従来技術の上述した問題
点を解消するものであり、その目的は、ＭＲハイトを正
しい値に、確実にかつ安定して調整することができる研
磨制御用センサ及びこれらセンサを用いた研磨制御方法
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下部シ
ールド層、シールドギャップ絶縁層、ＭＲ層及びリード
導体層を少なくとも含む積層構造を有するＭＲヘッドと
並列に設けられており、ＭＲヘッドの下部シールド層、
シールドギャップ絶縁層、ＭＲ層及びリード導体層とそ
れぞれ同じ材質の金属層、絶縁層、抵抗体層及びリード
導体層を含む積層構造を有する研磨制御用センサであっ
て、研磨制御用センサの部分の絶縁層がＭＲヘッドのシ
ールドギャップ絶縁層より厚くかつ０．１μｍ以上の層
厚を有しているＭＲヘッドの研磨制御用センサが提供さ
れる。
【００１０】
【００１１】また、さらに本発明によれば、このような
研磨制御用センサからの信号に応じて、ＭＲヘッドにお
けるＭＲハイトの研磨制御を行う研磨制御方法も提供さ
れる。
【００１２】
【００１３】研磨制御用センサの部分の絶縁層をＭＲヘ
ッドのシールドギャップ絶縁層より厚い０．１μｍ以上
の層厚に形成しているので、ＭＲハイト調整用の研磨を
行った際にも、スミアによるノイズ発生を防止すること
が可能となり、ＭＲハイトを正しい値に確実にかつ安定
して調整することができる。
【００１４】複数の研磨制御用センサが、複数のＭＲヘ
ッドの近傍にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】図２は、本発明の研磨制御用セン
サの一実施形態における平面構造を概略的に示す図であ
る。同図は、多数のＭＲヘッドをマトリクス状に形成し
たウエハをその列毎に切断して得たバーの一部のＭＲヘ
ッド部分及び研磨制御用センサ部分を示す平面図であ
る。ただし、同図は、層の一部を透視的に見た図であ
り、実際には、この上にインダクティブヘッド等が形成
されているため、これらＭＲヘッド部分及び研磨制御用
センサ部分を表から見ることはできない。
【００１６】同図において、２０はバー、２０ａはバー
２０のＡＢＳ面（研磨される面）、２１及び２２はこの
バー２０に沿って一列に複数形成されたＭＲヘッドのう
ちの２つのＭＲヘッド、２３はＭＲヘッド間の空いた領
域にＭＲヘッドと並列に形成された複数の研磨制御用セ
ンサのうちの１つをそれぞれ示している。なお、研磨制
御用センサは、バー２０の両端部分にも設けることが望
ましい。
【００１７】同図において、さらに、２１ａ及び２２ａ
はシールドギャップ絶縁層上に設けられたＭＲヘッド２
１及び２２のＭＲ層、２１ｂ及び２２ｂ並びに２１ｃ及
び２２ｃはＭＲ層２１ａ及び２２ａの両端部に接続され
たリード導体をそれぞれ示している。また、２３ａは研
磨制御用センサ２３の抵抗体層、２３ｂ及び２３ｃは抵
抗体層２３ａの両端部に接続されたリード導体である。
ＭＲ層２１ａ及び２２ａと抵抗体層２３ａとは、その一
方の側縁がＡＢＳ面２０ａに隣接した状態でこのＡＢＳ
面２０ａと平行に伸長している。
【００１８】図３は、本実施形態の研磨制御用センサの
部分の積層構造を概略的に示す断面図である。同図にお
いて、３０はＭＲヘッドの部分の下部シールド層と同じ
材料及び層厚による金属層、３１はＭＲヘッドの部分の
シールドギャップ絶縁層と同じ材料であるがより厚い層
厚（例えば０．１μｍ）を有する絶縁層、３２（２３
ａ）は絶縁層３１上に形成されており、ＭＲヘッドの部
分のＭＲ層と同じ材料及び層厚による抵抗体層、３３及
び３４（２３ｂ及び２３ｃ）はＭＲヘッドの部分のリー
ド導体と同じ材料及び層厚によるリード導体をそれぞれ
示している。
【００１９】図４は、本実施形態の研磨制御用センサの
製造工程を説明する断面図である。同図（Ａ）に示すよ
うに、下地膜上に金属層３０が形成される。この金属層
３０は、ＭＲヘッドの部分の下部シールド層の形成と同
じ工程で行われ、従って同じ材料及び層厚で形成され
る。
【００２０】次いで、同図（Ｂ）に示すように、この金
属層３０及び下地膜上に絶縁層３１′が形成される。こ
の絶縁層３１′もＭＲヘッドの部分のシールドギャップ
絶縁層の形成と同じ工程で行われ、従って同じ材料及び
層厚で形成される。次いで、同図（Ｃ）に示すように、
研磨制御用センサの部分のみの絶縁層３１′上に、例え
ばリフトオフ法等を用いてさらに絶縁層を成長させ、他
の部分より厚い層厚（０．１μｍ以上）を有する絶縁層
３１を形成する。この層厚の厚い絶縁層３１は、研磨制
御用センサの部分のみ設けてもよいし、ＭＲヘッドの部
分を除く全ての部分に設けてもよい。
【００２１】その後、同図（Ｄ）に示すように、抵抗体
層３２（２３ａ）を絶縁層３１上に形成する。この抵抗
体層３２（２３ａ）もＭＲヘッドの部分のＭＲ層の形成
と同じ工程で行われ、従って同じ材料及び層厚で形成さ
れる。次いで、図３に示すように、抵抗体層３２（２３
ａ）の両端部に接続されるリード導体３３（２３ｂ）及
び３４（２３ｃ）を形成する。このリード導体３３（２
３ｂ）及び３４（２３ｃ）もＭＲヘッドの部分のリード
導体の形成と同じ工程で行われ、従って同じ材料及び層
厚で形成される。
【００２２】このように、本実施形態においては、研磨
制御用センサの部分の絶縁層の厚みがＭＲヘッドの部分
のシールドギャップ絶縁層の厚みより厚い０．１μｍ以
上に構成されている。このため、このセンサを用いてＭ
Ｒハイト調整のために、このバー２０（図２参照）をＡ
ＢＳ面２０ａ側から研磨した際にも、発生したスミアに
よるリード導体３３（２３ｂ）及び３４（２３ｃ）間の
短絡を防止でき、従って検出出力にノイズが発生するこ
とも確実に防止できる。
【００２３】図５は、研磨制御用センサの絶縁層の厚さ
と抵抗測定エラー率との関係を示す特性図であり、同図
の□印及び×印は、金属層３０を異なる材料で形成した
場合の特性をそれぞれ示している。ここで抵抗測定エラ
ー率は、（連続異常測定回数）÷（全測定回数）で与え
られる。抵抗の測定周期は０．１秒である。連続異常測
定回数とは、同一バーの研磨中に抵抗測定値が連続で正
常抵抗値を示さなかった測定回数を意味している。正常
抵抗値とは、その抵抗測定値が前回測定（０．１秒前の
測定）値以上であると共に、その抵抗測定値が同一バー
の研磨中に測定された最大の抵抗測定値より大きい場合
の抵抗測定値を意味している。
【００２４】抵抗測定エラー率が１．５％を越える場合
があると、研磨制御用センサによる研磨制御が不能とな
ることが経験的に分かっており、従って、図５から研磨
制御用センサの部分の絶縁層の厚みが０．１μｍ以上で
あることが必要となる。
【００２５】図６（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、絶縁層
の厚さが０．０８μｍと薄い研磨制御用センサの異なる
サンプルを用いた場合の研磨時間に対する抵抗測定値の
変化特性図であり、図７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、
絶縁層の厚さが０．１μｍと厚い研磨制御用センサの異
なるサンプルを用いた場合の研磨時間に対する抵抗測定
値の変化特性図である。
【００２６】図６及び図７からも明らかのように、絶縁
層の厚さが０．０８μｍと薄い場合は抵抗測定値に多量
のノイズが入っているが、絶縁層の厚さが０．１μｍと
厚い場合は、ノイズはほとんどなく、研磨時間の経過に
応じて抵抗測定値が増大している。従って、このような
研磨制御用センサを用いて研磨制御することにより、Ｍ
Ｒハイトを正しい値に確実にかつ安定して調整すること
ができる。
【００２７】なお、ＭＲヘッドの部分はシールドギャッ
プ絶縁層が薄いため、ＭＲハイト調整のための研磨中に
スミアが発生し、これが短絡のＭＲヘッドのリード導体
間を短絡する可能性があるが、ＭＲヘッドのリード導体
はＭＲハイト調整中は使用しないこと及びＭＲハイト調
整後にこのようなスミアを除去する工程が必ず含まれる
ので何等問題は生じない。
【００２８】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。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ＭＲヘッドと並列に設けられており、金属層、絶縁
層、抵抗体層及びリード導体層を含む積層構造を有する
研磨制御用センサであって、この研磨制御用センサの部
分の絶縁層がＭＲヘッドのシールドギャップ絶縁層より
厚くかつ０．１μｍ以上の層厚を有しているため、ＭＲ
ハイト調整のために研磨した際にも、発生したスミアに
よるリード導体間の短絡を防止でき、従って検出出力に
ノイズが発生することも確実に防止できる。その結果、
ＭＲハイトを正しい値に、確実にかつ安定して調整する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の研磨制御用センサの積層構造を概略的に
示す断面図である。
【図２】本発明の研磨制御用センサの一実施形態におけ
る平面構造を概略的に示す図である。
【図３】図２の研磨制御用センサの部分の積層構造を概
略的に示す断面図である。
【図４】図２の研磨制御用センサの製造工程を説明する
断面図である。
【図５】研磨制御用センサの絶縁層の厚さと抵抗測定エ
ラー率との関係を示す特性図である。
【図６】絶縁層の厚さが薄い場合の研磨時間に対する研
磨制御用センサの抵抗測定値の変化特性図である。
【図７】絶縁層の厚さが厚い場合の研磨時間に対する研
磨制御用センサの抵抗測定値の変化特性図である。
【符号の説明】
２０ バー ２０ａ ＡＢＳ面 ２１、２２ ＭＲヘッド ２１ａ、２２ａ ＭＲ層 ２１ｂ、２１ｃ、２２ｂ、２２ｃ、２３ｂ、２３ｃ、３
３、３４ リード導体 ２３ 研磨制御用センサ ２３ａ、３２ 抵抗体層 ３０ 金属層 ３１ 絶縁層

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下部シールド層、シールドギャップ絶縁
    層、磁気抵抗効果層及びリード導体層を少なくとも含む
    積層構造を有する磁気抵抗効果ヘッドと並列に設けられ
    ており、該磁気抵抗効果ヘッドの前記下部シールド層、
    シールドギャップ絶縁層、磁気抵抗効果層及びリード導
    体層とそれぞれ同じ材質の金属層、絶縁層、抵抗体層及
    びリード導体層を含む積層構造を有する研磨制御用セン
    サであって、該研磨制御用センサの部分の前記絶縁層が
    前記磁気抵抗効果ヘッドの前記シールドギャップ絶縁層
    より厚くかつ０．１μｍ以上の層厚を有していることを
    特徴とする磁気抵抗効果ヘッドの研磨制御用センサ。
  2. 【請求項２】 複数の前記磁気抵抗効果ヘッドの近傍に
    それぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記
    載のセンサ。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の研磨制御用セン
    サからの信号に応じて、前記磁気抵抗効果ヘッドにおけ
    る前記磁気抵抗効果層の高さの研磨制御を行うことを特
    徴とする研磨制御用センサを用いた研磨制御方法。
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