JP4157542B2 - Thin-film magnetic head inspection method - Google Patents

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Description

本発明は、製造工程途中において早期に薄膜磁気ヘッドの良否を判断することができる検査方法であって、特に、垂直磁気記録用の記録ヘッド部を有する薄膜磁気ヘッドの検査方法に関する。   The present invention relates to an inspection method capable of determining the quality of a thin film magnetic head at an early stage during the manufacturing process, and more particularly to an inspection method for a thin film magnetic head having a recording head portion for perpendicular magnetic recording.

近年、例えばハードディスクなどの磁気記録媒体(以下、単に「記録媒体」という)の面記録密度の向上に伴い、例えば、ハードディスクドライブなどの磁気記録装置に搭載さされる薄膜磁気ヘッドの性能の向上が求められている。   In recent years, for example, with the improvement of the surface recording density of a magnetic recording medium such as a hard disk (hereinafter simply referred to as “recording medium”), the performance of a thin film magnetic head mounted in a magnetic recording apparatus such as a hard disk drive is required to be improved. It has been.

このような薄膜磁気ヘッドの記録方式として、例えば、信号磁界の向きを記録媒体の面内方向(長手方向)に設定する長手記録方式や、信号磁界の向きを磁気媒体の面と直交する方向に設定する垂直記録方式が知られている。   As a recording method of such a thin film magnetic head, for example, a longitudinal recording method in which the direction of the signal magnetic field is set in an in-plane direction (longitudinal direction) of the recording medium, or a direction of the signal magnetic field in a direction orthogonal to the surface of the magnetic medium. A vertical recording method to be set is known.

現在のところは長手記録方式が広く利用されているものの、記録媒体の面記録密度の向上に伴う市場動向を察すれば、今後は長手記録方式に代わり、垂直記録方式が有望視されるものと想定される。垂直記録方式では、高い記録密度を確保することが可能な上に、加えて、記録済みの記録媒体が熱揺らぎの影響を受けにくいという利点が存在するからである。   Although the longitudinal recording method is widely used at present, the vertical recording method is expected to be a promising alternative to the longitudinal recording method in the future if the market trend accompanying the improvement of the surface recording density of the recording medium is observed. is assumed. This is because the perpendicular recording method has an advantage that a high recording density can be secured, and in addition, a recorded recording medium is hardly affected by thermal fluctuation.

しかしながら、垂直記録方式において、高記録密度化を図るためには主磁極部のトラック幅がさらに狭小化されてきており、この主磁極部に流入する様々な外部磁界の影響が問題になりやすい。すなわち、主磁極部は記録媒体から漏れ磁界や、磁気ヘッド装置内で発生する様々な外部磁界の影響を受けて、磁気飽和に達したりあるいはこの主磁極で予期せぬ記録や消去と行ってしまうといった不具合が発生することがある。このため高記録密度化を図るために外部磁場耐性が必要とされ、外部磁場耐性を向上させるための種々の構造が提案されている。   However, in the perpendicular recording system, the track width of the main magnetic pole portion has been further narrowed in order to increase the recording density, and the influence of various external magnetic fields flowing into the main magnetic pole portion tends to become a problem. That is, the main magnetic pole portion is affected by a leakage magnetic field from the recording medium and various external magnetic fields generated in the magnetic head device, and reaches magnetic saturation or performs unexpected recording or erasing with this main magnetic pole. Such a problem may occur. For this reason, external magnetic field resistance is required to increase the recording density, and various structures for improving external magnetic field resistance have been proposed.

また、垂直磁気記録用の記録ヘッド部を有する薄膜磁気ヘッドでは、記録ヘッド部と対向する磁気記録媒体の垂直磁気記録層の下部に配置されたいわゆる軟磁性裏打ち層も磁気ヘッドの機能の一部として働く。そのため、磁気ヘッドの仕様は、磁気記録媒体の仕様との関係も含めて考察しなけれならず、具体的な磁気ヘッド製品の良否の判断は、個々の薄膜ヘッドが最終製品として完成した時点で磁気記録媒体と組み合わせて行う必要がある。すなわち、出荷検査として抜き取りされた磁気ヘッド製品と、製品である磁気記録媒体とを組み合わせて実際の記録を行ない、磁気ヘッドの良否を判断する必要性がある。   In a thin film magnetic head having a recording head portion for perpendicular magnetic recording, a so-called soft magnetic underlayer disposed below the perpendicular magnetic recording layer of the magnetic recording medium facing the recording head portion is also part of the function of the magnetic head. Work as. Therefore, the specifications of the magnetic head must be considered including the relationship with the specifications of the magnetic recording medium, and the judgment of the quality of a specific magnetic head product is determined when each thin film head is completed as the final product. It is necessary to combine with a recording medium. That is, there is a need to determine whether the magnetic head is good or not by performing actual recording by combining the magnetic head product extracted as a shipping inspection and the magnetic recording medium that is the product.

特開昭61−286763号公報JP-A 61-286863 特開平6−52533号公報JP-A-6-52533

しかしながら、最終製品になった状態での磁気ヘッドの検査では、もし、その検査結果が不良と判断されれば、その不良が発生したロット全体の全ての加工プロセスが無駄になってしまう。そのため、加工途中で、しかもできるだけ早期段階での検査を行える検査システムを構築することが望ましい。   However, in the inspection of the magnetic head in the final product state, if the inspection result is determined to be defective, all the machining processes for the entire lot where the defect has occurred are wasted. Therefore, it is desirable to construct an inspection system that can perform inspection at an early stage as much as possible during processing.

このような課題を解決するために、本発明の薄膜磁気ヘッド薄膜磁気ヘッドの検査方法は、ウエハ上にマトリクス状に配置された薄膜磁気ヘッドの形成領域に、記録ヘッド部、外部接続電極(ボンディングパッド)を含む積層膜をそれぞれ形成するウエハ工程と、ウエハ上に複数の薄膜磁気ヘッドの部分が一列状に配列されたバー状磁気ヘッド集合体を切り出すウエハのバーの切り出し工程と、ウエハのバーの切り出し工程後の切り出し面を研磨するバーのラッピング処理(研磨)工程と、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接または非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させる擬似垂直磁気記録媒体形成工程と、前記ウエハ上に形成された記録ヘッド部により、前記擬似垂直磁気記録媒体に垂直磁気記録を行い、前記軟磁性層側から前記磁性体の磁区構造を磁気光学効果によって読み取り、磁区構造を観察することにより薄膜磁気ヘッドの良否を判断する磁気ヘッド早期検査工程と、を有してなるように構成される。   In order to solve such problems, the thin film magnetic head thin film magnetic head inspection method of the present invention has a recording head portion, an external connection electrode (bonding) in a formation region of a thin film magnetic head arranged in a matrix on a wafer. A wafer process for forming a laminated film including a pad), a wafer bar cutting process for cutting a bar-shaped magnetic head assembly in which a plurality of thin film magnetic head portions are arranged in a line on the wafer, and a wafer bar Lapping process (polishing) of the bar that polishes the cut surface after the cutting process, and the air bearing surface (ABS) polished after the lapping process, directly or via a nonmagnetic layer, pseudo perpendicular magnetic A pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step of sequentially depositing and forming magnetic bodies of a perpendicular magnetic recording layer and a soft magnetic layer as recording media; and the wafer Thin film magnetism by performing perpendicular magnetic recording on the pseudo perpendicular magnetic recording medium, reading the magnetic domain structure of the magnetic material from the soft magnetic layer side by a magneto-optic effect, and observing the magnetic domain structure. And a magnetic head early inspection process for judging the quality of the head.

また、本発明の薄膜磁気ヘッド薄膜磁気ヘッドの検査方法は、ウエハ上にマトリクス状に配置された薄膜磁気ヘッドの形成領域に、記録ヘッド部、外部接続電極(ボンディングパッド)を含む積層膜をそれぞれ形成するウエハ工程と、ウエハ上に複数の薄膜磁気ヘッドの部分が一列状に配列されたバー状磁気ヘッド集合体を切り出すウエハのバーの切り出し工程と、ウエハのバーの切り出し工程後の切り出し面を研磨するバーのラッピング処理(研磨)工程と、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接または非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させる擬似垂直磁気記録媒体形成工程と、前記ウエハ上に形成された記録ヘッド部により、前記擬似垂直磁気記録媒体に垂直磁気記録を行い、前記軟磁性層側から前記磁性体の磁区構造を磁気力顕微鏡によって読み取り、磁区構造を観察することにより薄膜磁気ヘッドの良否を判断する磁気ヘッド早期検査工程と、を有して構成される。   The thin film magnetic head inspecting method of the thin film magnetic head according to the present invention includes a thin film magnetic head formed in a matrix on a wafer and a laminated film including an external connection electrode (bonding pad) in a formation region of the thin film magnetic head. A wafer process to be formed, a wafer bar cutting process for cutting out a bar-shaped magnetic head assembly in which a plurality of thin film magnetic head portions are arranged in a line on the wafer, and a cutting surface after the wafer bar cutting process A perpendicular magnetic recording layer as a quasi-perpendicular magnetic recording medium directly or via a non-magnetic layer on a lapping process (polishing) process of a bar to be polished and an air bearing surface (ABS) polished after the lapping process And a pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step for sequentially depositing and forming a magnetic material of a soft magnetic layer, and a recording head portion formed on the wafer Thus, the magnetic field of the thin film magnetic head is judged by performing perpendicular magnetic recording on the pseudo perpendicular magnetic recording medium, reading the magnetic domain structure of the magnetic material from the soft magnetic layer side with a magnetic force microscope, and observing the magnetic domain structure. A head early inspection process.

また、本発明の好ましい態様として、前記ウエハ工程において、マトリクス状に配置された薄膜磁気ヘッドの形成領域に、前記記録ヘッド部に加えてさらに再生ヘッド部が形成されてなるように構成される。   In a preferred embodiment of the present invention, in the wafer process, a reproducing head portion is further formed in addition to the recording head portion in a formation region of the thin film magnetic head arranged in a matrix.

また、本発明の好ましい態様として、前記ウエハ上に形成された記録ヘッド部の通電コイルに外部接続電極(ボンディングパッド)から通電することにより、前記擬似垂直磁気記録媒体への垂直磁気記録が行なわれてなるように構成される。   As a preferred embodiment of the present invention, perpendicular magnetic recording on the pseudo perpendicular magnetic recording medium is performed by energizing an energizing coil of the recording head formed on the wafer from an external connection electrode (bonding pad). It is configured to be

また、本発明の好ましい態様として、前記擬似垂直磁気記録媒体形成工程において、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させてなるように構成される。   As a preferred embodiment of the present invention, a perpendicular magnetic recording layer as a pseudo perpendicular magnetic recording medium directly on the air bearing surface (ABS) polished after the lapping treatment step in the pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step. In addition, the magnetic material of the soft magnetic layer is sequentially deposited.

また、本発明の好ましい態様として、前記擬似垂直磁気記録媒体形成工程において、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接、擬似垂直磁気記録媒体としての保護膜、垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させてなるように構成される。   As a preferred embodiment of the present invention, in the pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step, a protective film as a pseudo perpendicular magnetic recording medium is formed directly on the air bearing surface (ABS) polished after the lapping treatment step. A magnetic recording layer and a soft magnetic layer are sequentially deposited and formed.

また、本発明の好ましい態様として、前記垂直磁気記録層と軟磁性層との間に中間層を介在させてなるように構成される。   As a preferred embodiment of the present invention, an intermediate layer is interposed between the perpendicular magnetic recording layer and the soft magnetic layer.

また、本発明の好ましい態様として、前記擬似垂直磁気記録媒体形成工程において、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、エアーギャップに相当する厚さを備える非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させてなるように構成される。   As a preferred embodiment of the present invention, a nonmagnetic layer having a thickness corresponding to an air gap is formed on an air bearing surface (ABS) polished after the lapping process in the pseudo perpendicular magnetic recording medium forming process. Thus, the magnetic material of the perpendicular magnetic recording layer and the soft magnetic layer as the pseudo perpendicular magnetic recording medium are sequentially deposited and formed.

また、本発明の好ましい態様として、前記擬似垂直磁気記録媒体形成工程において、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、エアーギャップに相当する厚さを備える非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての保護膜、垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させてなるように構成される。   As a preferred embodiment of the present invention, a nonmagnetic layer having a thickness corresponding to an air gap is formed on an air bearing surface (ABS) polished after the lapping process in the pseudo perpendicular magnetic recording medium forming process. Thus, a magnetic film of a protective film, a perpendicular magnetic recording layer, and a soft magnetic layer as a pseudo perpendicular magnetic recording medium is sequentially deposited and formed.

本発明の薄膜磁気ヘッドの検査方法は、ウエハ工程と、ウエハのバーの切り出し工程と、バーの切り出し面を研磨するラッピング処理(研磨)工程と、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接または非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させる擬似垂直磁気記録媒体形成工程を有し、前記ウエハ上に形成された記録ヘッド部により、前記擬似垂直磁気記録媒体に垂直磁気記録を行い、前記軟磁性層側から前記磁性体の磁区構造を磁気光学効果または磁気力顕微鏡によって読み取り、磁区構造の変化を観察することにより薄膜磁気ヘッドの良否を判断する磁気ヘッド早期検査工程を設けて構成されているので、磁気ヘッドの検査を製造プロセスの早期段階で行うことができ、もし不良ヘッドが発生した場合には、その発生ロットについては早期にその後の加工プロセスを中止して、その後の無駄な加工作業を行わないようにすることができ、間接的に生産性の向上、製品コストの低減化を図ることができる。   The method for inspecting a thin film magnetic head according to the present invention includes a wafer process, a wafer bar cutting process, a lapping process (polishing) process for polishing the bar cut surface, and an air bearing surface (polished after the lapping process process). A pseudo-perpendicular magnetic recording medium forming step of sequentially depositing and forming a magnetic body of a perpendicular magnetic recording layer and a soft magnetic layer as a pseudo-perpendicular magnetic recording medium on ABS) directly or via a nonmagnetic layer; The recording head portion formed on the wafer performs perpendicular magnetic recording on the pseudo perpendicular magnetic recording medium, and the magnetic domain structure of the magnetic material is read from the soft magnetic layer side by a magneto-optical effect or a magnetic force microscope. The magnetic head is inspected to determine whether the thin film magnetic head is good or bad. It can be performed at an early stage of the manufacturing process, and if a defective head is generated, the subsequent processing process should be stopped at an early stage for the generated lot so as not to perform subsequent useless processing. It is possible to improve productivity and reduce product costs indirectly.

本発明の薄膜磁気ヘッドの検査方法の要部は、いわゆる、ウエハのバーの切り出し工程後の切り出し面を研磨するラッピング処理(研磨)工程によって研磨処理された磁気ヘッドのエアベアリング面(ABS)の上に、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させる擬似垂直磁気記録媒体形成工程を設け、しかる後、ウエハ上に予め形成されている記録ヘッド部により、擬似垂直磁気記録媒体に垂直磁気記録を行い、軟磁性層側から磁性体の磁区構造を磁気光学効果または磁気力顕微鏡によって読み取り、磁区構造の変化を観察することにより薄膜磁気ヘッドの良否を判断してなるように構成している点にある。   The main part of the inspection method of the thin film magnetic head of the present invention is that of the air bearing surface (ABS) of the magnetic head polished by the lapping process (polishing) process for polishing the cut surface after the wafer bar cutting process. There is provided a pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step for sequentially depositing and forming magnetic bodies of a perpendicular magnetic recording layer and a soft magnetic layer as a pseudo perpendicular magnetic recording medium, and then a recording head formed in advance on the wafer The unit performs perpendicular magnetic recording on a pseudo perpendicular magnetic recording medium, reads the magnetic domain structure of the magnetic material from the soft magnetic layer side with a magneto-optical effect or a magnetic force microscope, and observes the change of the magnetic domain structure to determine whether the thin film magnetic head is good or bad It is in the point which comprises so that it may judge.

この方法によれば、製造プロセス途中のできるだけ早い段階で磁気ヘッドの良否の判定を行うことができ、不良と判定された場合は、一連の関連ロットについてその後の無駄となる工程を早期に止めることができ、生産性向上に寄与することができる。   According to this method, the quality of the magnetic head can be determined as early as possible in the course of the manufacturing process, and if it is determined to be defective, the subsequent wasted processes for a series of related lots are stopped early. Can contribute to productivity improvement.

本発明の薄膜磁気ヘッドの検査方法を説明する前に、本発明の検査方法の理解が容易となるように磁気ヘッドに関する説明を簡潔にしておく、もちろん、磁気ヘッドそのものの構成は公知である。   Before describing the method for inspecting a thin film magnetic head of the present invention, the description of the magnetic head will be simplified so as to facilitate understanding of the inspection method of the present invention. Of course, the structure of the magnetic head itself is known.

磁気ヘッドに関する説明
図6は、いわゆるスライダも含めた磁気ヘッドの1ユニットを模式的に示した概略斜視図である。図7は、図6に示される磁気ヘッドの再生ヘッド部(GMR素子)20および記録ヘッド部(誘導型磁気変換素子)30の部分を極めて簡単に要部のみ模式的に示した拡大断面図である。図7においては、磁気ヘッドの作用が分かりやすいように垂直磁気記録媒体1も図面に模式的に併記してある。
Description of the magnetic head 6 is a schematic perspective view schematically showing one unit of the magnetic head, including the so-called slider. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view schematically showing only the main part of the reproducing head part (GMR element) 20 and the recording head part (inductive magnetic transducer element) 30 of the magnetic head shown in FIG. is there. In FIG. 7, the perpendicular magnetic recording medium 1 is also schematically shown in the drawing so that the operation of the magnetic head can be easily understood.

図8は、図7中のA−A矢視概略図であり、磁気ヘッドの再生ヘッド部(例えば、GMR素子)20および記録ヘッド部(垂直磁気記録の誘導型磁気変換素子)30をエアベアリング面(ABS)から見た構成を模式的に示した図面である。なお、理解が容易となるように、必要部材のみの最小限の記載としてある。   FIG. 8 is a schematic view taken along the line AA in FIG. 7 and shows the reproducing head portion (for example, GMR element) 20 and the recording head portion (inductive magnetic transducer element for perpendicular magnetic recording) 30 of the magnetic head as an air bearing. It is drawing which showed typically the composition seen from the field (ABS). In order to facilitate understanding, only the necessary members are described.

発明の内容の理解を容易にするために、図6〜図8に示されるように、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸を定義する。X軸方向が磁気記録媒体の移動方向と一致している。   In order to facilitate understanding of the content of the invention, as shown in FIGS. 6 to 8, an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other are defined. The X axis direction coincides with the moving direction of the magnetic recording medium.

スライダも含めた磁気ヘッドの1ユニットは、図6に示されるように、基体の一態様であるスライダ100と、再生ヘッド部20と、記録ヘッド部30とを備える複合型磁気ヘッドとして構成されている。   As shown in FIG. 6, one unit of the magnetic head including the slider is configured as a composite magnetic head including a slider 100 which is an aspect of the base, a reproducing head unit 20, and a recording head unit 30. Yes.

記録ヘッド部30は、図7に示されるように主磁極31と補助磁極35と通電コイル39を有しており、記録ヘッド部30の通電コイル39に電流を流して励磁すると、主磁極31の先端と、磁気記録媒体の軟磁性層11との間に垂直方向の磁界が生じ、これにより垂直磁気記録層10に垂直方向への磁気記録がなされる。磁気記録媒体の軟磁性層11に流れた磁束は、補助磁極35へと戻り、磁気回路が形成される。   As shown in FIG. 7, the recording head unit 30 includes a main magnetic pole 31, an auxiliary magnetic pole 35, and a current-carrying coil 39. When the current-carrying coil 39 of the recording head unit 30 is excited by flowing a current, A perpendicular magnetic field is generated between the front end and the soft magnetic layer 11 of the magnetic recording medium, whereby magnetic recording in the perpendicular direction is performed on the perpendicular magnetic recording layer 10. The magnetic flux flowing through the soft magnetic layer 11 of the magnetic recording medium returns to the auxiliary magnetic pole 35, and a magnetic circuit is formed.

再生ヘッド部20は、記録された磁気データを読み取るための例えばGMR素子20から構成され、このものは磁気シールド層21、25との間に配置される。再生ヘッド部20は、GMR素子に代えてTMR素子やAMR素子などの他の再生用磁気ヘッド素子とすることもできる。   The reproducing head unit 20 is composed of, for example, a GMR element 20 for reading recorded magnetic data, and this is disposed between the magnetic shield layers 21 and 25. The reproducing head unit 20 may be another reproducing magnetic head element such as a TMR element or an AMR element instead of the GMR element.

もっとも、本発明において検査の対象となる薄膜磁気ヘッドは、再生ヘッド部20を設けずに記録ヘッド部30のみを備える構成であってもよい。また、本実施の形態では、素子20,30は、それぞれ1個ずつ設けられているが、その数は何ら限定されるものではない。   However, the thin film magnetic head to be inspected in the present invention may be configured to include only the recording head unit 30 without providing the reproducing head unit 20. In this embodiment, one element 20 and one element 30 are provided, but the number is not limited at all.

図6に示されるようにスライダ100は、磁気記録媒体対向面側にレール部111、112、113を有し、これらのレール部の表面がABSを構成している。図6に示される例では、レール部111、112、113の数は3本であるが、これに限定されるものではない。例えば、1〜2本のレール部を有してもよいし、ABSはレール部を持たない平面であってもよい。また、浮上特性改善等のために、ABSに種々の幾何学的形状が付されるように構成してもよい。   As shown in FIG. 6, the slider 100 has rail portions 111, 112, and 113 on the magnetic recording medium facing surface side, and the surfaces of these rail portions constitute ABS. In the example illustrated in FIG. 6, the number of rail portions 111, 112, and 113 is three, but is not limited thereto. For example, it may have one or two rail portions, and the ABS may be a flat surface having no rail portions. Moreover, you may comprise so that various geometric shapes may be attached | subjected to ABS for a floating characteristic improvement etc.

再生ヘッド部20および記録ヘッド部30は、図6に示されるように、レール部113の空気流出端部TRの側に設けられている。記録媒体移動方向は、図中のX軸方向と一致しており、磁気記録媒体が高速移動した時に動く空気の流出方向と一致する。空気は流入端部LEから入り、流出端部TRから流出する。スライダ100の空気流出端部TRの端面には、再生ヘッド部20に接続されたボンディングパッド95a,95b及び記録ヘッド部30に接続されたボンディングパッド95c,95dが設けられている。   As shown in FIG. 6, the reproducing head unit 20 and the recording head unit 30 are provided on the air outflow end TR side of the rail unit 113. The recording medium moving direction coincides with the X-axis direction in the figure, and coincides with the outflow direction of air that moves when the magnetic recording medium moves at high speed. Air enters from the inflow end LE and flows out from the outflow end TR. Bonding pads 95 a and 95 b connected to the reproducing head unit 20 and bonding pads 95 c and 95 d connected to the recording head unit 30 are provided on the end surface of the air outflow end portion TR of the slider 100.

本発明の薄膜磁気ヘッドの検査方法の説明
次いで、本発明の薄膜磁気ヘッドの検査方法について詳細に説明する。
Description of Thin Film Magnetic Head Inspection Method of the Present Invention Next, the thin film magnetic head inspection method of the present invention will be described in detail.

図1は、本発明の薄膜磁気ヘッドの検査方法の好適な一例を示すフローチャートである。図2は、ウエハ工程後のバーの切り出し工程を模式的に示す概略斜視図である。図3は、ウエハから成膜・加工された磁気ヘッドを組み立てるまでの状況を模式的に示した製造概略図である。   FIG. 1 is a flowchart showing a preferred example of the method for inspecting a thin film magnetic head of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view schematically showing a bar cutting process after the wafer process. FIG. 3 is a manufacturing schematic diagram schematically showing a situation from assembling a magnetic head formed and processed from a wafer.

以下、工程順に、順次説明する。   Hereinafter, it demonstrates sequentially in order of a process.

〔ウエハ工程〕
準備されたウエハを用い、ヘッドの多数個取りができるようにウエハ上にマトリクス状の薄膜磁気ヘッドの形成領域を形成する(アドレス形成)。その後、個々の薄膜磁気ヘッドの形成領域に、記録ヘッド部、再生ヘッド部、および外部接続電極(ボンディングパッド)を含む積層膜を形成するウエハ工程(ステップS1)が行われる。
[Wafer process]
Using the prepared wafer, a matrix-shaped thin film magnetic head formation region is formed on the wafer so that a large number of heads can be obtained (address formation). Thereafter, a wafer process (step S1) for forming a laminated film including a recording head portion, a reproducing head portion, and external connection electrodes (bonding pads) in the formation region of each thin film magnetic head is performed.

つまり、セラミック基体となるべきAl23−TiC等のウエハが用意され、薄膜形成技術等を用いて、ウエハ上の多数の磁気ヘッド素子のマトリクス状の形成領域に、それぞれ、各素子を形成するための積層膜および外部接続電極(ボンディングパッド)等が形成される。 That is, a wafer made of Al 2 O 3 —TiC or the like to be a ceramic substrate is prepared, and each element is formed in a matrix-like formation region of a large number of magnetic head elements on the wafer by using a thin film formation technique or the like. A laminated film and external connection electrodes (bonding pads) and the like are formed.

図2(A)は、このウエハ工程を経たウエハ115を示している。ただし、図2(A)では、ウエハ115に形成された要素は省略されており、マトリックス状に配置された個々の磁気ヘッド素子の領域Rのみを示している。   FIG. 2A shows the wafer 115 that has undergone this wafer process. However, in FIG. 2A, elements formed on the wafer 115 are omitted, and only the regions R of the individual magnetic head elements arranged in a matrix are shown.

〔ウエハのバーの切り出し工程〕
次に、図2(A)に示されるウエハ115を切断して、基体上に複数の磁気ヘッドの構成部分が一列状に配列された各バー(バー状磁気ヘッド集合体)116をダイヤモンドカッター等で切り出すウエハのバーの切り出し工程が行われる(ステップS2)。
[Wafer bar cutting process]
Next, the wafer 115 shown in FIG. 2A is cut, and each bar (bar-shaped magnetic head assembly) 116 in which the constituent parts of a plurality of magnetic heads are arranged in a line on the base is replaced with a diamond cutter or the like. A wafer bar cutting process is performed (step S2).

図2(B)はこのバー116を示している。このバー116の図2(B)のXZ平面に平行な上面は磁気ヘッドのABS側の面であり、このABSには図8に示されるような各素子を形成する積層膜の端面などが現れ、また、図2(B)中のYZ平面に平行で手前に見えている面には図6中のボンディングパッド95a〜95d等が現れる。しかしながらが、それらは図2(B)の図面では記載が省略されている。   FIG. 2B shows this bar 116. The upper surface of the bar 116 parallel to the XZ plane in FIG. 2B is the ABS side surface of the magnetic head, and the end surface of the laminated film forming each element as shown in FIG. In addition, bonding pads 95a to 95d and the like in FIG. 6 appear on the surface that is parallel to the YZ plane in FIG. However, they are not shown in the drawing of FIG.

〔ラッピング処理(研磨)工程〕
次いで、図2(B)に示されるバー116に対して、ウエハのバーの切り出し工程後の切り出し面を研磨するラッピング処理(研磨)工程が行われる(ステップS3)。すなわち、いわゆる記録ヘッド部のスロートハイトや、いわゆる再生ヘッド部のMRハイトなどを設定するために、ABSにラッピング処理(研磨)を施す工程が設けられる。この処理では、例えば、バー116を固定治具にセットして、定盤に押し当てダイヤモンド砥粒を含む懸濁液を滴下し、定盤を回転してABSを研磨する作業が行われる。
[Lapping (polishing) process]
Next, a lapping process (polishing) process is performed on the bar 116 shown in FIG. 2B to polish the cut surface after the wafer bar cutting process (step S3). That is, in order to set the so-called throat height of the recording head portion, the so-called MR height of the reproducing head portion, etc., a step of lapping (polishing) the ABS is provided. In this process, for example, the bar 116 is set on a fixed jig, pressed against the surface plate, a suspension containing diamond abrasive grains is dropped, and the surface plate is rotated to polish the ABS.

このようなラッピング処理(研磨)工程の後には、研磨処理後のバー116を洗浄する工程を設けることが望ましい。洗浄の仕方としては、例えば、アルコールなどで油分を拭き取ってもよいし、超音波洗浄等を行ってもよい。さらには、研磨面をスパッタエッチングやイオンビームエッチング等により清浄化するクリーニング工程を設けることが望ましい。ただし、これらの洗浄工程やクリーニング工程は、必ずしも必要ではなく、ラッピング処理(研磨)工程の後に、後述する擬似垂直磁気記録媒体形成工程を行なうようにしてもよい。   After such a lapping process (polishing) process, it is desirable to provide a process for cleaning the bar 116 after the polishing process. As a method of cleaning, for example, oil may be wiped off with alcohol or ultrasonic cleaning may be performed. Furthermore, it is desirable to provide a cleaning process for cleaning the polished surface by sputter etching or ion beam etching. However, these washing steps and cleaning steps are not necessarily required, and a pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step described later may be performed after the lapping process (polishing) step.

〔擬似垂直磁気記録媒体形成工程〕
上記ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接または非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体が順次、堆積される擬似垂直磁気記録媒体形成工程が設けられる(ステップS4)。
[Pseudo perpendicular magnetic recording medium forming process]
On the air bearing surface (ABS) polished after the lapping process, magnetic materials of the perpendicular magnetic recording layer and the soft magnetic layer as a pseudo perpendicular magnetic recording medium are sequentially deposited directly or via a nonmagnetic layer. A pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step is provided (step S4).

エアベアリング面(ABS)の上に実質的に直接、堆積形成される擬似垂直磁気記録媒体の構成は、一般に使用される垂直磁気記録媒体の構成と同一あるいは類似の構成とされる。そのため、この擬似垂直磁気記録媒体形成工程の理解が容易となるように、図7に示されている一般的な垂直磁気記録媒体1の構造について簡単に説明しておく。   The configuration of the quasi-perpendicular magnetic recording medium deposited and formed substantially directly on the air bearing surface (ABS) is the same as or similar to the configuration of a generally used perpendicular magnetic recording medium. Therefore, the structure of the general perpendicular magnetic recording medium 1 shown in FIG. 7 will be briefly described so that the pseudo perpendicular magnetic recording medium forming process can be easily understood.

垂直磁気記録媒体の説明
図7に示されるように垂直磁気記録媒体1におけるデータトラック付近の構造は、基板15と、この基板15の上に形成された配向層14と、この配向層14の上に形成された軟磁性層11と、この軟磁性層11の上に形成された中間層12と、この中間層12の上に形成された垂直磁気記録層10と、この上に形成される保護層13とを有し構成されている。
Description of Perpendicular Magnetic Recording Medium As shown in FIG. 7, the structure in the vicinity of the data track in the perpendicular magnetic recording medium 1 includes a substrate 15, an alignment layer 14 formed on the substrate 15, and an alignment layer 14. A soft magnetic layer 11 formed on the intermediate layer 12, an intermediate layer 12 formed on the soft magnetic layer 11, a perpendicular magnetic recording layer 10 formed on the intermediate layer 12, and a protection formed thereon. Layer 13.

基板15としては、ガラス基板、NiP被着アルミ合金基板、Si基板などが好適に用いられる。配向層14としては、例えば、軟磁性層11のトラック幅方向への磁気異方性磁界を付与するためのPtMn等の反強磁性材料を用いることができる。その他、配向を制御するための非磁性合金であってもよい。   As the substrate 15, a glass substrate, a NiP-coated aluminum alloy substrate, a Si substrate, or the like is preferably used. As the alignment layer 14, for example, an antiferromagnetic material such as PtMn for applying a magnetic anisotropic magnetic field in the track width direction of the soft magnetic layer 11 can be used. In addition, a nonmagnetic alloy for controlling the orientation may be used.

軟磁性層11としては、NiFe、Fe系合金、CoNiFe系合金、Co系アモルファス合金、軟磁性/非磁性層の多層膜、軟磁性フェライト等が挙げられる。軟磁性層11はいわゆる軟磁性裏打ち層と呼ばれるものである。   Examples of the soft magnetic layer 11 include NiFe, Fe-based alloy, CoNiFe-based alloy, Co-based amorphous alloy, soft magnetic / non-magnetic multilayer film, and soft magnetic ferrite. The soft magnetic layer 11 is a so-called soft magnetic backing layer.

中間層12は、例えば、この中間層の上に形成される垂直磁気記録層の垂直磁気異方性および結晶粒径を制御するために設けられ、例えば、Cr、Ti、Ru、CoTi非磁性合金が用いられる。その他、同様な作用をする非磁性金属、合金、もしくは低透磁率の合金を用いてもよい。   The intermediate layer 12 is provided, for example, to control the perpendicular magnetic anisotropy and crystal grain size of the perpendicular magnetic recording layer formed on the intermediate layer. For example, Cr, Ti, Ru, CoTi nonmagnetic alloy Is used. In addition, a nonmagnetic metal, an alloy, or an alloy having a low magnetic permeability that functions similarly may be used.

垂直磁気記録層(データトラック)10としては、SiO2の酸化物系材料の中にCoPtなどの強磁性粒子をマトリックス状に含有させた媒体や、CoCr系合金、FePt合金、Co/Pd系の人工格子型多層合金などが好適に用いられる。 As the perpendicular magnetic recording layer (data track) 10, a medium in which ferromagnetic particles such as CoPt are contained in a matrix in a SiO 2 oxide material, a CoCr alloy, a FePt alloy, or a Co / Pd alloy is used. An artificial lattice type multilayer alloy or the like is preferably used.

垂直磁気記録層(データトラック)10の表面には、通常、CVD法などを用いてDLCやカーボンなどの保護層13が形成される。   A protective layer 13 such as DLC or carbon is usually formed on the surface of the perpendicular magnetic recording layer (data track) 10 by using a CVD method or the like.

図7には示されていないが、垂直磁気記録媒体1は、基板上に垂直磁気記録層が所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割され、垂直磁気記録層が非磁性層でガードされて形成されてなる、いわゆるディスクリートタイプの磁気記録媒体であってもよい。非磁性層の材料としては、例えば、SiO2、Al23、TiO2、フェライトなどの非磁性酸化物、AlNなどの窒素化物、SiCなどの炭化物が用いられる。 Although not shown in FIG. 7, in the perpendicular magnetic recording medium 1, the perpendicular magnetic recording layer is divided into a number of recording elements in a predetermined uneven pattern on the substrate, and the perpendicular magnetic recording layer is guarded by a nonmagnetic layer. It may be a so-called discrete type magnetic recording medium. As the material for the nonmagnetic layer, for example, nonmagnetic oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 and ferrite, nitrides such as AlN, and carbides such as SiC are used.

以上、垂直磁気記録媒体1の構成に関する説明を終え、当該構成の理解ができた状況のもとに本発明の要部工程である擬似垂直磁気記録媒体の形成に関する説明、すなわち擬似垂直磁気記録媒体形成工程の説明を以下に行う。   As described above, the explanation about the configuration of the perpendicular magnetic recording medium 1 is finished, and the explanation about the formation of the quasi-perpendicular magnetic recording medium, which is the main process of the present invention, in a situation where the configuration can be understood. The formation process will be described below.

ABSへの擬似垂直磁気記録媒体の形成に関する説明
ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接または非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させる擬似垂直磁気記録媒体形成工程が行われる(ステップS4)。
[ Explanation regarding formation of pseudo perpendicular magnetic recording medium on ABS ]
A magnetic material of a perpendicular magnetic recording layer and a soft magnetic layer as a pseudo perpendicular magnetic recording medium are sequentially deposited on an air bearing surface (ABS) polished after the lapping process directly or via a nonmagnetic layer. A pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step is performed (step S4).

すなわち、図4に示されるように研磨処理された磁気ヘッドのエアベアリング面(ABS)の上に、直接、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層10および軟磁性層11が順次、堆積形成される。各層の堆積には、例えば、スパッタ等の真空薄膜形成技術を用いればよい。形成される垂直磁気記録層10および軟磁性層11の材質や厚さ等に関しては、出来るだけ実製品と同じか、あるいはそれと同等の材質および厚さとするのがよい。   That is, as shown in FIG. 4, the perpendicular magnetic recording layer 10 and the soft magnetic layer 11 as a pseudo perpendicular magnetic recording medium are sequentially deposited and formed directly on the air bearing surface (ABS) of the magnetic head polished. Is done. For the deposition of each layer, for example, a vacuum thin film forming technique such as sputtering may be used. Regarding the material and thickness of the perpendicular magnetic recording layer 10 and the soft magnetic layer 11 to be formed, it is preferable to use the same material and thickness as the actual product as much as possible.

また、図5に示されるように、より実際の製品に近づけるように擬似垂直磁気記録媒体として、エアベアリング面(ABS)の上に、保護層13、垂直磁気記録層10、中間層12および軟磁性層11を順次堆積させるのも好ましい態様である。   Further, as shown in FIG. 5, a protective layer 13, a perpendicular magnetic recording layer 10, an intermediate layer 12, and a soft layer are formed on the air bearing surface (ABS) as a pseudo perpendicular magnetic recording medium so as to be closer to an actual product. It is also a preferable aspect that the magnetic layer 11 is sequentially deposited.

また、実際の磁気記録の状態にできるだけ近づけるために、図4におけるエアベアリング面(ABS)と垂直磁気記録層10との間に、エアーギャップに相当する厚さを備える非磁性層(図示していない)を堆積形成するようにしたり、図5におけるエアベアリング面(ABS)と保護層13との間に、エアーギャップに相当する厚さを備える非磁性層(図示していない)を堆積形成するようにしてもよい。   Further, in order to make it as close as possible to the actual magnetic recording state, a nonmagnetic layer (not shown) having a thickness corresponding to an air gap between the air bearing surface (ABS) and the perpendicular magnetic recording layer 10 in FIG. Or a nonmagnetic layer (not shown) having a thickness corresponding to the air gap is formed between the air bearing surface (ABS) and the protective layer 13 in FIG. You may do it.

〔磁気ヘッド早期検査工程〕
次いで、ウエハ上に形成された記録ヘッド部30により、擬似垂直磁気記録媒体に垂直磁気記録を行い、前記軟磁性層11側から磁性体10、11の磁区構造を磁気光学効果または磁気力顕微鏡によって読み取り、磁区構造の変化を観察することにより薄膜磁気ヘッドの良否を判断する磁気ヘッド早期検査工程が行われる(ステップS5)。
[Magnetic head early inspection process]
Next, perpendicular magnetic recording is performed on the pseudo perpendicular magnetic recording medium by the recording head unit 30 formed on the wafer, and the magnetic domain structure of the magnetic bodies 10 and 11 is observed from the soft magnetic layer 11 side by a magneto-optical effect or a magnetic force microscope. A magnetic head early inspection process is performed in which the quality of the thin film magnetic head is judged by reading and observing the change in the magnetic domain structure (step S5).

すなわち、磁気ヘッドの記録・再生面であるABS側に、擬似垂直磁気記録媒体を形成した後に、実際に、堆積された擬似垂直磁気記録媒体に磁気記録を行って、磁気ヘッドの良否を判断する。擬似垂直磁気記録媒体への垂直磁気記録は、ウエハ上に形成された記録ヘッド部30の通電コイル39に外部接続電極(ボンディングパッド)から通電することにより行うことができる。   That is, after a pseudo perpendicular magnetic recording medium is formed on the ABS side which is the recording / reproducing surface of the magnetic head, magnetic recording is actually performed on the deposited pseudo perpendicular magnetic recording medium to judge whether the magnetic head is good or bad. . Perpendicular magnetic recording on the quasi-perpendicular magnetic recording medium can be performed by energizing the energizing coil 39 of the recording head unit 30 formed on the wafer from an external connection electrode (bonding pad).

磁気光学効果(磁気光学カー効果)とは、物質に光を入射した場合、反射光の偏光状態や反射率が磁化によって変わる現象をいい、磁気力顕微鏡とは、磁性膜をコーティングさせたカンチレバーを用い、それをサンプル上でスキャニングさせる。これによって、サンプル上に磁気的なポテンシャルが生じている場合、カンチレバーに引力又は斥力が生じて3次元的な磁気情報を得ることのできる装置をいう。   Magneto-optic effect (magneto-optic Kerr effect) is a phenomenon in which the polarization state and reflectivity of reflected light change depending on magnetization when light is incident on a substance. A magnetic force microscope is a cantilever that is coated with a magnetic film. Use it and scan it on the sample. Thus, when a magnetic potential is generated on a sample, an apparatus capable of obtaining three-dimensional magnetic information by generating an attractive force or a repulsive force on the cantilever.

本発明の検査方法の対象となる薄膜磁気ヘッドは、ウエハのバーの切り出し工程、ラッピング処理(研磨)工程を経た一群の仕掛り品の一連のロットの中から検査用サンプルとして抜き取られたものである。   The thin-film magnetic head that is the object of the inspection method of the present invention is one that has been extracted as a sample for inspection from a series of in-process lots that have undergone wafer bar cutting and lapping (polishing) processes. is there.

検査が完了して磁気ヘッドが正常に作動して「良品」と判断された場合には、次の加工プロセスに移行できる。「不良」と判断された場合には、抜き出された検査用サンプルの母集団となる一連のロットは全て、その後の加工が中止される。   When the inspection is completed and the magnetic head operates normally and is determined to be “good”, the process can proceed to the next processing process. If it is determined to be “defective”, the subsequent processing is stopped for all of the series of lots that are the population of the extracted inspection samples.

「良品」として判断された一連のロットは次なる加工プロセスに移行する。   A series of lots determined as “good” are transferred to the next processing process.

〔ABSへの保護膜の形成〕
次いで、バー116のABS側の面に対して、保護膜を形成する工程が設けられる(ステップS6)。この保護膜を成膜する前にクリーニング工程(スパッタエッチングやイオンビームエッチング)を設けるようにしてもよい。さらには、保護膜形成の前に、シリコンを主成分とする下地膜を形成する工程を設けることも好ましい態様である。
[Formation of protective film on ABS]
Next, a process of forming a protective film is provided on the ABS side surface of the bar 116 (step S6). A cleaning process (sputter etching or ion beam etching) may be provided before forming the protective film. Furthermore, it is also a preferable aspect to provide a step of forming a base film containing silicon as a main component before forming the protective film.

保護膜としては、耐久性、耐腐食性に優れるダイアモンドライクカーボン膜(DCL膜)が好適例として挙げられる。保護膜の膜厚は、1〜30nm程度とされる。   A suitable example of the protective film is a diamond-like carbon film (DCL film) that is excellent in durability and corrosion resistance. The thickness of the protective film is about 1 to 30 nm.

〔レールエッチング工程〕
保護膜を形成した後に、バー116のABS側の面のレール111,112領域以外の領域を選択的にエッチングして、レール111,112を形成する工程が設けられる(ステップS7)。
[Rail etching process]
After the protective film is formed, a step of selectively etching regions other than the rails 111 and 112 regions on the ABS side surface of the bar 116 to form the rails 111 and 112 is provided (step S7).

〔個々の磁気ヘッドに分離する工程〕
最後に、機械加工により切断してバー116を個々の磁気ヘッドに分離する工程が設けられる(ステップS8)。これにより、いわゆる磁気ヘッドの1ユニットが完成する(図3の(III)工程を参照)。
[Process of separating into individual magnetic heads]
Finally, a step of cutting by machining to separate the bar 116 into individual magnetic heads is provided (step S8). As a result, one unit of a so-called magnetic head is completed (see step (III) in FIG. 3).

このように形成された磁気ヘッド単体は、ヘッド組み立て工程によりヘッドジンバルアセンブリの中に組み込まれる(図3の(IV)工程を参照)。   The magnetic head alone thus formed is incorporated into the head gimbal assembly by the head assembling process (see process (IV) in FIG. 3).

φ6インチのAl23−TiCウエハを準備し、ヘッドの多数個取りができるようにウエハ上にマトリクス状の薄膜磁気ヘッドの形成領域を形成した。次いで、これらの各領域にそれぞれ、垂直磁気記録用の記録ヘッド部、再生ヘッド部(スピンバルブGMR多層膜)、および外部接続電極(ボンディングパッド)を形成すべく積層膜を形成した。 A 6-inch Al 2 O 3 —TiC wafer was prepared, and a matrix-shaped thin film magnetic head formation region was formed on the wafer so that a large number of heads could be obtained. Next, a laminated film was formed in each of these regions to form a recording head portion for perpendicular magnetic recording, a reproducing head portion (spin valve GMR multilayer film), and an external connection electrode (bonding pad).

次に、ウエハを切断して、基体上に複数の磁気ヘッドの構成部分が一列状に配列された各バー(バー状磁気ヘッド集合体)をダイヤモンドカッターで切り出した。   Next, the wafer was cut, and each bar (bar-shaped magnetic head assembly) in which the constituent parts of a plurality of magnetic heads were arranged in a line on the substrate was cut out with a diamond cutter.

次いで、切り出したバーの切り出し面を研磨して、記録ヘッド部のスロートハイトを設定した。   Next, the cut surface of the cut bar was polished to set the throat height of the recording head.

研磨処理後のバーを洗浄した後、研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層を順次、堆積させた。垂直磁気記録層しては、CoCrPt材料を用い、その厚さは20nmとした。軟磁性層としては、NiFe材料を用い、その厚さは100nmとした。   After cleaning the polished bar, a perpendicular magnetic recording layer and a soft magnetic layer as a pseudo perpendicular magnetic recording medium were sequentially deposited directly on the polished air bearing surface (ABS). For the perpendicular magnetic recording layer, a CoCrPt material was used, and its thickness was 20 nm. As the soft magnetic layer, a NiFe material was used and its thickness was 100 nm.

次いで、ウエハ上に形成された記録ヘッド部の通電コイルに外部接続電極から通電することにより、擬似垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層に垂直磁気記録を行なった。   Next, perpendicular magnetic recording was performed on the perpendicular magnetic recording layer of the pseudo perpendicular magnetic recording medium by energizing the energizing coil of the recording head formed on the wafer from the external connection electrode.

垂直磁気記録をする前および垂直記録をした後の磁性体の磁区構造の変化を、軟磁性層側から磁気力顕微鏡によって読み取った。   Changes in the magnetic domain structure of the magnetic material before and after perpendicular magnetic recording were read from the soft magnetic layer side with a magnetic force microscope.

意図して、正規の薄膜磁気ヘッド仕様から大きく外れる磁気ヘッドサンプル(いわゆる不良サンプル)を作製して上記の実験を行ない、垂直磁気記録をする前および垂直記録をした後の磁性体の磁区構造の変化を、軟磁性層側から読み取った。すると、通電前には磁壁が観察されなかった場所に、通電後に磁壁が観察された。この磁壁が観察された箇所を記録ヘッド部のABSの形態と重ね合わせて確認したところ、図8に示される補助磁極35(ライトシールド35)の端部Eに磁束が集中し、エッジで書き込み(消去)が発生していることが確認できた。   Intentionally, magnetic head samples (so-called defective samples) that deviate significantly from the normal thin-film magnetic head specifications were produced and the above experiment was conducted. The magnetic domain structure of the magnetic material before and after perpendicular recording was recorded. The change was read from the soft magnetic layer side. Then, the domain wall was observed after energization in a place where the domain wall was not observed before energization. When the location where the domain wall was observed was confirmed by overlapping with the ABS form of the recording head unit, the magnetic flux was concentrated on the end E of the auxiliary magnetic pole 35 (write shield 35) shown in FIG. It was confirmed that (erasure) occurred.

また、擬似垂直磁気記録媒体の構成要素の一つである垂直磁気記録層を設けない場合(すなわち、軟磁性層のみとした場合)には、上記の実験における磁壁の変化は確認できなかった。従って、本発明の方法を実施するうえで、垂直磁気記録層が擬似垂直磁気記録媒体の必須の構成要件であることが確認できた。また、軟磁性層についても同様であった。   In addition, when the perpendicular magnetic recording layer, which is one of the constituent elements of the pseudo perpendicular magnetic recording medium, is not provided (that is, only the soft magnetic layer is used), the change of the domain wall in the above experiment could not be confirmed. Therefore, in carrying out the method of the present invention, it was confirmed that the perpendicular magnetic recording layer is an essential constituent element of the pseudo perpendicular magnetic recording medium. The same applies to the soft magnetic layer.

また、上記の磁気力顕微鏡による観察から磁気光学効果による観察に代えた場合においても、同様に直磁気記録をする前および垂直記録をした後の磁性体の磁区構造の変化を、軟磁性層側から読み取れることが確認できた。   Even when the observation by the magnetic force microscope is replaced with the observation by the magneto-optical effect, the change in the magnetic domain structure of the magnetic material before the direct magnetic recording and after the perpendicular recording is similarly observed on the soft magnetic layer side. It was confirmed that it can be read from.

上記の結果より本発明の効果は明らかである。   The effects of the present invention are clear from the above results.

すなわち、本発明の薄膜磁気ヘッドの検査方法は、ウエハ工程と、ウエハのバーの切り出し工程と、バーの切り出し面を研磨するラッピング処理(研磨)工程と、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接または非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させる擬似垂直磁気記録媒体形成工程を有し、前記ウエハ上に形成された記録ヘッド部により、前記擬似垂直磁気記録媒体に垂直磁気記録を行い、前記軟磁性層側から前記磁性体の磁区構造を磁気光学効果または磁気力顕微鏡によって読み取り、磁区構造の変化を観察することにより薄膜磁気ヘッドの良否を判断する磁気ヘッド早期検査工程を設けて構成されているので、磁気ヘッドの検査を製造プロセスの早期段階で行うことができ、もし不良ヘッドが発生した場合には、その発生ロットについては早期にその後の加工プロセスを中止して、その後の無駄な加工作業を行わないようにすることができ、間接的に生産性の向上、製品コストの低減化を図ることができる。   That is, the thin film magnetic head inspection method of the present invention includes a wafer process, a wafer bar cutting process, a lapping process (polishing) process for polishing a bar cutting surface, and an air bearing polished after the lapping process. A quasi-perpendicular magnetic recording medium forming step of sequentially depositing and forming magnetic bodies of a perpendicular magnetic recording layer and a soft magnetic layer as a quasi-perpendicular magnetic recording medium directly or via a nonmagnetic layer on the surface (ABS); Then, the recording head portion formed on the wafer performs perpendicular magnetic recording on the pseudo perpendicular magnetic recording medium, and reads the magnetic domain structure of the magnetic material from the soft magnetic layer side by a magneto-optical effect or a magnetic force microscope, Since the magnetic head early inspection process for determining the quality of the thin film magnetic head by observing the change in the magnetic domain structure is provided, the magnetic head Inspection can be performed at an early stage of the manufacturing process, and if a defective head occurs, the subsequent processing process is stopped early for the generated lot so that the subsequent unnecessary processing is not performed. It is possible to improve productivity and reduce product costs indirectly.

記録用の誘導型磁気変換素子、再生用の磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッドを備えるハードディスク装置の産業に利用できる。   The present invention can be used in the industry of hard disk devices including a thin-film magnetic head having an inductive magnetic transducer for recording and a magnetoresistive element for reproduction.

図1は、本発明の薄膜磁気ヘッドの検査方法の好適な一例を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a preferred example of the method for inspecting a thin film magnetic head of the present invention. 図2は、ウエハ工程後のバーの切り出し工程を模式的に示す概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view schematically showing a bar cutting process after the wafer process. 図3は、ウエハから成膜・加工された磁気ヘッドを組み立てるまでの状況を模式的に示した製造概略図である。FIG. 3 is a manufacturing schematic diagram schematically showing a situation from assembling a magnetic head formed and processed from a wafer. 図4は、研磨処理された磁気ヘッドのエアベアリング面(ABS)の上に、直接、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層を順次、堆積形成させた状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a perpendicular magnetic recording layer and a soft magnetic layer as a pseudo perpendicular magnetic recording medium are sequentially deposited on an air bearing surface (ABS) of a polished magnetic head. It is. 図5は、図4の変形例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of FIG. 図6は、いわゆるスライダも含めた磁気ヘッドの1ユニットを模式的に示した概略斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view schematically showing one unit of a magnetic head including a so-called slider. 図7は、図6に示される磁気ヘッドの再生ヘッド部および記録ヘッド部の部分を極めて簡単に要部のみ模式的に示した拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged sectional view schematically showing only the main part of the reproducing head portion and the recording head portion of the magnetic head shown in FIG. 図8は、図7中のA−A矢視概略図であり、磁気ヘッドの再生ヘッド部および記録ヘッド部をエアベアリング面(ABS)から見た構成を模式的に示した図面である。FIG. 8 is a schematic view taken along the line AA in FIG. 7, and schematically shows the configuration of the reproducing head portion and the recording head portion of the magnetic head as viewed from the air bearing surface (ABS).

符号の説明Explanation of symbols

1…垂直磁気記録媒体
10…垂直磁気記録層
11…軟磁性層
20…再生ヘッド部
21、25…磁気シールド層
30…記録ヘッド部
31…主磁極
35…補助磁極
39…通電コイル
100…スライダ
115…ウエハ
116…バー(バー状磁気ヘッド集合体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Perpendicular magnetic recording medium 10 ... Perpendicular magnetic recording layer 11 ... Soft magnetic layer 20 ... Reproduction head part 21, 25 ... Magnetic shield layer 30 ... Recording head part 31 ... Main magnetic pole 35 ... Auxiliary magnetic pole 39 ... Current-carrying coil 100 ... Slider 115 ... wafer 116 ... bar (bar-shaped magnetic head assembly)

Claims (10)

ウエハ上にマトリクス状に配置された薄膜磁気ヘッドの形成領域に、記録ヘッド部、外部接続電極(ボンディングパッド)を含む積層膜をそれぞれ形成するウエハ工程と、
ウエハ上に複数の薄膜磁気ヘッドの部分が一列状に配列されたバー状磁気ヘッド集合体を切り出すウエハのバーの切り出し工程と、
ウエハのバーの切り出し工程後の切り出し面を研磨するバーのラッピング処理(研磨)工程と、
ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接または非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させる擬似垂直磁気記録媒体形成工程と、
前記ウエハ上に形成された記録ヘッド部により、前記擬似垂直磁気記録媒体に垂直磁気記録を行い、前記軟磁性層側から前記磁性体の磁区構造を磁気光学効果によって読み取り、磁区構造を観察することにより薄膜磁気ヘッドの良否を判断する磁気ヘッド早期検査工程と、を有してなることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの検査方法。
A wafer process for forming a laminated film including a recording head portion and external connection electrodes (bonding pads) in a formation region of a thin film magnetic head arranged in a matrix on the wafer;
A wafer bar cutting step of cutting out a bar-shaped magnetic head assembly in which a plurality of thin film magnetic head portions are arranged in a line on the wafer;
A lapping process (polishing) process for polishing the cut surface after the cutting process of the wafer bar;
A magnetic material of a perpendicular magnetic recording layer and a soft magnetic layer as a pseudo perpendicular magnetic recording medium are sequentially deposited on an air bearing surface (ABS) polished after the lapping process directly or via a nonmagnetic layer. A pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step,
Performing perpendicular magnetic recording on the pseudo-perpendicular magnetic recording medium by a recording head portion formed on the wafer, reading the magnetic domain structure of the magnetic material from the soft magnetic layer side by a magneto-optic effect, and observing the magnetic domain structure; And a magnetic head early inspection process for judging whether the thin film magnetic head is good or bad.
ウエハ上にマトリクス状に配置された薄膜磁気ヘッドの形成領域に、記録ヘッド部、外部接続電極(ボンディングパッド)を含む積層膜をそれぞれ形成するウエハ工程と、
ウエハ上に複数の薄膜磁気ヘッドの部分が一列状に配列されたバー状磁気ヘッド集合体を切り出すウエハのバーの切り出し工程と、
ウエハのバーの切り出し工程後の切り出し面を研磨するバーのラッピング処理(研磨)工程と、
ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接または非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させる擬似垂直磁気記録媒体形成工程と、
前記ウエハ上に形成された記録ヘッド部により、前記擬似垂直磁気記録媒体に垂直磁気記録を行い、前記軟磁性層側から前記磁性体の磁区構造を磁気力顕微鏡によって読み取り、磁区構造を観察することにより薄膜磁気ヘッドの良否を判断する磁気ヘッド早期検査工程と、を有してなることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの検査方法。
A wafer process for forming a laminated film including a recording head portion and external connection electrodes (bonding pads) in a formation region of a thin film magnetic head arranged in a matrix on the wafer;
A wafer bar cutting step of cutting out a bar-shaped magnetic head assembly in which a plurality of thin film magnetic head portions are arranged in a line on the wafer;
A lapping process (polishing) process for polishing the cut surface after the cutting process of the wafer bar;
On the air bearing surface (ABS) that has been polished after the lapping process, the magnetic material of the perpendicular magnetic recording layer and the soft magnetic layer as a pseudo-perpendicular magnetic recording medium are sequentially deposited directly or via a nonmagnetic layer. A pseudo perpendicular magnetic recording medium forming step,
Performing perpendicular magnetic recording on the pseudo-perpendicular magnetic recording medium by a recording head portion formed on the wafer, reading the magnetic domain structure of the magnetic material from the soft magnetic layer side with a magnetic force microscope, and observing the magnetic domain structure; And a magnetic head early inspection process for judging whether the thin film magnetic head is good or bad.
前記ウエハ工程において、マトリクス状に配置された薄膜磁気ヘッドの形成領域に、前記記録ヘッド部に加えてさらに再生ヘッド部が形成されてなる請求項1または請求項2に記載の薄膜磁気ヘッドの検査方法。   3. The inspection of a thin film magnetic head according to claim 1, wherein a reproducing head portion is further formed in addition to the recording head portion in a formation region of the thin film magnetic head arranged in a matrix in the wafer process. Method. 前記ウエハ上に形成された記録ヘッド部の通電コイルに外部接続電極(ボンディングパッド)から通電することにより、前記擬似垂直磁気記録媒体への垂直磁気記録が行なわれてなる請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの検査方法。   4. Perpendicular magnetic recording on the pseudo perpendicular magnetic recording medium is performed by energizing an energizing coil of a recording head formed on the wafer from an external connection electrode (bonding pad). 4. A method for inspecting a thin film magnetic head according to any one of the above 前記擬似垂直磁気記録媒体形成工程において、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させてなる請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの検査方法。   In the quasi-perpendicular magnetic recording medium forming step, the magnetic bodies of the perpendicular magnetic recording layer and the soft magnetic layer as the quasi-perpendicular magnetic recording medium are sequentially formed directly on the air bearing surface (ABS) polished after the lapping process step. 5. The inspection method for a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the thin film magnetic head is deposited. 前記擬似垂直磁気記録媒体形成工程において、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、直接、擬似垂直磁気記録媒体としての保護膜、垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させてなる請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの検査方法。   In the quasi-perpendicular magnetic recording medium forming step, the magnetic properties of the protective film, the perpendicular magnetic recording layer, and the soft magnetic layer as the quasi-perpendicular magnetic recording medium are directly formed on the air bearing surface (ABS) polished after the lapping step. 5. The method for inspecting a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the body is sequentially deposited. 前記垂直磁気記録層と軟磁性層との間に中間層を介在させてなる請求項5または請求項6に記載の薄膜磁気ヘッドの検査方法。   7. A method for inspecting a thin film magnetic head according to claim 5, wherein an intermediate layer is interposed between the perpendicular magnetic recording layer and the soft magnetic layer. 前記擬似垂直磁気記録媒体形成工程において、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、エアーギャップに相当する厚さを備える非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させてなる請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの検査方法。   In the quasi-perpendicular magnetic recording medium forming step, a quasi-perpendicular magnetic recording medium is formed on the air bearing surface (ABS) polished after the lapping process step via a nonmagnetic layer having a thickness corresponding to an air gap. 5. A method for inspecting a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the magnetic bodies of the perpendicular magnetic recording layer and the soft magnetic layer are sequentially deposited. 前記擬似垂直磁気記録媒体形成工程において、ラッピング処理工程後に研磨処理されたエアベアリング面(ABS)の上に、エアーギャップに相当する厚さを備える非磁性層を介して、擬似垂直磁気記録媒体としての保護膜、垂直磁気記録層および軟磁性層の磁性体を順次、堆積形成させてなる請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの検査方法。   In the quasi-perpendicular magnetic recording medium forming step, a quasi-perpendicular magnetic recording medium is formed on the air bearing surface (ABS) polished after the lapping process step via a nonmagnetic layer having a thickness corresponding to an air gap. 5. A method of inspecting a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the protective film, the perpendicular magnetic recording layer, and the magnetic material of the soft magnetic layer are sequentially deposited. 前記垂直磁気記録層と軟磁性層との間に中間層を介在させてなる請求項8または請求項9に記載の薄膜磁気ヘッドの検査方法。   The thin film magnetic head inspection method according to claim 8 or 9, wherein an intermediate layer is interposed between the perpendicular magnetic recording layer and the soft magnetic layer.
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