KR100234177B1 - Gap depth control/manufacturing method in the process of magnetic head manufacture - Google Patents

Gap depth control/manufacturing method in the process of magnetic head manufacture Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기 헤드의 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gap depth control / machining method in a manufacturing process of a magnetic head.

본 발명은 웨이퍼 상에 형성된 소정의 광학 패턴을 이용하여 박막 자기 헤드의 갭 깊이 제어/가공하는 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법에 있어서, 상기 광학 패턴을 형성하는 단계에서, 자기 헤드의 갭 깊이 측정 및 자기 헤드 가공을 위한 미세눈금 간격을 가지는 스케일 바를 상기 광학 패턴에 대하여 직각으로 형성하여 갭 깊이를 제어/가공하는 점에 그 특징이 있다.The present invention relates to a gap depth control / machining method in a magnetic head manufacturing process in which a gap depth control / machining of a thin film magnetic head is performed by using a predetermined optical pattern formed on a wafer. It is characterized in that a scale bar having a fine scale interval for measuring gap depth and magnetic head processing is formed at right angles to the optical pattern to control / process the gap depth.

이와 같이 본 발명은 웨이퍼 상에 미세한 눈금 간격의 스케일 바를 형성하여 갭 깊이 제어/가공에 이용하므로, 종래와 같은 메저스코우프를 이용한 가공량 차이 측정에서 발생되는 측정오차를 없앨 수 있고, 그에 따라 한층 정밀하게 자기 헤드의 갭 깊이 제어/가공할 수 있는 장점이 있다.As described above, since the present invention forms a scale bar with a fine scale interval on the wafer and is used for gap depth control / machining, it is possible to eliminate the measurement error caused in the measurement of the difference in processing amount using a conventional scope. It has the advantage of precisely controlling / machining the gap depth of the magnetic head.

Description

자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법Gap Depth Control / Processing Method in Magnetic Head Manufacturing Process

제1도는 종래 자기 헤드의 구성을 개략적으로 나타내 보인 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a conventional magnetic head.

제2도는 종래 광학 패턴을 이용한 자기 헤드 갭 깊이 제어/가공 방법에 있어서, 웨이퍼 상에 광학 패턴을 형성한 상태도.2 is a state diagram in which an optical pattern is formed on a wafer in a magnetic head gap depth control / processing method using a conventional optical pattern.

제3도는 본 발명에 따른 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법에 있어서, 웨이퍼 상에 광학 패턴 및 스케일 바를 형성한 상태도.3 is a state diagram in which an optical pattern and scale bar are formed on a wafer in the gap depth control / machining method in the magnetic head manufacturing process according to the present invention.

제4도는 일반적인 자기 헤드 제조공정에 있어서, 웨이퍼 상에서의 자기 헤드 및 광학 패턴의 배열상태도.4 is an arrangement state of a magnetic head and an optical pattern on a wafer in a general magnetic head manufacturing process.

제5도는 본 발명에 따른 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공방법에 있어서, 자기 헤드 연마량의 오차를 스케일 바를 이용하여 측정하는 상태도.5 is a state diagram in which the error of the magnetic head polishing amount is measured using a scale bar in the gap depth control / machining method in the magnetic head manufacturing process according to the present invention.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of reference numerals for the main parts of the drawings>

11 : 상부자성층 12 : 하부자성층11: upper magnetic layer 12: lower magnetic layer

13 : 권선코일부 14 : 절연층13: winding coil part 14: insulating layer

21, 31, 42, 43 : 광학 패턴 32 : 스케일 바21, 31, 42, 43: optical pattern 32: scale bar

41 : 자기 헤드 d : 갭 깊이41: magnetic head d: gap depth

본 발명은 HDD(hard disk drive)나 디지탈 오디오 시스템 등의 자기기록 장치에 사용되는 자기 헤드에 관한 것으로서, 상세히는 자기 헤드의 제조공정에 있어서, 자기 헤드의 특성에 중요한 영향을 미치는 캡 깊이(throat height)를 높은 정밀도로 제어/가공할 수 있는 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head used in a magnetic recording device such as a hard disk drive (HDD) or a digital audio system. The present invention relates to a gap depth control / processing method in a magnetic head manufacturing process capable of controlling / machining height) with high precision.

HDD나 디지탈 오디오 시스템 등에 사용되는 자기 헤드는 정보 기록 매체(디스크)에 기록된 소정의 데이타를 읽어 재생시키기 위한 장치이다.Magnetic heads used in HDDs, digital audio systems and the like are devices for reading and reproducing predetermined data recorded on an information recording medium (disc).

제1도는 그와 같은 종래 자기 헤드의 구성을 개략적으로 나타내 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of such a conventional magnetic head.

이를 참조하면, 종래 자기 헤드(10)는 도시된 것과 같이 상부자성층(11) 및 하부자성층(12)에 의해 마련된 하우징 내부에 다수의 권선코일부(13)가 상호 소정 간격으로 이격되어 설치되고, 그 권선코일부(13)와 상기 상부자성층(11) 사이에는 절연층(14)이 형성되어 있다.Referring to this, the conventional magnetic head 10 is provided with a plurality of winding coils 13 spaced apart from each other at predetermined intervals in a housing provided by the upper magnetic layer 11 and the lower magnetic layer 12, as shown. An insulating layer 14 is formed between the winding coil portion 13 and the upper magnetic layer 11.

이와 같은 종래 자기 헤드에 있어서, 갭 깊이(d)는 자기 헤드의 특성을 결정짓는 중요한 요소로서, 통상 자기 헤드의 제조공정중에 갭 깊이(d)의 가공 정도를 측정하기 위해 제2도에서와 같이 소정 광학 패턴(21)을 형성하고, 갭 깊이 가공정도를 메저스코우프(measurescope)를 사용하여 치수를 측정하면서 가공하는 광학적 측정에 의한 제어/가공 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나, 이와 같은 광학적 측정에 의한 제어/가공 방법은 메저스코우프의 분해능의 한계 및 측정오차의 발생 때문에 1㎛이하의 정밀도를 얻기 어려운 단점이 있다. 이에 대한 대책으로 종래에는 저항 패던을 이용한 갭 깊이 제어/가공 방법이 사용되고 있다. 그러나, 저항 패턴을 이용한 갭 깊이 제어/가공 방법은 상기 광학적 측정에 의한 제어/가공 방법에서의 단점을 극복할 수는 있으나, 저항 패턴의 본딩 패드(bonding pad)에 리드 와이어 (lead wire)를 접속해야 하고, 멀티미터(multimeter)를 이용한 시스템을 구성 해야 하는 등, 기술적으로 어려운 문제가 수반된다.In such a conventional magnetic head, the gap depth d is an important factor in determining the characteristics of the magnetic head, and as shown in FIG. 2, in order to measure the degree of machining of the gap depth d during the manufacturing process of the magnetic head. The control / processing method by the optical measurement which forms the predetermined optical pattern 21, and processes the gap depth processing degree while measuring a dimension using a measuring scope is mainly used. However, such a control / processing method by optical measurement has a disadvantage that it is difficult to obtain an accuracy of 1 μm or less due to the limitation of the resolution of the measuring scope and the occurrence of measurement errors. As a countermeasure against this, a gap depth control / processing method using a resistance pad is conventionally used. However, the gap depth control / machining method using a resistance pattern can overcome the disadvantage of the control / machining method by the optical measurement, but connects a lead wire to a bonding pad of the resistance pattern. And technical difficulties, such as configuring a multimeter system.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 창출된 것으로서, 자기 헤드의 갭 깊이를 고정밀도로 제어/가공할 수 있는 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a gap depth control / processing method in a magnetic head manufacturing process capable of controlling / processing a gap depth of a magnetic head with high accuracy.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자기 헤드 제조 공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법은, 웨이퍼 상에 형성된 소정의 광학 패턴을 이용하여 박막 자기 헤드의 갭 깊이를 제어/가공하는 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법에 있어서, 상기 광학 패턴을 형성하는 단계에서, 자기 헤드의 갭 깊이 측정 및 자기 헤드 가공을 위한 미세눈금 간격을 가지는 스케일 바(sclae bar)를 상기 광학 패턴에 대하여 직각으로 형성하여 갭 깊이 제어/가공하는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the gap depth control / machining method in the magnetic head manufacturing process according to the present invention uses a predetermined optical pattern formed on a wafer to control / process the gap depth of a thin film magnetic head. In the gap depth control / machining method in the process, in the step of forming the optical pattern, a scale bar having a fine scale interval for measuring the gap depth of the magnetic head and the magnetic head processing with respect to the optical pattern. Its characteristics are that it is formed at right angles to control / process gap depth.

이와 같이 미세한 눈금 간격의 스케일 바를 광학 패턴과 함께 형성하여 자기 헤드의 갭 깊이 제어/가공에 이용하므로, 종래와 같은 메저스코우프를 이용한 가공량 차이 측정에서 발생되는 측정오차를 없앨 수 있고, 그에 따라 한층 정밀하게 갭 깊이 제어/가공할 수 있는 장점이 있다.As such, the scale bars having fine scale intervals are formed together with the optical pattern to be used for controlling / machining the gap depth of the magnetic head, thereby eliminating measurement errors that occur in the measurement of the difference in throughput using a conventional scope. It has the advantage of more precise gap depth control / machining.

이하 첨부된 도면을참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명에 따른 박막 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법에 있어서, 광학 패턴 및 스케일 바의 형성을 나타내 보인 평면도이다.3 is a plan view showing the formation of an optical pattern and scale bar in the gap depth control / processing method in the thin film magnetic head manufacturing process according to the present invention.

이를 참조하면, 자기 헤드의 제조공정중에 갭 깊이의 가공 정도를 측정하기 위하여 먼저, 자기 헤드 가공을 위한 웨이퍼(미도시) 상에 소정폭과 길이를 가지는 바 형태의 광학 패턴(31)을 형성시킨다. 여기서, 이와 같은 광학 패턴(31)의 형성은 포토리소그라피(photolithography)를 이용하여 수행된다.Referring to this, in order to measure the processing depth of the gap depth during the manufacturing process of the magnetic head, first, an optical pattern 31 having a bar shape having a predetermined width and length is formed on a wafer (not shown) for magnetic head processing. . Here, the formation of the optical pattern 31 is performed by using photolithography.

또한, 상기 광학 패턴(31)을 형성할 때, 도시된 것과 같이 1㎛의 미세한 눈금간격을 가지는 스케일 바(32)를 약 350㎛의 길이로 상기 광학 패턴(31)에 대하여 직각으로 형성하게 된다. 여기서, 이와 같은 스케일 바(32)의 형성도 포토리소그라피를 이용하여 수행된다.In addition, when the optical pattern 31 is formed, a scale bar 32 having a fine scale interval of 1 μm is formed at a length of about 350 μm at a right angle with respect to the optical pattern 31 as shown. . Here, the formation of the scale bar 32 is also performed using photolithography.

한편, 자기 헤드의 가공 시에는 제4도에 도시된 것과 같이 여러개의 자기 헤드(41)를 한꺼번에 가공하기 때문에, 제5도에 도시된 것처럼 제일 좌측에 위치하는 헤드의 광학패턴까지의 잔여 연마량은 W1, 제일 우측에 위치하는 헤드의 광학 패턴까지의 잔여 연마량은 W2와 같이 제일 좌측과 우측의 헤드 사이에는 연마량의 차이가 발생하게 된다. 이때, 제4도에서 최외곽의 좌측 광학 패턴(42)과 우측 광학 패턴(43)의 가공 잔여치수를 측정하여 좌,우측의 오차를 계산한다. 즉, 종래와 같이 메저스코우프를 이용하는 것이 아니라, 일반 광학 현미경으로 상기 스케일 바(32)의 눈금을 읽어 좌,우측의 오차를 용이하게 계산하게 되는 것이다. 이와 같이 해서 오차계산이 끝나면, 가공기계를 회전시켜서 상기 오차를 없애주게 된다.On the other hand, when the magnetic head is processed, as shown in FIG. 4, since several magnetic heads 41 are processed at once, the remaining amount of polishing to the optical pattern of the head located on the far left as shown in FIG. Is W 1 , and the residual polishing amount up to the optical pattern of the head located at the far right is the difference in polishing amount between the leftmost and right heads as in W 2 . At this time, in Fig. 4, the left and right errors are calculated by measuring the processing residual dimensions of the outermost left optical pattern 42 and the right optical pattern 43. In other words, instead of using a measuring scope as in the related art, the scale of the scale bar 32 is read by a general optical microscope to easily calculate the left and right errors. When the error calculation is completed in this way, the machining machine is rotated to eliminate the error.

이때, 웨이퍼의 좌,우측의 가공된 양의 차이와 회전시켜야 할 가공기계의 회전량과의 상호 관계는 다음과 같이 표시될 수 있다.At this time, the relationship between the difference in the processed amount of the left and right sides of the wafer and the amount of rotation of the processing machine to be rotated can be expressed as follows.

회전량 = ΔW × 8.88Rotation amount = ΔW × 8.88

여기서, ΔW = W2- W1이고, 8.88은 가공기계의 회전조절용 노브의 최적조건의 조성 수치이다.Here, ΔW = W 2 -W 1 , 8.88 is the composition value of the optimum conditions of the knob for rotation control of the processing machine.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법은 웨이퍼 상에 미세한 눈금 간격의 스케일 바를 형성하여 갭 깊이 제어/가공에 이용하므로, 종래의 메저스코우프를 이용한 웨이퍼 가공량 차이 측정에서 발생되는 측정오차를 없앨 수 있고, 그에 따라 한층 정밀하게 자기 헤드의 갭 깊이를 제어/가공할 수 있는 장점이 있다.As described above, the gap depth control / machining method in the magnetic head manufacturing process according to the present invention forms a scale bar with a fine scale interval on the wafer and uses the gap depth control / machining, thus using a conventional measuring scope. There is an advantage in that the measurement error generated in the wafer throughput difference measurement can be eliminated, thereby controlling / machining the gap depth of the magnetic head more precisely.

Claims (2)

웨이퍼 상에 형성된 소정의 광학 패턴을 이용하여 박막 자기 헤드의 갭 깊이 제어/가공하는 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법에 있어서, 상기 광학 패턴을 형성하는 단계에서, 자기 헤드의 갭 깊이 측정 및 자기 헤드 가공을 위한 미세눈금 간격을 가지는 스케일 바를 상기 광학 패턴에 대하여 직각으로 형성하여 갭 깊이를 제어/가공하는 것을 특징으로 하는 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법.A gap depth control / machining method in a magnetic head manufacturing process of controlling / machining a gap depth of a thin film magnetic head by using a predetermined optical pattern formed on a wafer, wherein in the step of forming the optical pattern, the gap depth of the magnetic head is formed. A method for controlling and processing gap depth in a magnetic head manufacturing process, comprising: forming a scale bar having a fine scale interval for measurement and magnetic head processing at right angles to the optical pattern to control / process gap depth. 제1항에 있어서, 상기 스케일 바의 눈금은 1㎛의 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 헤드 제조공정에서의 갭 깊이 제어/가공 방법.The method of claim 1, wherein the scale of the scale bar is formed at intervals of 1㎛ the gap depth control / processing method in the magnetic head manufacturing process.
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