JP4504902B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は磁気ディスク装置に使用する薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。

近年、コンピュータの外部記録装置として用いられている磁気ディスク装置は大容量化が進み、その記録密度は年々高まっている。磁気ディスク装置は、大別すると磁気ディスクと磁気ヘッドから構成されている。また、磁気ヘッドには、記録用素子として誘導型磁気変換素子（インダクティブ型素子）が、再生用素子として巨大磁気抵抗効果型（Giant−Magneto−Resistive：ＧＭＲ）素子が搭載されている。上記高記録密度化を実現するには、記録用素子及び再生用素子の素子サイズを狭小化し、磁気ディスク上の１ビットの大きさを小さくする必要がある。そのため、高記録密度化に対応して、素子サイズは年々小さくなっており、特に再生用素子であるＧＭＲ素子の素子サイズは、サブミクロンオーダとなっている。このように素子サイズが狭小化すると、ＧＭＲ素子に対する電気的ダメージ、すなわちＥＳＤ（Electro Static Discharge）や、ＥＯＳ（Electrical Over Stress）に対する耐電圧も小さくなり、磁気ヘッドの製造プロセスにてＧＭＲ素子が過電流にて溶融するハードＥＳＤや磁気特性が劣化するソフトＥＳＤ等の問題が顕在化している。

従来技術においては、ＥＳＤに対するＧＭＲ素子へのダメージを防止する目的で、例えば、磁気ヘッド内にコンデンサを内蔵し、過電流がＧＭＲ素子に流れるのを防止する技術が特許文献１や特許文献２に記載されている。更に、ソフトＥＳＤ等で磁気特性が劣化した磁気ヘッドを、直流電流をＧＭＲ素子に流して磁気特性を回復させる方法や、パルス電流と静磁界により回復させる方法が、特許文献３や特許文献４に記載されている。

特開平０９−４４８２０号公報 特開平１１−２９６８１７号公報 特開平１０−２４１１２４号公報 特開２００３−６８１６号公報

上述したように、磁気ディスク装置の高記録密度化を達成する手段の一つは、磁気ヘッドの素子サイズを小さくし、磁気ディスクに記録される１ビットの大きさを小さくすることである。しかしながら、素子サイズを狭小化するに従い、ＥＳＤ（Electrostatic Discharge）に対する耐電圧が低下し、ＧＭＲ素子が過電流にて溶融する不良や磁気特性が劣化する不良が顕在化している。特に、磁気特性が劣化するソフトＥＳＤに関しては、製造プロセス中のどの工程で発生しているか、また何が原因でＥＳＤが発生するかということに関して、究明されていないのが現状である。そのため、従来は、ＥＳＤに対する保護回路を予め磁気ヘッド内に内蔵するか、特性劣化した磁気ヘッドを回復する方法がとられている。しかしながら、それらの技術に関しては、以下に示すような課題がある。

例えば、磁気ヘッド内にコンデンサを内蔵して、過電流がＧＭＲ素子に流れることを防止する方法では、コンデンサを作製するプロセスが付加されるため製造プロセスや製造コストの増加を低減することが課題となる。また、最終的にコンデンサが内蔵された磁気ヘッドが磁気ディスク装置に組み込まれるため、高周波信号を扱う磁気ディスク装置においては、如何にしてその周波数特性を劣化させないようにするかが課題となる。

一方、直流電流やパルス電流を用いて、磁気ヘッドの磁気特性を回復する方法では、特性回復工程を付加する必要があり、製造プロセスや製造コストの増加を低減することが課題となる。また、磁気特性の劣化は、磁気ヘッドに交流磁界を印加しながらＧＭＲ素子の抵抗を測定し、その抵抗変化の大小により判断しているが、磁気特性の劣化を正確に把握するには、非常に大きな磁界が必要であるのに対して、従来技術では、磁気特性劣化を正確に判断するには、不十分であり、微少な劣化は見逃してしまう可能性がある。

本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、製造プロセスや製造コストを増加させることなく、製造プロセス中における再生素子の磁気特性の劣化を抑制する薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することである。

薄膜磁気ヘッドに内蔵されているＧＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子の基本構造は、反強磁性層、強磁性層（ピンド層）、非磁性層、強磁性層（フリー層）から構成されている。ピンド層は反強磁性層との界面で生じる交換結合により磁化の向きがピンニングされている。一方、フリー層は、磁気ディスク上の磁性層の磁化されている向きに応じて、磁化の向きが変化する。ピンド層の磁化の向きとフリー層の磁化の向きとのなす角度が変化するとＧＭＲ素子の抵抗が変化する特性を利用して、磁気ディスク上の情報を再生している。本発明で着目している磁気特性劣化とは、反強磁性層とピンド層との交換結合であるピンニング強度が弱くなることである。ピンニング強度が弱くなると、ピンド層の磁化の向きが反転し、薄膜磁気ヘッドの出力が反転する。または後工程での何らかのダメージにより、ピンニング強度が更に弱くなり、磁化の向きが変化あるいは反転し、出力の低下や出力の反転という問題が発生する。

ピンニング強度の劣化が発生する工程を調査した結果、磁気ディスクと対抗する面である磁気ヘッド浮上面の研磨工程であることが分かった。磁気ヘッドの浮上面研磨工程とは、図４に示すように軟質金属定盤上に微細なダイヤモンドが埋め込まれた固定砥粒定盤と称する定盤に、薄膜磁気ヘッドの浮上面となる面を押し当て、ダイヤモンドを含まない油性の研磨液を滴下しながら、定盤を回転させながら薄膜磁気ヘッドの浮上面を研磨加工する工程であり、ＧＭＲ素子を直接研磨する工程である。ここの工程で用いている研磨液は、油性で、かつ絶縁性であり、それに対して定盤はアースに接地されている。そのような環境下で研磨加工すると、図５に示すように、摩擦帯電によりＧＭＲ素子が帯電する。その後、ＧＭＲ素子が、アースに接続されている定盤に接触すると、帯電した電子がＧＭＲ素子を通過し、定盤に放電される。図６は、実際に研磨加工中の放電現象を測定した一例である。同図に示すように、数十ｎｓという非常に短い時間に、放電されているのが分かる。また、電圧は、図６では３０ｍＶであるが、実験を繰り返すと、数十から百数十ｍＶの波形が観測された。上記のようなＥＳＤ現象により、ＧＭＲ素子におけるピンド層のピンニング強度が劣化すると考えられる。

本課題を解決するために、本発明は二つの方法を提供する。一つ目は、研磨液を絶縁性から導電性にすることである。導電性研磨液の比抵抗は５ＧΩ・ｃｍ以下であり、好ましくは１ＧΩ・ｃｍ以下である。研磨液を導電性にすることにより、磁気抵抗効果素子と定盤が同電位となり、摩擦帯電が発生しないため、ＥＳＤによるピンド層のピンニング強度の劣化が防止できる。

二つ目の方法は、抵抗測定用基板にコンデンサとインダクタから構成されるバンドパスフィルタを付加することである。これにより、上記帯電した電子が定盤に放電される経路は、磁気抵抗効果素子を通過するのではなく、バンドパスフィルタを通過するため、ピンド層のピンニング強度の劣化が防止できる。具体的には、浮上面研磨工程では、磁気抵抗効果素子の抵抗をインプロセスでモニタリングして最終抵抗ターゲットになると加工が終了するシステムとなっている。そのため、浮上面研磨加工では、磁気抵抗効果素子の抵抗をモニタリングするために、磁気抵抗効果素子に直流電流を流す直流電源部と抵抗測定部が研磨装置に内蔵され、さらに研磨装置側と磁気抵抗効果素子とを接続する抵抗測定用基板が用意される。本発明では、上記抵抗測定用基板にコンデンサとインダクタからなるバンドパスフィルタを設け、抵抗を測定するときに使用する直流電流に対しては、バンドパスフィルタは高インピーダンスであるが、摩擦帯電のような高周波成分に対しては、インピーダンスが低くなるように、コンデンサ容量とインダクタ容量を最適化している。このようにすることにより、摩擦帯電により帯電した電子は、磁気抵抗効果素子を通らずに、バンドパスフィルタを通過し、定盤に流れる。

本発明によれば、製造プロセスや製造コストを増加させることなく、製造プロセス中の再生素子の磁気特性の劣化を抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図２（ａ）は、本発明に係わる薄膜磁気ヘッド１の概略図、図２（ｂ）はヘッド素子部を浮上面側から見た拡大模式図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面でありヘッド素子部の断面図である。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）において、４は基板（スライダ２４とも言う）でありアルチック材（Al₂O₃-TiC）等からなるセラミックで構成されている。スライダ２４の側面に、保護膜６、下部シールド膜７、磁気抵抗効果素子等の再生素子（ＧＭＲ素子）５、上部シールド膜8、記録素子であるインダクティブ型素子を構成する下部磁性膜9、上部磁性膜１０が積層されている。金パッド（端子）２６は、再生素子と記録素子からの信号を得るためのものであり、それぞれの素子と接続されている。一方、磁気ディスクと対向する面である浮上面２には、磁気ディスク上で所定量だけ磁気ヘッド１が浮上するのに必要な２段階レールである浅溝レール３、深溝レール１１が形成されている。

図３は、ＣＩＰ(Current In the Plane)型ＧＭＲ素子５を浮上面側から見た拡大図であり、ＧＭＲ素子５の基本構造を示す。同図において、１２は反強磁性層、１３及び１５は２つの強磁性層であり非磁性層１４によって磁気的に分離されている。これらの磁性層の両端にはハードバイアス膜１６と電極１７が配置されている。強磁性層（ピンド層）１３は、反強磁性層１２との界面で生じる交換結合磁界により磁化の向きがピンニングされている。それに対して、強磁性層（フリー層）１５は、外部磁界の向きに応じて磁化の向きが可変可能となっている。磁気ディスク装置は、ピンド層１３とフリー層１５との成す角度によりＧＭＲ素子５の抵抗が変化する特性を利用して、磁気ディスク上の情報を再生している。具体的には、ピンド層１３の磁化の向きとフリー層１５の磁化の向きが平行の場合、ＧＭＲ素子５の抵抗は最小となり、反平行の場合は、ＧＭＲ素子５の抵抗は最大となる。

＜実施例１＞
図７は、実施例１による薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す工程図である。同図の素子形成工程７０１では、アルチック材（Al₂O₃-TiC）等からなるセラミックのウェハ６００上にスパッタ等の薄膜成膜技術とリソグラフィの工程を用いて、図２（ｂ）に示す層構成の保護膜６、下部シールド膜７、ＧＭＲ素子５、上部シールド膜８、下部磁性膜９、上部磁性膜１０等を積層する。その後、基板切断工程７０２において、研削砥石やワイヤソ−等の切断技術によって、ウェハ６００を一列ずつ切り出し、複数のヘッド素子が連結した状態のローバー２５と称すブロックにする。本実施例では、ローバー２５は、４５個のヘッド素子が連結したものであり、長さは約２インチで、厚さ約０．３ｍｍである。

浮上面研磨工程７０３では、上記ローバー２５を研磨治具２２にワックス等により固定した後に、後に浮上面２となる面を研磨定盤１８に押し付け、研磨液１９を滴下しながら研磨加工を行う。本工程は、図２（ｃ）に示すＧＭＲ素子５のローバー２５の厚さ方向の寸法であるＭＲ素子高さ２１を、ローバー２５内のヘッド素子全てにおいて所望の寸法にすることが目的である。そのため、ローバー２５内の研磨圧を可変可能とするために、ボイスコイルあるいはエアーシリンダにより研磨治具２２が変形可能となる構造になっている。また、ローバー２５内のヘッド素子とヘッド素子との間の切断代に抵抗検知素子が設けられており、研磨加工中に抵抗検知素子をモニタリングしながら、ローバー２５内の研磨圧を制御することにより、ＭＲ素子高さ２１を精度良く形成することができる。

次に、具体的な研磨条件について説明する。研磨定盤１８としては、錫を主成分とした軟質金属定盤を用い、定盤回転数は１０〜７０ｒ／ｍｉｎとした。研磨治具２２の揺動速度は２０〜６０ｍｍ／ｓである。研磨液１９は、加工能率の確保と浮上面２の表面粗さ向上を目的に、ＭＲ素子高さ２１が所望の寸法になる手前までは、平均粒径が１／２μｍ〜１／２０μｍのダイヤモンドを含有した油性の研磨液を用い、その後ＭＲ素子高さ２１が所望の寸法になる間は、ダイヤモンドを含有した研磨液の滴下を停止し、ダイヤモンドを含まないルブリカントと称する油性の研磨液を滴下する。

次に、最終浮上面研磨工程７０４において、ローバー２５の浮上面２となる部分の最終仕上げ研磨を行う。この最終浮上面研磨工程７０４は、ローバー２５の各ヘッド素子の浮上面２を所定の形状に高精度に仕上げるとともに、浮上面２の表面粗さを所定の値に仕上げる工程である。具体的には、まず、ローバー２５を弾性体を介して最終浮上面研磨工程用の研磨治具２０に貼り付け、表面が所定の形状（平面あるいは球面あるいは円筒）の研磨定盤２３に所定の力で押しつける。その後、研磨定盤２３を回転させると同時に、研磨治具２０を定盤の半径方向に揺動させ、所定の加工量（例えば５０ｎｍ）を除去する。研磨定盤２３には、固定砥粒定盤と称する１／２μｍ〜１／２０μｍの微細なダイヤモンドが埋め込まれた錫合金製の定盤を用いた。研磨加工中は、ダイヤモンドを含まない導電性研磨液３９を研磨定盤２３上に滴下させながら、研磨定盤２３を例えば１０ｒ／ｍｉｎで回転させ、研磨治具２０は５０ｍｍ／ｓで揺動させる。

浮上面２の最終研磨（工程７０４）が終了した後に、レール形成工程７０５において浮上面２に浅溝レール３と深溝レール１１をイオンミリングやＲＩＥ等のドライ加工により形成する。具体的には、ローバー２５をレール形成用の治具に熱可塑性の接着テープを用いて固定し、浮上面２の表面にレジストを塗布し、露光・現像したのちに、レール以外の部分を上記ドライ加工により除去する。その後浮上面２上に残ったレジストを剥離する。上記レジスト塗布からレジスト剥離までのプロセスを２回繰り返すことにより、図２（ａ）に示す２段形状のレールが形成される。最後に、切断工程７０６において、ローバー２５を切断位置でダイシングやワイヤソーで切断して分割し、個々の薄膜磁気ヘッド１を完成させる。

上記の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、最終浮上面研磨工程７０４で、従来技術のように絶縁性の研磨液を用いると、摩擦帯電が発生し、その摩擦帯電がヘッド素子にダメージを与える。本実施例では、上記課題を解決するために、研磨液として導電性の研磨液３９を使用した。導電性研磨液３９の主成分は、非極性な炭化水素系の基油に、主鎖として炭化水素系の非極性基をもち、かつイオン基として解離できる官能基をもつ導電性物質である。導電性物質は、例えば、アルキルベンゼンスルホンサンナトリウムや脂肪酸のナトリウム塩などの陰イオン界面活性剤や有機オニウム塩などの陽イオン界面活性剤である。

一方、エチレングリコールやプロピレングリコール等の極性を有する溶剤を基油として用いる研磨液の場合においても、例えば、陰イオン界面活性剤や有機オニウム塩などの陽イオン界面活性剤で代表される導電性物質を付加した研磨液でも良い。ＧＭＲ素子５の腐食が懸念される場合は、ベンゾトリアゾールで代表されるような防食剤を添加しても良い。導電性研磨液３９を用いることにより、図５に示すような研磨加工中の帯電現象を防止することが可能となり、その結果、ヘッド素子の磁気特性劣化、具体的にはＧＭＲ素子５のピンド層１３におけるピンニング強度劣化を抑制することができる。

ピンド層１３のピンニング強度を定量的に評価するため、図８に示すようなＭＲ曲線から抵抗変化量が半分となる磁界強度Ｈｐを算出し、Ｈｐの値によりピンニング強度を定量化した。Ｈｐの値が大きいとピンニング強度が強く、Ｈｐの値が小さいとピンニング強度が弱いことを意味する。ＭＲ曲線は、図２（ｃ）に示すＭＲ素子高さ２１の方向に、磁界を±１００００ Ｏｅ（79.6×10⁴Ａ／ｍ）を付加し、そのときのＧＭＲ素子５の抵抗を測定することにより求めた。

図９は、従来技術である絶縁性の研磨液を用いた場合と、実施例１における導電性研磨液３９を用いた場合の最終浮上面研磨工程７０４後のピンニング強度Ｈｐの累積度数分布曲線である。導電性研磨液３９は、比抵抗０．４ＧΩ・ｃｍのものを用いた。同図の結果から分かるように、導電性研磨液３９を用いた最終浮上面研磨により、ピンニング強度Ｈｐが１０００ Ｏｅ（79.6×10^３Ａ／ｍ）以下と極度にピンニング強度が小さいものの発生率が１３％→５％と半減以下となり、かつ中央値（５０％）も大きくなっていることが分かる。以上のことから、導電性研磨液３９を用いた最終浮上面研磨を行うことにより、ピンド層のピンニング強度の劣化を抑制することができ、信頼性の高い薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

図１（ａ）は、ピンニング強度Ｈｐが１０００ Ｏｅ（79.6×10^３Ａ／ｍ）以下をピンニング不良と定義した場合の、導電性研磨液３９の比抵抗とピンニング不良発生率の関係を示す図である。同図から分かるように、ピンニング不良発生率を抑制するには、導電性研磨液３９の比抵抗を５ＧΩ・ｃｍ以下に制御する必要があり、好ましくは１ＧΩ・ｃｍ以下である。図１（ｂ）は、導電性研磨液３９の比抵抗と研磨加工中の放電電圧との関係を示す図である。放電電圧を１４ｍＶ以下に抑えるには、導電性研磨液３９の比抵抗を５ＧΩ・ｃｍ以下に、好ましくは１ＧΩ・ｃｍ以下に制御する必要がある。

上記実施例１では、最終浮上面研磨をローバーの状態で行ったが、浮上面研磨工程７０３の後、ローバーを研磨治具から剥離し、所定の切断位置でスライシングやワイヤソーなどを用いて切断して分割し、浅溝レール３や深溝レール１１が形成されていないスライダの状態で、浮上面２の最終仕上げ研磨を行っても良い。この場合は、最終浮上面研磨の後、個々のスライダにレール形成を行い薄膜磁気ヘッド１が完成する。

以上の説明では、導電性研磨液３９を最終浮上面研磨工程７０４に適用した例を説明したが、浮上面研磨工程７０３にも適用することにより、浮上面研磨工程７０３での摩擦帯電によるピンド層のピンニング強度劣化を抑制可能となる。

＜実施例２＞
実施例２による薄膜磁気ヘッドの製造方法の基本工程は、上記図７に示した実施例１の工程と同じである。本実施例２における研磨加工中のＥＳＤ対策は、図７に示す最終浮上面研磨工程７０４に適用される対策である。前述したように、最終浮上面研磨工程７０４は、ローバー２５のヘッド素子の浮上面２となる部分の最終仕上げ研磨を行う工程である。この最終浮上面研磨工程７０４は、ローバー２５の各ヘッド素子の浮上面２を所定の形状に高精度に仕上げるとともに、浮上面２の表面粗さを所定の値に仕上げる工程である。具体的には、まず、ローバー２５を弾性体を介して最終研磨工程用の研磨治具２０に貼り付け、表面が所定の形状（平面あるいは球面あるいは円筒）の研磨定盤２３に所定の力で押しつける。その後、研磨定盤２３を回転させると同時に、研磨治具２０を定盤の半径方向に揺動させ、所定の加工量（例えば５０ｎｍ）を除去する。研磨定盤２３には、固定砥粒定盤と称する１／２μｍ〜１／２０μｍの微細なダイヤモンドが埋め込まれた錫合金製の定盤を用いた。研磨加工中は、ダイヤモンドを含まない油性でかつ絶縁性の研磨液１９を研磨定盤２３上に滴下させながら、研磨定盤２３を例えば１０ｒ／ｍｉｎで回転させ、研磨治具２０は５０ｍｍ／ｓで揺動させる。

また、最終浮上面研磨工程７０４では、図２（ｃ）に示すＭＲ素子高さ２１を精度良く形成するために、ＧＭＲ素子５の抵抗値をインプロセス中にモニタリングして、ＧＭＲ素子５の抵抗値がターゲットに達したら、加工を終了するシーケンスとなっている。具体的には、図１０に示すようにワイヤーボンディング等により金線２７を、ローバー２５のＧＭＲ素子５と接続されている金パッド２６と抵抗測定用基板２８の配線パターンとに接続する。抵抗測定用基板２８は、研磨装置に内蔵されている抵抗測定部２９に接続されており、抵抗測定部２９から、例えば０．２ｍＡの直流電流を抵抗測定用基板２８と金線２７を介して、ＧＭＲ素子５に流し、そのときの電圧を抵抗測定部２９で測定することにより、ＧＭＲ素子５の抵抗がモニタリング可能となる。

本実施例は、ＥＳＤ対策と抵抗モニタリングを両立させるものであり、具体的には、図１０に示すように、抵抗測定用基板２８の配線パターン間にコンデンサ３１とインダクタ３２から構成されるバンドパスフィルタ３０を接続するものである。図１１にその等価回路を示すが、バンドパスする周波数のターゲットを、図６に示す波形をフーリエ変換して求めた３０ＭＨｚとするために、コンデンサ３１の容量を１８００ｐＦとし、インダクタ３２の容量を１４ｎＨとした。バンドパスフィルタ３０を設けることにより、抵抗測定用の直流電流に対しては、高インピーダンスであるのに対して、図６に示すような高周波成分に対しては、インピーダンスが低くなるため、帯電した電子は、ＧＭＲ素子５を通過せずに、バンドパスフィルタ３０を通過して研磨定盤２３に放電される。

図１２は、バンドパスフィルタ３０の特性を示す計算結果である。同図は、図１１において電流発生部で１ｍＡの電流を発生させ、その電流の周波数が変化したときに、ＧＭＲ素子５に流れる電流値を求めた結果である。３０ＭＨｚ近傍でバンドパスフィルタ３０のインピーダンスが最も小さくなっているのに対して、直流電流のような低周波数領域では、高インピーダンスとなっているのが分かる。

図１０においてバンドパスフィルタ３０を設けない場合は、図５に示すような摩擦帯電が発生した場合、帯電した電子は抵抗測定部２９には流れずに、ＧＭＲ素子５を通過し、研磨定盤２３に放電される。これは、抵抗測定部２９には、外来ノイズ等の影響によるＧＭＲ素子５のＥＳＤ破壊を防止するために、一般的に高インピーダンスのコイルが内蔵されており、そのため、帯電した電子は、よりインピーダンスの小さいＧＭＲ素子５を流れるためである。金パッド２６を短絡させる方法がＧＭＲ素子５のＥＳＤ対策としては、一般的であるが、この方法ではＧＭＲ素子５の抵抗をモニタリングすることは不可能である。また、ダイオードやコンデンサを金パッド２６に付加して、過電流、過電圧がＧＭＲ素子５に作用することを防止する技術もあるが、本発明で着目しているのは、図６に示すような微弱な電圧、電流によるピンド層のピンニング強度の劣化の抑制であり、従来技術では克服困難である。

図１３は、従来法と実施例２の製造方法を用いた場合の最終浮上面研磨工程７０４後のピンニング強度Ｈｐの累積度数分布曲線である。同図の結果から分かるように、実施例２の製造方法を用いることにより、ピンニング強度Ｈｐが１０００ Ｏｅ（79.6×10^３Ａ／ｍ）以下と極度にピンニング強度が小さいものの発生率が２０％→１５％と低減しており、かつ中央値（５０％）も大きくなっていることがわかる。以上のことから、実施例２の製造方法を用いることにより、ピンド層のピンニング強度の劣化を抑制することができ、信頼性の高い薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

なお、本実施例では、コンデンサ３０の容量は１８００ｐＦ、インダクタ３１の容量は１４ｎＨとした結果を示したが、上記容量はこれに限定されるものではなく、好ましくは、図６に示すような放電現象を実ラインで測定し、その結果からターゲットとする周波数を求めて、容量を最適化することが望ましい。また、その場合、２種類以上の異なる周波数の波形が観測された場合は、バンドパスフィルタを２層以上に設ければよい。図１４は、バンドパスする周波数のターゲットが３０ＭＨｚと５００ＭＨｚの２種類ある場合の、等価回路図であり、図１５はバンドパスフィルタの特性を示す計算結果である。５００ＭＨｚをバンドパスさせるためには、コンデンサ３４の容量は３０ｐＦ、インダクタ３５の容量は６ｎＨとすればよい。同図に示すように、バンドパスフィルタを２層にすることにより、所望の周波数特性が得られることが分かる。
上記実施例２の最終浮上面研磨工程において、更に、実施例１で述べた導電性研磨液３９を併用することにより、ピンド層のピンニング強度の劣化を更に低減可能となり、より信頼性の高い薄膜磁気ヘッドが製造可能となる。

上記実施例２では、研磨加工中のＥＳＤ対策をローバーの状態で行ったが、浮上面研磨工程７０３の後、ローバーを研磨治具から剥離し、所定の切断位置でスライシングやワイヤソーなどを用いて切断して分割し、浅溝レール３や深溝レール１１が形成されていないスライダの状態で、浮上面２の最終仕上げ研磨を行う際に行っても良い。具体的には、図１６に示すように、コンデンサ３１とインダクタ３２から構成されるバンドパスフィルタ３０が設けられた抵抗測定用基板２８をスライダ２４毎に用意するものであり、上記実施例２と同様に、帯電した電子は、ＧＭＲ素子５を通過せずに、バンドパスフィルタ３０を通過して研磨定盤２３に放電される。

以上説明したように本発明の各実施例によれば、薄膜磁気ヘッドの浮上面研磨工程におけるＥＳＤ対策により、磁気抵抗効果素子の強磁性層（ピンド層）のピンニング強度の劣化が抑制可能となる。その結果、高歩留まりでかつ信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを製造可能にするものである。

なお、上記各実施例では再生素子としてＣＩＰ型ＧＭＲ素子を用いたが、これに限られるものではなく、ＴＭＲ(Tunneling Magnetoresistive)素子やＣＰＰ(Current Perpendicular to the Plane)型ＧＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッドへの適用も可能であり、この場合でも上記各実施例と同様の効果を得ることができる。

本発明の導電性研磨液に必要な比抵抗を示す図で、（ａ）は導電性研磨液の比抵抗とピンニング不良発生率の関係を示す図、（ｂ）は研磨加工中の放電電圧との関係を示す図である。 本発明が適用される薄膜磁気ヘッドの構造を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は素子部を浮上面側から見た拡大模式図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 ＧＭＲ素子の基本構造を示す図である。 薄膜磁気ヘッド浮上面の研磨方法を示す図である。 薄膜磁気ヘッド浮上面の研磨工程中のＥＳＤメカニズムを説明する概念図である。 薄膜磁気ヘッド浮上面の研磨工程中のＥＳＤ現象の測定例を示す図である。 本発明の実施例１による薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明するための工程図である。 ＧＭＲ素子のピンニング強度の測定例を示す図である。 実施例１の効果を示すピンニング強度の累積度数分布曲線を示す図である。 本発明の実施例２による薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明するための図で、最終浮上面研磨工程における抵抗モニタリングとＥＳＤ対策の方法を示す図である。 図１０の等価回路図である。 図１０のバンドパスフィルタの周波数特性を示す計算結果の図である。 実施例２の効果を示すピンニング強度の累積度数分布曲線を示す図である。 バンドパスフィルタを２層にしたときの等価回路図である。 バンドパスフィルタを２層にしたときの周波数特性を示す計算結果の図である。 実施例２における抵抗モニタリングとＥＳＤ対策の方法の他の例を示す図である。

符号の説明

１…薄膜磁気ヘッド、２…浮上面、３…浅溝レール、４…基板、５…ＧＭＲ素子、６…保護膜、７…下部シールド膜、８…上部シールド膜、９…下部磁性膜、１０…上部磁性膜、１１…深溝レール、１２…反強磁性層、１３…強磁性層（ピンド層）、１４…非磁性層、１５…強磁性層（フリー層）、１６…ハードバイアス層、１７…電極、18…研磨定盤、１９…研磨液、２０…最終研磨工程用の研磨治倶、２１…ＭＲ素子高さ、２２…研磨治具、２３…固定砥粒定盤、２４…スライダ、２５…ローバー、２６…金パッド、２７…金線、２８…抵抗測定用基板、２９…抵抗測定部、３０…バンドパスフィルタ、３１…コンデンサ、３２…インダクタ、６００…ウェハ、７０１…素子形成工程、７０２…基板切断工程、７０３…浮上面研磨工程、７０４…最終浮上面研磨工程、７０５…レール形成工程、７０６…切断工程。

Claims (20)

1. ウェハ上に再生素子を含むヘッド素子を複数個形成する工程と、
   前記ウェハを切断してローバーにする工程と、
   前記ローバーの前記ヘッド素子の浮上面となる面を研磨し、前記再生素子の素子高さを所定の寸法にする第１の浮上面研磨工程と、
   所定の形状の研磨面に仕上げるために、前記研磨された浮上面となる面を油性の導電性研磨液を用いてアースに接地されている定盤で研磨する第２の浮上面研磨工程と、
   前記所定の形状に仕上げられた浮上面にレールを形成する工程と、
   を備え、
   前記油性の導電性研磨液は、基油と、主鎖として炭化水素系の非極性基を持ち、かつイオン基として解離できる官能基を持つ導電性物質とを主成分として含み、前記導電性研磨液の比抵抗が５GΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
2. 前記導電性研磨液の比抵抗が１GΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の
3. 前記導電性研磨液の基油は、非極性な炭化水素系の基油であることを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記導電性物質は、陰イオン界面活性剤であることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
5. 前記陰イオン界面活性剤は、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムまたは脂肪酸のナトリウム塩であることを特徴とする請求項４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
6. 前記導電性物質は、陽イオン界面活性剤であることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
7. 前記陽イオン界面活性剤は、有機オニウム塩であることを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
8. 前記油性の導電性研磨液は、極性を有する溶剤の基油と、陰イオン界面活性剤の導電性物質とを主成分として含むことを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
9. 前記油性の導電性研磨液は、極性を有する溶剤の基油と、陽イオン界面活性剤の導電性物質とを主成分として含むことを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
10. 前記導電性研磨液は、さらに防食剤を含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
11. 前記防食剤はベンゾトリアゾールであることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
12. 前記第１の浮上面研磨工程において、比抵抗が５GΩ・ｃｍ以下の導電性研磨液を用いることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
13. ウェハ上に再生素子を含むヘッド素子を複数個形成する工程と、
    前記ウェハを切断してローバーにする工程と、
    前記ローバーの前記ヘッド素子の浮上面となる面を研磨し、前記再生素子の素子高さを所定の寸法にする第１の浮上面研磨工程と、
    前記研磨後のローバーを個々のスライダに切断する工程と、
    所定の形状の浮上面に仕上げるために、前記スライダを複数個保持し、前記第１の浮上面研磨工程において研磨された浮上面を油性の導電性研磨液を用いてアースに接地されている定盤で研磨する第２の浮上面研磨工程と、
    前記所定の形状に仕上げられた浮上面にレールを形成する工程と、
    を備え、
    前記油性の導電性研磨液は、基油と、主鎖として炭化水素系の非極性基を持ち、かつイオン基として解離できる官能基を持つ導電性物質とを主成分として含み、前記導電性研磨液の比抵抗が５GΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
14. 前記第１の浮上面研磨工程が、油性の導電性研磨液を用いて行われることを特徴とする請求項１３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
15. ウェハ上に再生素子を含むヘッド素子を複数個形成する工程と、
    前記ウェハを切断してローバーにする工程と、
    前記ローバーの前記ヘッド素子の浮上面となる面を研磨し、前記再生素子の素子高さを所定の寸法にする第１の浮上面研磨工程と、
    前記再生素子の端子と接続される配線パターン間に、前記浮上面となる面の研磨中に発生する摩擦帯電の放電をパスするバンドパスフィルタを接続した前記再生素子の抵抗を測定する抵抗測定部を用いて前記再生素子の抵抗を測定し、所定の形状の浮上面に仕上げるために前記研磨された浮上面となる面を油性の導電性研磨液を用いてアースに接地されている定盤で研磨する第２の浮上面研磨工程と、
    前記所定の形状に仕上げられた浮上面にレールを形成する工程と、
    を備え、
    前記油性の導電性研磨液は、基油と、主鎖として炭化水素系の非極性基を持ち、かつイオン基として解離できる官能基を持つ導電性物質とを主成分として含み、前記導電性研磨液の比抵抗が５GΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
16. 前記第１の浮上面研磨工程が、油性の導電性研磨液を用いて行われることを特徴とする請求項１５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
17. ウェハ上に再生素子を含むヘッド素子を複数個形成する工程と、
    前記ウェハを切断してローバーにする工程と、
    前記ローバーの前記ヘッド素子の浮上面となる面を研磨し、前記再生素子の素子高さを所定の寸法にする第１の浮上面研磨工程と、
    前記研磨後のローバーを個々のスライダに切断する工程と、
    前記スライダを複数個保持し、前記再生素子の端子と接続される配線パターン間に、前記浮上面となる面の研磨中に発生する摩擦帯電の放電をパスするバンドパスフィルタを接続した前記再生素子の抵抗を測定する抵抗測定部を用いて前記再生素子の抵抗を測定し、所定の形状の浮上面に仕上げるために前記研磨した前記浮上面となる面を油性の導電性研磨液を用いてアースに接地されている定盤で研磨する第２の浮上面研磨工程と、
    前記所定の形状に仕上げられた浮上面にレールを形成する工程と、
    を備え、
    前記油性の導電性研磨液は、基油と、主鎖として炭化水素系の非極性基を持ち、かつイオン基として解離できる官能基を持つ導電性物質とを主成分として含み、前記導電性研磨液の比抵抗が５GΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
18. 前記第１の浮上面研磨工程が、油性の導電性研磨液を用いて行われることを特徴とする請求項１７に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
19. 前記油性の導電性研磨液の基油は非極性な炭化水素系の基油であり、前記導電性物質は陰イオン又は陽イオンの界面活性剤であることを特徴とする請求項１３または１５または１７の何れかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
20. 前記油性の導電性研磨液の基油は極性を有する溶剤であり、前記導電性物質は陰イオン又は陽イオンの界面活性剤であることを特徴とする請求項１３または１５または１７の何れかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。

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