(57)【要約】【課題】ネックハイトやサイドシールドハイト等のハイト値を高精度に制御することを可能にする磁気ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】ウエハ基板にリード素子を形成した後、記録ヘッドを形成する際に設定するハイトのオフセット値を設定するに必要なリード素子のコア幅、ハイト方向の辺長及びＲＡを計測するデータ取得工程と、前記データ取得工程により得られた測定データに基づき、ウエハ段階においてABS面位置を予測し、その予測位置に基づいて前記ハイトのオフセット値を計算する工程と、該計算により求められたオフセット値に基づいて記録ヘッドをパターン形成する工程とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ基板にリード素子を形成した後、記録ヘッドを形成する際に設定するハイトのオフセット値を設定するに必要なリード素子のコア幅、ハイト方向の辺長及びＲＡを計測するデータ取得工程と、
前記データ取得工程により得られた測定データに基づき、ウエハ段階においてABS面位置を予測し、その予測位置に基づいて前記ハイトのオフセット値を計算する工程と、
該計算により求められたオフセット値に基づいて記録ヘッドをパターン形成する工程と
を備えることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記記録ヘッドを形成する際に設定するハイトとして、ネックハイト（NH）、サイドシールドハイト(SSH)、主磁極上部のしぼり位置のハイト（SMPh）、トレーリングシールドハイト（TH）のうちの少なくとも一つを選択することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記オフセット値を計算する工程において、装置自体に起因する変動を抑える装置パラメータを補完してオフセット値を設定することを特徴とする請求項１または２記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記オフセット値を計算する工程において、ネックハイトのオフセットとして、主磁極を形成する際に基準とするマーカー（EBM）とリード素子を形成するパターン間の位置ずれに起因する補正量を加味することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ウエハ段階において記録ヘッドのネックハイト、サイドシールドハイト等のハイト値を高精度に管理することを可能にする磁気ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、垂直磁気ヘッドにおける記録ヘッドのABS面近傍の構造を示す。記録ヘッドのABS面の近傍部分には、主磁極１０のネック部１２と、サイドシールド１４ａ、１４ｂと、トレーリングシールド１６が設けられる。
ネック部１２はフレアポイントFから先端側が細幅にしぼられた形状に形成され、主磁極１０のフレアポイントFから後端側は、徐々に幅広となるように形成されている。
サイドシールド１４ａ、１４ｂは、主磁極１０の記録磁界によって隣接トラックの記録情報が擾乱を受けないように磁界をシールドするもので、ネック部１２を挟む配置に設けられる。トレーリングシールド１６は磁界のシールド作用と記録精度を向上させるためのものであり、ネック部１２の上層に配置される。
【０００３】
図５に示すようにABS面と主磁極１０のフレアポイントFとの距離がネックハイト（NH)、ABS面からサイドシールド１４ａ、１４ｂのハイト方向の長さがサイドシールドハイト（SSH)、ABS面からトレーリングシールド１６のハイト方向の長さがトレーリングシールドハイト（TH)である。
主磁極１０のネック部１２は、記録磁界を集中させるためにネック部１２の中途位置から先端側がしぼられた形状となっている。ABS面からしぼり位置Bまでの距離がSMPh（Shaped Main Pole height)である。
【０００４】
これらのNH、SSH、TH、SMPhは、記録ヘッドの記録特性を左右する重要なパラメータである。したがって、従来はこれらのハイト値を管理項目として磁気ヘッドを製造している。ハイト値を管理するもっとも基本となる方法は、ウエハ基板からスライダーを形成して磁気ヘッドを加工した後、実際にネックハイト等を計測し、その計測結果をウエハ段階における製造工程にフィードバック（たとえばバターン形成位置を調節する等）する方法である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−５８９６８号公報
【特許文献２】特開平１１−１３８３８９号公報
【特許文献３】特開２００３−１１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように磁気ヘッドを加工した後にネックハイト等を計測して製造工程にフィードバックする方法は、製造工程が後工程まで進んだ状態でフィードバックすることになるから、製品不良が生じたような場合に、迅速にその結果が製造工程に反映できないという難点がある。このため、ABS面を加工する前工程のウエハ段階において、ネックハイト等のハイト値を予測し、その予測値を監視しながら製造工程を管理する方法が考えられている。
【０００７】
ウエハ段階においてネックハイト等のハイト値を予測して管理する方法として、以下のようなハイト値についての計算式を立式して推移観察する方法がある。
NH計算式＝（MRハイト）-（MRハイト変動量）-（MPとMRのオーバーレイ）
SSH計算式＝（MRハイト）-（MRハイト変動量）-（SSとMRのオーバーレイ）+（ΔSSH)
SMPh計算式＝（MRハイト）-（MRハイト変動量）-（SMPとMRのオーバーレイ）+（ΔSMPh)
TH計算式＝（MRハイト）−（MRハイト変動量）-（TSとMRのオーバーレイ）+（ΔTH)
上式においてMPとあるのは主磁極、SSとあるのはサイドシールド、SMPとあるのはネック部のしぼり部分（Shaped Main Pole）、TSとあるのはトレーリングシールドの意である。
【０００８】
図６に上記計算式におけるMRハイト、オーバーレイ等の関係を示す。たとえば、ネックハイトは、リード素子のMRハイト（リード素子の後端位置）を基準として、主磁極とリード素子との相対距離に基づいて決められることを示す。主磁極をパターン形成する際には、リード素子を形成した際のパターン位置を基準として、マスク上での主磁極位置を決めるから、リード素子と主磁極とのマスク上での相対位置を（MPとMRのオーバーレイ）として定義すると、上記計算式となる。なお、上記計算式の符号は便宜的なもので、相対距離等についての符号の設定は任意である。
【０００９】
この（MPとMRのオーバーレイ）は、マスク上におけるリード素子と主磁極との相対位置（一意に決まる）と、実際に主磁極をパターン形成する際に生じる位置ずれ量を含む。主磁極をパターン形成する際の露光位置の位置ずれは、リード素子を形成する際に形成した位置決め用のマークと主磁極を形成する際の位置検知用のマークとを視認して、位置ずれ量を検知することによってわかる。
【００１０】
また、上記計算式における（MRハイト変動量）の項は、リード素子をパターン形成した後に、リード素子が伸縮する量を考慮したものである。
リード素子をパターン形成した後のハイト方向の変動量（伸縮量）をΔとすると、近似的にリード素子はハイト方向の一方側と他方側にΔ／２ずつ伸縮すると考えて、計算式に寄与する（MRハイト変動量）＝（(リード素子のハイト方向の長さ測定データ)−(マスク設計値)）／２と表すことができる。
【００１１】
また、サイドシールドハイトSSHは、（MRハイト）及び（MRハイト変動量）と、リード素子とサイドシールドとのオーバーレイ（SSとMRのオーバーレイ）によって決まる。この変動量も、サイドシールドについてはリード素子の位置を基準として形成することによる。サイドシールドのオーバーレイについても、リード素子とサイドシールドとの相対距離と、リード素子の位置決め用のマークとサイドシールドをパターン形成する際に形成した位置検知用のマークとの位置ずれ量から決められる。
なお、上記計算式では、サイドシールド自体が伸縮することを考慮して、サイドシールドの変動量ΔSSHを考慮している。このサイドシールドの変動量ΔSSHについても、近似的に、（ΔSSH）＝（（サイドシールドのハイト方向の長さ測定データ）−(マスク設計値)）／２とすることができる。
同様に、SMPh、THについても、リード素子とのオーバーレイ（相対位置）と、それぞれの変動量ΔSMPh、ΔTHを考慮して立式される。
【００１２】
上記計算式には、共通項として（MRハイト）が含まれている。これは、ウエハ基板を加工してABS面を決定した状態、すなわちMRハイトが最終的に決まった状態でのMRハイトを基準としてネックハイト等が決まることに基づく。この計算式におけるMRハイトは、ABS面を加工した後の抵抗値（MRR）と、リード素子の面積抵抗（RA)とリード素子のコア幅方向の寸法Dから、リード素子のハイト方向の長さとして次式によって求められる。
（MRハイト）＝（RAの測定値）／（D×MRR)
図７は、前述したネックハイトの計算式をもとにしてネックハイトを予測した値と、実際にABS面加工を施した状態においてネックハイトを実測した値を複数のサンプルについて示したものである。予測値と実測値とは明確な相関関係が見られる。
【００１３】
上述したように、従来方法においては、ウエハ段階においてネックハイト等のハイト値を計算式に基づいて予測してはいるものの、ハイト推移を監視しているのみであり、ネックハイト等のハイト値を高精度に制御するには、計算式をもとに積極的にハイト調整する方法が新たに必要となる。
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、リードヘッドを形成した際における変動分を考慮して主磁極等の記録ヘッドを形成することによって、ネックハイトやサイドシールドハイト等のハイト値を高精度に制御することを可能にする磁気ヘッドの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本実施形態の一観点によれば、ウエハ基板にリード素子を形成した後、記録ヘッドを形成する際に設定するハイトのオフセット値を設定するに必要なリード素子のコア幅、ハイト方向の辺長及びＲＡを計測するデータ取得工程と、前記データ取得工程により得られた測定データに基づき、ウエハ段階においてABS面位置を予測し、その予測位置に基づいて前記ハイトのオフセット値を計算する工程と、該計算により求められたオフセット値に基づいて記録ヘッドをパターン形成する工程とを備える磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る磁気ヘッドの製造方法によれば、ウエハ基板にリード素子を形成した段階において、リード素子について計測した結果に基づいて記録ヘッドを形成するから、記録ヘッドのネックハイト等のハイト値を正確に設定することができる。これによって、ばらつきなく高精度の磁気ヘッドを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（リード素子と主磁極との配置）
図１は、ウエハ基板にリード及びライト用の素子を形成した状態の断面図を示す。
リード素子部分は、リード素子２０と、リード素子２０を厚さ方向に挟む配置に設けられた下部シールド層２１と上部シールド層２２とを備える。
ライト素子部分は、主磁極１０と、主磁極１０の上層と下層に設けられた上部リターンヨーク１７及び下部リターンヨーク１８と、主磁極１０の下層に設けられた磁性膜１１とコイル１９とを備える。磁性膜１１はハイト端側において上部リターンヨーク１７と連結する。コイル１９は、主磁極１０及び磁性膜１１を巻回するように形成される。なお、図１において空白部分は絶縁層である。
【００１７】
ウエハ基板にリード及びライト用の素子部分を形成した状態においては、ABS面位置は決まっていない。したがって、リード素子２０と主磁極１０等を形成する場合は、ABS面位置と交差する配置となるように大きめにリード素子２０や主磁極１０等を形成する。
【００１８】
リード素子２０についてみると、ウエハ基板の段階においては、ABS面に垂直方向（ハイト方向）の長さはA0であるが、ABS面位置まで研磨加工した段階においては、ハイト方向の長さはAとなる。このABS面を決める研磨加工は、リード素子２０が所定の抵抗値になったところで停止される。
ABS面の位置が最終的に決まることによって、主磁極１０のネックハイト（NH)が決まり、同様にサイドシールドハイト（SSH)、トレーリングシールドハイト（TH)、SMPh（Shaped Main Pole height)が決まることになる。
【００１９】
（ハイト調整方法）
本実施形態の磁気ヘッドの製造方法においては、リードヘッドを形成した後に記録ヘッドの主磁極やサイドシールドを形成する際に、リード素子を形成した際に、リード素子について測定した測定データをもとにネックハイト等を形成するためのオフセット値の計算を行い、その計算結果に基づいてライトヘッドを形成する。
【００２０】
図２に、記録ヘッドの主磁極等を形成する際に行う処理のフロー図を示す。
まず、リード素子を形成した段階において、ネックハイト等のハイト計算を行うに必要な計算要素となるデータを取得する（ステップ３０）。このステップ３０において取得するデータは、リード素子のコア幅方向の測定データと、リード素子のハイト方向の長さ（辺長）の測定データ（MR幅測定データ）と、リード素子のRA（面積抵抗）を測定したデータである。
【００２１】
図１に示すように、ウエハ段階においてリード素子を形成する際には、ABS面加工によってリード素子が研磨されることを前提として、最終的なMRハイトよりもリード素子は大きく形成している。ステップ３０において取得するリード素子のコア幅方向とハイト方向の測定データは、このウエハ段階において形成された状態におけるコア幅方向とハイト方向の長さである。このリード素子のコア幅方向とハイト方向の長さは、電子顕微鏡を用いて実際に測長することによって得られる。
リード素子のRA値も実際に形成したリード素子について、ウエハ段階において、抵抗値測定を行って得られる。
【００２２】
リード素子は平面形状が長方形状に形成されているから、リード素子のコア幅方向とハイト方向の長さを測定することによってリード素子の平面積が求められる。RA値がわかっているから、たとえばウエハ段階におけるリード素子部分の全体の抵抗値は平面積に基づいて決められる。
ABS面を加工する際には、リード素子が所定の抵抗値となるように狙って加工するから、そのときの狙いの抵抗値を設定すれば、その抵抗値となるリード素子の高さが決まる。その抵抗値となるリード素子の高さは、ABS面加工によって決められるMRハイトに他ならない。MRハイトがわかれば、そのMRハイトからウエハ段階において、ABS面位置が推定できるから、このABS面位置を基準として所定のネックハイトとなるように主磁極をパターン形成したり、サイドシールド部をパターン形成することが可能となる。
【００２３】
そして、上記のリード素子についての測定データをもとにMRハイトを決める方法によれば、そのウエハ基板に対して形成したリード素子についてのばらつきを吸収した上で、ネックハイト等が設定できることになる。
リード素子を形成した段階における抵抗値やリードコア幅は、製造条件の変動等によって狙いとする値から僅かながらであってもずれる可能性がある。上述したリード素子の測定データからMRハイトを決める方法は、この製造ばらつきの変動要因を含むものであるから、その設定値（MRハイト）を使用することによってリード素子を形成した際の変動要因が吸収されることになる。
【００２４】
上述した方法によってMRハイトを決めた後、ネックハイト等のハイト値にあわせて主磁極等を形成する際のオフセット値を計算する（ステップ３２）。次式が、各々のハイト値にあわせてオフセットを決める際の計算式である。
NHオフセット値＝理想NH値-（MRハイト）+（MRハイト変動量）+（EBMとMRとのオーバーレイ）+（装置パラメータ）・・・(1)
SSHオフセット値＝理想SSH値-（MRハイト）+（MRハイト変動量）+（EBMとMRとのオーバーレイ）-(ΔSSHオフセット）+（装置パラメータ）・・・(2)
SMPhオフセット値＝理想SMPh値-（MRハイト）+（MRハイト変動量）-(ΔSMPhオフセット）+（装置パラメータ）・・・(3)
THオフセット値＝理想TH値-（MRハイト）+（MRハイト変動量）-(ΔTHオフセット）+（装置パラメータ）・・・(4)
【００２５】
上記（1)〜(4)式において表れている（MRハイト）は、前述したウエハ段階におけるリード素子についての測定結果に基づいて決定した値である。すなわち、リード素子固有の変動量はここに含まれている。
(1)式において、理想NH値とは、ABS面を基準として狙いとするネックハイトである。したがって、この値は一意に決まる。
ＭＲハイトを決定する際には、浮上面に対向する方向から素子を研削（ラップ）して所定のＭＲハイトとなるようにするから、リード素子のハイト方向の長さが、加工後に伸縮すると、ライト磁極のネックハイトが変動する。
図３は、リード素子（MR素子）が伸縮することによってネックハイト（NH）が変動することを示している。図３（ａ）はリード素子に伸縮がない場合、図３（ｂ）は伸縮が生じた場合で、リード素子が伸びたことによって、ABS面を加工した状態ではネックハイトが低くなる。(1)〜(4)式において、このリード素子による変動分を（MRハイト変動量）として補正している。
【００２６】
NHオフセットを決める、(1)式における（EBMとMRとのオーバーレイ）は、本実施形態の磁気ヘッドの製造工程において特有に表れてくる補正量である。すなわち、主磁極を形成する位置は、リード素子との位置関係において設定されるが、製造工程上、リード素子を基準として直接的に主磁極の位置を決めることができない場合がある。その場合には、リード素子に対して基準となるマーカー（EBM）をまず形成し、そのマーカーを基準として主磁極を形成する。（EBMとMRとのオーバーレイ）はEBマーカーをパターン形成する際にリード素子に対して位置ずれすることがあり得ることから、その位置ずれ量をNHのオフセット値に取り込んだものである。
【００２７】
サイドシールドのオフセットを決める(2)式における、理想SSH値はABS面を加工した際における狙いとするSSHである。
(2)式においても（EBMとMRとのオーバーレイ）の項があらわれている。これは、サイドシールドを形成する際にも主磁極を形成する際に利用するマーカー（EBM)を利用してサイドシールドのパターン位置を位置決めすることによる。
(2)式における(ΔSSHオフセット）は、ウエハ段階においてサイドシールドをパターン形成する際に、製造工程上、狙いとするサイドシールドの大きさをわずかに大きくして形成するといったことがあり得ることから、この補正量を補完したものである。
【００２８】
(2)式における（装置パラメータ）は、露光装置における変動要因を補正量として加味したものである。すなわち、図２におけるステップ３４に相当する。
露光装置に起因する変動要因としては、パターン形成時の位置合わせ（アライメント）誤差による生じるパターン位置のシフト、パターンの伸縮、パターンの回転等がある。これらの規則性のあるモードの誤差（線形の誤差成分）については対応する装置パラメータ（例えば、Wf_Shift、Wf_Magnification、Wf_Rotation）を調整することによって補正可能である。
【００２９】
(3)式の理想SMPh値と、(4)式の理想TH値も、ABS面を加工した際の狙いのSMPh値とTH値である。(3)式と(4)式において、（EBMとMRとのオーバーレイ）の項が表れないのは、SMPとトレーリングシールドを形成する際には、EBマーカーを基準とせず、主磁極を基準としているからである。(3)式と(4)式にも、装置パラメータによる補正項が設定されている。このように装置パラメータによる補正項を設定することによって、たとえば露光装置といった装置自体に起因するばらつき、特定の位置ずれを解消することができ、ハイト値をさらに高精度に制御することが可能となる。
【００３０】
こうして、(1)〜(4)式に基づいて、NHオフセット値、SSHオフセット値、SMPhオフセット値、THオフセット値を計算して求め、これらの値に基づいて主磁極、サイドシールド、SMP、トレーリングシールドを形成する（ステップ３６）。
【００３１】
図４は、従来のNHの計算式を求めてネックハイトを計算した場合と、上述した実施形態のネックハイトを調整する式に基づいて計算した結果を比較して示している。図４の計算値データを比較すると、本実施形態の場合は、ほぼ規格中心値の値が得られている。すなわち、ウエハ段階において予測したネックハイトが、略規格値としてのネックハイトに仕上がっていることを示す。言い換えれば、上述した方法によってオフセットを設定して主磁極等を形成する方法により、高精度に主磁極、サイドシールド等を形成することが可能であり、高精度の磁気ヘッドを製造する方法として有効であることを示している。
このようにネックハイト等のハイト値を高精度に設定することができている理由は、ウエハ基板にリード素子を形成した段階においてリード素子についてハイトの計算に必要なRA値やコア幅を測定し、その測定結果をハイト値の計算に反映させるように考慮していることによる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ABS面と、リード素子及び主磁極との配置位置関係を示す断面図である。
【図２】主磁極等を形成する際に行う処理のフロー図を示す。
【図３】MRハイト変動量を示す説明図である。
【図４】ネックハイトの計算値を示すグラフである。
【図５】ネックハイト、サイドシールドハイト等を示す説明図である。
【図６】MRハイト、オーバーレイ等の関係を示す説明図である。
【図７】ネックハイトの計算値と実測値の相関関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  主磁極
１２  ネック部
１４ａ、１４ｂ  サイドシールド
１６  トレーリングシールド
１７  上部リターンヨーク
２０  リード素子
２１  下部シールド層
２２  上部シールド層
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図２】
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【図４】
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【図７】
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