(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子の素子ハイトを所定の寸法までラップ加工する際に、ラップ仕上げ位置を決定するために磁気変換素子に並置される加工モニタ素子であって、
前記加工モニタ素子は、抵抗測定対象となる抵抗膜を備え、
前記抵抗膜は、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする金属膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成されており、
前記加工モニタ素子の抵抗膜の膜厚が、並置される磁気抵抗効果膜の膜厚よりも薄く形成されてなることを特徴とする加工モニタ素子。
【請求項２】
前記加工モニタ素子の抵抗膜は、Ｔａ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ，Ｔｉ，ＣｒＴｉ，Ｗ，Ｖ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＴｉＷ，ＣｒＷ，Ｎｂ，ＣｒＭｏから選ばれた膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層膜として構成される請求項１に記載の加工モニタ素子。
【請求項３】
前記磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子は、基板上に行列状に形成されており、複数の磁気変換素子が並列して存在するように、前記基板をバー状に切断した時、バー中の素子列の中に少なくとも２つ以上配置されてなる請求項１または請求項２に記載の加工モニタ素子。
【請求項４】
ウエハ基板の上に行列状に形成された磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子と、磁気抵抗効果膜に並置して形成される加工モニタ素子とを有する磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体であって、
前記加工モニタ素子は、磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子の素子ハイトを所定の寸法までラップ加工する際に、ラップ仕上げ位置を決定するための素子であり、
前記加工モニタ素子は、抵抗測定対象となる抵抗膜を備え、
前記抵抗膜は、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする金属膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成されており、
前記加工モニタ素子の抵抗膜は、その膜厚が、並置される磁気抵抗効果膜の膜厚よりも薄く形成されてなることを特徴とする磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体。
【請求項５】
バー状に切断された基板の上に列状に形成された磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子と、磁気抵抗効果膜に並置して形成される少なくとも２以上の加工モニタ素子とを有する磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体であって、
前記加工モニタ素子は、磁気抵抗効果膜を備える磁気変換素子の素子ハイトを所定の寸法までラップ加工する際に、ラップ仕上げ位置を決定するための素子であり、
前記加工モニタ素子は、抵抗測定対象となる抵抗膜を備え、
前記抵抗膜は、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする金属膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成されており、
前記加工モニタ素子の抵抗膜は、その膜厚が、並置される磁気抵抗効果膜の膜厚よりも薄く形成されてなることを特徴とする磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体。
【請求項６】
前記加工モニタ素子の抵抗膜は、Ｔａ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ，Ｔｉ，ＣｒＴｉ，Ｗ，Ｖ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＴｉＷ，ＣｒＷ，Ｎｂ，ＣｒＭｏから選ばれた膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層膜としてなる請求項４または請求項５に記載の磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体。
【請求項７】
基板の上に列状に形成された磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子と、磁気抵抗効果膜に並置して形成される少なくとも２以上の加工モニタ素子とを有するバー状の磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体を形成する工程と、
前記加工モニタ素子の抵抗膜の抵抗値をモニタしながら、バー状の磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体を研磨する工程と、
前記加工モニタ素子を除去し、前記基体の上に形成された磁気変換素子を各個片に分離する工程と、を含む磁気変換素子の製造方法であって、
前記加工モニタ素子は、抵抗測定対象となる抵抗膜を備え、当該抵抗膜は、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする金属膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成されており、
前記加工モニタ素子の抵抗膜は、その膜厚が、並置される磁気抵抗効果膜の膜厚よりも薄く形成されてなることを特徴とする磁気変換素子の製造方法。
【請求項８】
前記加工モニタ素子の抵抗膜は、Ｔａ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ，Ｔｉ，ＣｒＴｉ，Ｗ，Ｖ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＴｉＷ，ＣｒＷ，Ｎｂ，ＣｒＭｏから選ばれた膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成される請求項７に記載の磁気変換素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果膜を備える磁気変換素子の素子ハイトを所定の寸法までラップ仕上げする際、基板のラップ仕上げ位置を決定するために、磁気変換素子に並置される加工モニタ素子、並びに磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体、並びに磁気変換素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置は、大容量小型化、高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。そのため、薄膜磁気ヘッドとしては、誘導型電磁変換素子によって記録と再生を行う薄膜ヘッドに代わって、書き込み用誘導型磁気変換素子を有する記録ヘッドと、読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子という）を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００３】
なお、ここで述べられているＭＲ素子は、ＮｉＦｅに代表される磁気抵抗効果材料が使われている素子のみならず、スピンバルブ、ＴＭＲ（強磁性トンネル効果）、ＣＰＰ−ＧＭＲなどのように、広く磁気抵抗効果を示す多層膜材料を用いた素子のことを指している。
【０００４】
従来より、複合型薄膜磁気ヘッドの製造においては、ＭＲ素子の素子高さ（以下、ＭＲハイト）を所定値に調整するための研磨加工（ラッピング加工）工程がある。従来より、ＭＲハイトを所定寸法にするために、本来のＭＲ素子の隣りに加工モニタ素子であるＥＬＧ（Electric Lapping Guide）センサを別途、併設する手法が採られている。そして、ラッピング装置によるこのＥＬＧセンサの抵抗値を測定し、この測定値をＭＲ素子高さに換算しながら、目的のＭＲハイトまで研磨するラッピング加工工程が行われてきた。
【０００５】
上記加工モニタ素子は、ＥＬＧセンサとは別にＲＬＧ（Resistance Lapping Guide）センサと呼ばれることがあるが、基本的な作用は同じであり、本明細書では、便宜上、ＥＬＧセンサという文言で統一する。
【０００６】
従来例の一例として、ＭＲ素子を有する磁気ヘッドと、ＥＬＧセンサが並置された状態を示す図面が図１９（Ａ）および（Ｂ）に示される。図１９（Ａ）は積層状態を示す断面図であり、図１９（Ｂ）は平面図である。
【０００７】
図１９において、下部シールド１０２，１０２は、Ａｌ2Ｏ3などの分離層１０３で絶縁分離されており、これらの上には非磁性のギャップ膜１０５が形成される。このギャップ膜１０５の上には、磁気抵抗効果膜（以下、ＭＲ膜）１２０を含むＭＲ素子１００と、加工モニタ膜２２０を含む上ＥＬＧセンサ２００が並置される。ＭＲ膜１２０および加工モニタ膜２２０の両端には、それぞれ一対のリード１１０、１１０およびリード２１０，２１０が配設されている。そして、図１９（Ｂ）の下部ラインｌiで示される面全体を矢印（α）方向が短くなるようにラッピングをしていき、所定のＭＲハイトになったところでラッピングが停止されるようになっている（例えば、ラッピング停止位置をラインｌfとした時、図面のＨの長さがＭＲハイトとなる）。
【０００８】
所定のＭＲハイトかどうかの判断は一般に、ＥＬＧセンサ２００の加工モニタ膜２２０の抵抗を測定し、ＥＬＧセンサの設計値等を用いてＭＲハイトに換算することにより行われる。
【０００９】
ＥＬＧセンサに使われる抵抗体である加工モニタ膜は、例えば、特開２０００−６１２９号公報に開示されているように、工程数を削減したり、製法上の簡便さ等の観点からＭＲ素子と同じレイヤーを使うのが一般的である。すなわち、図１９の例で言えば、ＭＲ膜１２０と、加工モニタ膜２２０とは全く同じ材質の積層膜から構成されており、加工モニタ膜２２０も磁気抵抗効果膜として機能する。
【００１０】
しかしながら、ラッピング工程において、ラッピング装置の研磨盤側から磁場が不規則に発生し、この磁場がＭＲハイトを定める上で悪影響を及ぼすことがある（この問題は本発明者らによってはじめて提起されたものである）。すなわち、上記ＥＬＧセンサでは、ＭＲ素子と同じレイヤーを使用しているために、ラッピング時にその不規則な研磨盤側からの磁場によって磁気抵抗変化が起こり、ＥＬＧセンサの測定値を変化させてしまう。そのため、換算されたＭＲハイトがばらついてしまい、ラッピング時の正確なＭＲハイト制御ができなくなるという問題が生じていた。この問題はＭＲ素子に使われる磁気抵抗効果膜の抵抗効果変化率が、技術の進歩に伴って向上すればするほど顕著となる。
【００１１】
すなわち、高記録密度化に伴い、再生ヘッドの出力向上の要求は大きくなり、ＭＲ素子に使われる磁気抵抗効果膜の抵抗効果変化率は、着実に改善され、大きく向上している。このように変化率が大きくなり感度が上がれば上がるほど、ラッピング工程における上記の問題はさらに顕著になってしまう。
【００１２】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、ラッピング時のＥＬＧセンサの抵抗測定値が安定し、高精度なＭＲハイトの制御ができるＥＬＧセンサ（ＥＬＧ素子）、並びに磁気変換素子およびＥＬＧセンサの集合体、並びに磁気変換素子の製造方法を提案することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明は、磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子の素子ハイトを所定の寸法までラップ加工する際に、ラップ仕上げ位置を決定するために磁気変換素子に並置される加工モニタ素子であって、前記加工モニタ素子は、抵抗測定対象となる抵抗膜を備え、前記抵抗膜は、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする金属膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成されており、前記加工モニタ素子の抵抗膜の膜厚が、並置される磁気抵抗効果膜の膜厚よりも薄くなるように形成される。
これにより、ラッピング時のＥＬＧセンサの抵抗測定値が安定し、高精度なＭＲハイトの制御ができる。また、ラッピング時のＥＬＧセンサの抵抗測定値が格段と安定し、より高精度なＭＲハイトの制御ができる。
【００１５】
また、本発明における前記加工モニタ素子の抵抗膜の膜厚は、並置される磁気抵抗効果膜の膜厚よりも薄くなるように形成される。これにより、磁気抵抗効果膜および加工モニタ膜のミリング処理の際、ＥＬＧセンサのハイト後端部の裾引きの問題を発生させることなく、加工モニタ膜に対して十分なオーバーミリングを行うことができる。
【００１６】
また、本発明における前記磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子は、基板上に行列状に形成されており、複数の磁気変換素子が並列して存在するように、前記基板をバー状に切断した時、バー中の素子列の中に少なくとも２つ以上配置されてなるように構成される。これにより、ラッピング時のＭＲハイトの制御が確実にできる。
【００１７】
また、本発明は、ウエハ基板の上に行列状に形成された磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子と、磁気抵抗効果膜に並置して形成される加工モニタ素子とを有する磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体であって、前記加工モニタ素子は、磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子の素子ハイトを所定の寸法までラップ加工する際に、ラップ仕上げ位置を決定するための素子であり、前記加工モニタ素子は、抵抗測定対象となる抵抗膜を備え、
前記抵抗膜は、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする金属膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成されており、前記加工モニタ素子の抵抗膜は、その膜厚が、並置される磁気抵抗効果膜の膜厚よりも薄くなるように形成される。
これにより、量産性に優れ、かつ、ラッピング時のＥＬＧセンサの抵抗測定値が安定し、高精度なＭＲハイトの制御ができる素子集合体を得ることができる。また、磁気抵抗効果膜および加工モニタ膜のミリング処理の際、ＥＬＧセンサのハイト後端部の裾引きの問題を発生させることなく、加工モニタ膜に対して十分なオーバーミリングを行うことができる。
【００１８】
また、本発明は、バー状に切断された基板の上に列状に形成された磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子と、磁気抵抗効果膜に並置して形成される少なくとも２以上の加工モニタ素子とを有する磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体であって、前記加工モニタ素子は、磁気抵抗効果膜を備える磁気変換素子の素子ハイトを所定の寸法までラップ加工する際に、ラップ仕上げ位置を決定するための素子であり、前記加工モニタ素子は、抵抗測定対象となる抵抗膜を備え、前記抵抗膜は、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする金属膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成されており、前記加工モニタ素子の抵抗膜は、その膜厚が、並置される磁気抵抗効果膜の膜厚よりも薄くなるように形成される。
これにより、量産性に優れ、かつ、ラッピング時のＥＬＧセンサの抵抗測定値が安定し、高精度なＭＲハイトの制御ができる素子集合体を得ることができる。また、磁気抵抗効果膜および加工モニタ膜のミリング処理の際、ＥＬＧセンサのハイト後端部の裾引きの問題を発生させることなく、加工モニタ膜に対して十分なオーバーミリングを行うことができる。
【００１９】
また、本発明における前記加工モニタ素子の抵抗膜は、Ｔａ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ，Ｔｉ，ＣｒＴｉ，Ｗ，Ｖ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＴｉＷ，ＣｒＷ，Ｎｂ，ＣｒＭｏから選ばれた膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層膜として構成される。これにより、ラッピング時のＥＬＧセンサの抵抗測定値が格段と安定し、より高精度なＭＲハイトの制御ができる。
【００２１】
また、本発明の磁気変換素子の製造方法は、基板の上に列状に形成された磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子と、磁気抵抗効果膜に並置して形成される少なくとも２以上の加工モニタ素子とを有するバー状の磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体を形成する工程と、前記加工モニタ素子の抵抗膜の抵抗値をモニタしながら、バー状の磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体を研磨する工程と、前記加工モニタ素子を除去し、前記基体の上に形成された磁気変換素子を各個片に分離する工程と、を含む磁気変換素子の製造方法であって、前記加工モニタ素子は、抵抗測定対象となる抵抗膜を備え、当該抵抗膜は、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする金属膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成されており、前記加工モニタ素子の抵抗膜は、その膜厚が、並置される磁気抵抗効果膜の膜厚よりも薄くなるように形成される。
これによりラッピング時のＥＬＧセンサの抵抗測定値が安定し、高精度なＭＲハイトの制御ができる。また、磁気抵抗効果膜および加工モニタ膜のミリング処理の際、ＥＬＧセンサのハイト後端部の裾引きの問題を発生させることなく、加工モニタ膜に対して十分なオーバーミリングを行うことができる。
【００２２】
また、本発明の磁気変換素子の製造方法における前記加工モニタ素子の抵抗膜は、Ｔａ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ，Ｔｉ，ＣｒＴｉ，Ｗ，Ｖ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＴｉＷ，ＣｒＷ，Ｎｂ，ＣｒＭｏから選ばれた膜、あるいはこの金属膜を２種以上積層した積層金属膜として構成される。これにより、ラッピング時のＥＬＧセンサの抵抗測定値が格段と安定し、より高精度なＭＲハイトの制御ができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
本発明の加工モニタ素子であるＥＬＧセンサは、磁気抵抗効果膜を備える磁気変換素子の素子ハイト（いわゆるＭＲハイト）を所定寸法までラップ仕上げする際に、基板のラップ仕上げ位置を決定するためのモニタ的手段として用いられる。このものは磁気変換素子の加工プロセス時にその機能が発揮できるように磁気変換素子に並置される。
【００２６】
磁気変換素子の量産性を考慮すると、まず最初に、ウエハ基板の上に行列状に形成された磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子と、磁気抵抗効果膜に隣接して形成される加工モニタ素子とを有する磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体が形成される。
【００２７】
このようにウエハ基板の上に磁気変換素子および加工モニタ素子を構成する多層膜がそれぞれ行列状に形成された後、磁気変換素子の磁極端が基板の端部まで延びかつ複数列の磁気変換素子が並置されるようにウエハ基板は、複数のバー（棒状体）に切断される。
【００２８】
切断されたバーにおいて、当該バーは、バー状の基板の上に列状に形成された磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子と、磁気抵抗効果膜に隣接して形成される少なくとも２個以上の加工モニタ素子とを有する磁気変換素子および加工モニタ素子の集合体の形態となっている。
【００２９】
このようなバーの形態において、加工精度を確保するために磁気変換素子とＥＬＧセンサとが交互に並ぶような配列形態とするのが好ましい。つまり、各磁気変換素子の両側にはＥＬＧセンサが配置されることが好ましい。
【００３０】
また、簡便な手法として、２つのＥＬＧセンサがバーの両端に位置するようにしてもよい。さらに、バーの両端以外の個所に飛び石状にＥＬＧセンサを設けるようにしてもよい。いずれにしても、ＥＬＧセンサはバーの素子列の中に少なくとも２個以上配置される。
【００３１】
本発明におけるＥＬＧセンサ３を磁気変換素子２に並置した状態が図１１（Ａ）および（Ｂ）に示される。図１１（Ａ）は積層状態を示す断面図であり、図１１（Ｂ）は平面図である。なお、図１１（Ａ）は、図１１（Ｂ）の磁気抵抗効果膜２０および加工モニタ膜３０を含む位置での断面図であり、これらの図面においては、発明の理解を容易にするためにＥＬＧセンサ３および磁気変換素子２を各１つのみ描いている。
【００３２】
図１１において、下部シールド１１，１１は、Ａｌ2Ｏ3などの分離層１３で絶縁分離されており、これらの上には非磁性のギャップ膜１５が形成される。このギャップ膜１５の上には、磁気抵抗効果膜２０を含む磁気抵抗効果素子２と、抵抗測定対象となる抵抗膜である加工モニタ膜３０を含む上ＥＬＧセンサ３が並置される。磁気抵抗効果膜２０および加工モニタ膜３０の両端には、それぞれ一対のリード２５、２５およびリード３５，３５が配設されている。
【００３３】
具体的ラッピング操作は、図１１（Ｂ）の下部ラインｌiで示される面全体を矢印（α）方向が短くなるようにラッピングをしていき、所定のＭＲハイトになったところでラッピングが停止されるようになっている（例えば、ラッピング停止位置をラインｌfとした時、図面のＨの長さがＭＲハイトとなる）。所定のＭＲハイトかどうかの判断は、ＥＬＧセンサ３の加工モニタ膜３０の抵抗を測定し、ＥＬＧセンサの設計値を用いてＭＲハイトに換算することにより行われる。すなわち、ラッピング装置によりＭＲ膜２０と同時にラッピングされる加工モニタ膜３０の抵抗値を測定し、この測定値をＭＲ素子高さに換算しながら、目的のＭＲハイトまで研磨するラッピング加工工程が行われる。
【００３４】
本発明におけるＥＬＧセンサは、抵抗測定対象となる抵抗膜である加工モニタ膜３０を備え、この加工モニタ膜３０は、その材質が磁気抵抗効果膜２０の材料とは異なる材料から構成されているところに特徴がある。このような加工モニタ膜３０は、特に、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする合金から構成される膜、あるいはこれらの２種以上をそれぞれ膜として構成しかつ積層した積層膜として構成される。
【００３５】
より好適な具体例として、加工モニタ膜は、Ｔａ，Ｃｒ，ＮｉＣｒ，Ｔｉ，ＣｒＴｉ，Ｗ，Ｖ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＴｉＷ，ＣｒＷ，Ｎｂ，ＣｒＭｏから選ばれた膜、あるいはこれらの２種以上をそれぞれ膜として構成しかつ積層した積層膜として構成される。これらの材質は耐食性にも優れる。
【００３６】
ＥＬＧセンサの加工モニタ膜３０は、磁気抵抗効果膜２０に対応して並置されるものであるが、加工モニタ膜３０の膜厚は、磁気抵抗効果膜２０の膜厚よりも薄いことが望ましい。具体的には、磁気抵抗効果膜２０の膜厚の０．２〜０．８倍とすることが好ましい。
【００３７】
この値が０．２未満となると、加工モニタ膜を成膜した際のウエーハ内膜厚分布により、加工モニタ膜の初期抵抗値のばらつきが大きくなってしまうという不都合が生じる傾向がある。この値が０．８を超えると図９（Ａ），（Ｂ）に示される磁気抵抗効果膜および加工モニタ膜のミリング処理の際、加工モニタ膜に対して十分なオーバーミリングを行うことができず、ＥＬＧセンサのハイト後端部の裾引きが長くなりすぎるという不都合が生じる傾向がある。
【００３８】
また、加工モニタ膜３０の後部位置３１は、磁気抵抗効果膜２０の後部位置２１よりも後ろ側（図面の上方）に位置させるようにすることが望ましい。これは、ラッピングされる加工モニタ膜３０の抵抗変化の測定を最適範囲でするためである。この寸法差を制御するために加工モニタ膜３０と磁気抵抗効果膜２０とは同一プロセスで同じフォトマスクを用いて形成されることが望ましい。
【００３９】
これまで述べてきたようにＥＬＧセンサの抵抗体である加工モニタ膜３０に用いられる材料としては、加工モニタとしての機能を果たすための最適な抵抗値を持つこと、および、ＭＲハイトミリングにおけるハイト後端部の裾引きが少ないことが要求される。しかし、例えば加工モニタ膜３０としてＴａを用い、このものを下地無しの状態で成膜すると、比抵抗が高すぎる材料（β-Ｔａ）となる。そのため、最適なシート抵抗で使用するために、磁気抵抗効果素子に用いられている積層膜よりも加工モニタ膜３０をかなり厚くする必要がある。それゆえ、ＥＬＧセンサのハイト後端部の裾引きが長くなり過ぎてしまい、ＭＲハイトを高精度に制御することができないことがある。
【００４０】
このような観点から、ＴｉＷ／Ｔａの２層積層体のように、下地膜にＴｉＷを用いて膜全体の比抵抗を下げることで（ＴｉＷを下地とすることで、Ｔａは比抵抗の低いα−Ｔａとなる）、磁気抵抗効果素子に用いられている積層膜よりも薄い膜をＥＬＧ膜として用いることが出来、かつ、ＥＬＧセンサのハイト後端部の裾引きを短くすることも可能となるのである。他の好ましい２層積層体の例としては、Ｗ／Ｔａ，ＣｒＴｉ／Ｔａ，Ｃｒ／Ｔａが挙げられる。
【００４１】
次いで、本発明におけるＥＬＧセンサを磁気変換素子と並置させて形成する方法を含む磁気変換素子の製造方法の一例を取り挙げ、以下、図１〜図１１を参照しつつ説明する。
【００４２】
図１（Ａ）〜図１１（Ａ）は、それぞれ素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図１（Ｂ）〜図１１（Ｂ）は、それぞれ対応する同番号図面（Ａ）の平面図である。
【００４３】
まず、図１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、例えば、Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ等の基板（図示していない）の上にＡｌ2Ｏ3などの分離層１３で絶縁分離された状態で下部シールド１１，１１が成膜される。なお、本発明の理解が容易となるように、図面の左側が磁気変換素子２を形成するためのエリア（ＭＲエリア）、図面の右側がＥＬＧセンサ３を形成するためのエリア（ＥＬＧエリア）として示している。
【００４４】
次いで、この上に、図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、非磁性のギャップ膜１５が成膜される。
【００４５】
次いで、この上に、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、磁気抵抗効果膜２０が成膜される。
【００４６】
次いで、この磁気抵抗効果膜の上に、図４（Ａ），（Ｂ）に示されるように、レジスト４０が形成され、ＥＬＧエリアにおいて所望の大きさのパターンのレジストが形成される。レジストが形成された個所４１には図示のごとく磁気抵抗効果膜の一部が露出する。図４（Ａ）は、図４（Ｂ）の中央を断面とした図である。
【００４７】
次いで、図５（Ａ），（Ｂ）に示されるように、ミリング処理が行われ、図示のごとく露出していた磁気抵抗効果膜がミリングにより除去される（ギャップ膜１５の一部が露出）。図５（Ａ）は、図５（Ｂ）の中央を断面とした図である。
【００４８】
次いで、図６（Ａ），（Ｂ）に示されるように、ＥＬＧの抵抗体である加工モニタ膜３０が成膜される。図６（Ａ）は、図６（Ｂ）の中央を断面とした図である。
【００４９】
次いで、図７（Ａ），（Ｂ）に示されるように、レジスト４０がリフトオフされる。図７（Ａ）は、図７（Ｂ）の中央を断面とした図である。
【００５０】
次いで、図８（Ａ），（Ｂ）に示されるように、新たなレジスト５０のパターンがフォトリソ法で形成される。レジストが存在する個所は、最終的に磁気抵抗効果膜２０およびＥＬＧの抵抗体である加工モニタ膜３０が形成される個所に相当する。図８（Ａ）は、図８（Ｂ）のレジスト５０のパターンを含む位置での断面図である。
【００５１】
次いで、図９（Ａ），（Ｂ）に示されるように、レジストパターンに応じて磁気抵抗効果膜および加工モニタ膜のミリング処理が行われ、その後、残余のレジストの剥離が行われる。図９（Ａ）は、図９（Ｂ）の磁気抵抗効果膜２０および加工モニタ膜３０を含む位置での断面図である。
【００５２】
次いで、図１０（Ａ），（Ｂ）に示されるように、リードを形成するためのレジストパターン６０がフォトリソ法で形成される。図１０（Ａ）は、図１０（Ｂ）の磁気抵抗効果膜２０および加工モニタ膜３０を含む位置での断面図である。
【００５３】
次いで、図１１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、リード２５，２５，３５，３５を成膜した後、レジスト６０をリフトオフして、ＥＬＧセンサ３と磁気変換素子２を並置させる形態が完成する。図１１（Ａ）は、図１１（Ｂ）の磁気抵抗効果膜２０および加工モニタ膜３０を含む位置での断面図である。
【００５４】
図１１（Ａ），（Ｂ）では、本発明の理解が容易となるようにとの配慮から、この工程の後に、ＭＲハイトを所定量とするためのラッピング加工工程が始まるかのように図示されている。しかしながら、実際には、上記の再生ヘッドに加えてさらに記録ヘッドを形成させて複合型薄膜磁気ヘッドとするために図１１に示される磁気変換素子には、さらなる各種の薄膜積層工程が行われ、しかる後、ラッピング加工工程が行われる。特に、記録ヘッドを追加構成するための各種の薄膜積層工程について、以下、説明を行う。
【００５５】
図１２〜図１４には、上記の手順で得られた磁気抵抗効果膜２０を備える磁気変換素子２（再生ヘッド）の上に、記録ヘッドを形成する過程の図面が示される。
【００５６】
すなわち、上記の手順で得られた磁気抵抗効果膜２０を備えるいわゆる再生ヘッド（図１１の磁気変換素子２に相当）の上に、例えば、Ａｌ2Ｏ3等からなる上部絶縁層７１が１０〜１００ｎｍ程度の厚さに形成される。その上に、例えば、パーマロイ等の磁性材料よりなる上部シールド層７２が１〜４μｍの厚さに形成される。図１２（Ａ）は、上部シールド層７２を積層した段階で、いわゆるＡＢＳ面（Air Bearing Surface）を見た図面であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＺ−Ｚ矢視断面図である。ＡＢＳ面は、記録再生に際して、磁気記録媒体と対向する面である。
【００５７】
図１２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、磁気抵抗効果膜２０は、非磁性ギャップ膜１５と上部絶縁層７１との間に埋設される。なお、符号５は基板を示し、符号６は基板保護層を示している。符号２４は、バイアスを印加するための例えば硬質磁性膜を示し、図１１（Ａ）の形態とは異なるが、図１２に示されるごとくモディファイも好ましい態様である。なお、このモディファイは、本発明との関係で本質な部分を構成するものではない。
【００５８】
上部シールド層７２を形成した後、図１３に示されるように、例えば、スパッタリング法により、上部シールド層７２の上に、絶縁膜よりなる記録ギャップ層７３が０．０５〜０．５μｍ程度の厚さに形成される。この記録ギャップ層７３の上に、フォトレジスト層７６が１．０〜２．０μｍ程度の膜厚で所定のパターンに形成される。
【００５９】
フォトレジスト層７６を形成した後、このフォトレジスト層７６の上に、薄膜コイル７８が１〜３μｍ程度の膜厚で形成され、この薄膜コイル７８を覆うようにフォトレジスト層７７が所定のパターンに形成される。
【００６０】
なお、図１３に示される実施例ではこのフォトレジスト層７７の上に、さらに薄膜コイル７８とフォトレジスト層７７が形成されている。図１３では薄膜コイルが２層積層された例を示しているが、薄膜コイルの積層数は１層または３層以上であってもよい。
【００６１】
フォトレジスト層７６を形成した後、図１４に示されるように、例えば、薄膜コイル７８，７８の中心部に対応する位置において、記録ギャップ層７３を部分的にエッチングして磁路形成のためのコンタクトホールを形成する。
【００６２】
その後、例えば、記録ギャップ層７３、コンタクトホール、フォトレジスト層７６、７７を覆うように高飽和磁束密度を有する磁性材料よりなる上部磁極７４を約３μｍの厚さで形成する。上部磁極７４を形成した後、例えば、この上部磁極７４をマスクとしてイオンミリングにより、記録ギャップ層７３および上部シールド層７２を選択的にエッチングする。
【００６３】
その後、上部磁極７４の上に、例えば、アルミナよりなるオーバーコート層７９を２０〜３０μｍ程度の膜厚に形成する。これらの工程を踏まえて複合型薄膜磁気ヘッド７０が形成される。
【００６４】
オーバーコート層７９を形成した後、例えば、磁気抵抗効果膜２０の一部、あるいは磁気バイアス層として、熱処理を必要とする反強磁性材料を用いる場合には、それらの磁化の方向を固定するための反強磁性化処理を行う。この反強磁性化処理は、オーバーコート層７９を形成する前に行うようにすることもできる。
【００６５】
最後に、例えばスライダの機械加工により、ＡＢＳ面（図中、ＡＢＳで表示）を形成し、複合型の薄膜磁気ヘッドが完成する。このＡＢＳ面を形成するに際してラッピング加工工程が施され、最終的に目的としているＭＲハイトを定めるために本発明の加工モニタ素子３が用いられる。役目を終えた加工モニタ素子は切断除去される。
【００６６】
このように形成された磁気変換素子を含むブロックは、図１５に示されるようないわゆるスライダ８０として構成される。そして、このスライダ８０は、図１６に示されるようにアクチュエータアーム９１とともにジンバルアッセンブリ９０の中に組み込まれる。
【００６７】
図１６において、このアクチュエータアーム９１は、例えば、図示しないハードディスク装置などで用いられ、支軸９１ａにより回転可能に支持された腕部９１ｂを有している。複合型薄膜磁気ヘッド７０（図１５）が形成されたスライダ８０はこの腕部９１ｂの先端上に設けられ、一点鎖線で示されるハードディスクの記録媒体９９と対向している。
【００６８】
この腕部９１ｂは、図示しないボイスコイルモータの駆動力により回転するようになっている。これによりスライダ８０がハードディスクなどの磁気記録媒体の記録面（図１６においては記録面の下面）に沿って、記録媒体９９の半径方向、すなわち、トラックラインを横切る方向に移動するようになっている。磁気記録媒体９９の回転およびスライダ８０の移動により、磁気記録媒体９９の円周方向、すなわち、トラックライン方向に情報が記録され、または、記録された情報が読み出されるようになっている。
【００６９】
図１５において、スライダ８０は、例えば、Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ等よりなるブロック状の基体（基板）５を有している。基体５は、例えば、略六面体状に形成されており、前述したようにその内の一面が先の磁気記録媒体９９の記録面に近接して対向するように配置されている。この磁気記録媒体９９の記録面と対向する面は、前述のごとくＡＢＳ面（図中、ＡＢＳと表示）と呼ばれ、磁気記録媒体９９が回転する際には、磁気記録媒体９９の記録面とＡＢＳ面との間に生じる空気流により、スライダ８０が記録面との対向方向において記録面から離れるように微小量移動し、ＡＢＳ面と磁気記録媒体９９との間に一定の隙間ができるようになっている。
【００７０】
スライダ８０は、ＡＢＳ面側にレール５ａを有しており、前述した磁気記録媒体９９とスライダ８０との間に生じる空気流を調整している。レール５ａは、２本に限定されない。すなわち、１〜３本のレールを有することがあり、レールを持たない平面となることもある。また、浮上特性改善のために、媒体との対向面に種々の幾何学的形状が付されることもある。いずれのタイプのスライダであっても本発明の適用が可能である。また、スライダ８０は、レール表面に、例えば８〜１０ｎｍ程度の膜厚を有するＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の保護膜を備えることも有る。このような場合には、保護膜の表面がＡＢＳ面となる。
【００７１】
記録ヘッドおよび再生ヘッドを備える複合型薄膜磁気ヘッド７０は、基体５のＡＢＳ面に対してトレーリング・エッジＴＲの側に備えられている。スライダ８０のトレーリング・エッジＴＲ側には、再生ヘッド、記録ヘッドに接続された再生用電極７ａ，７ａおよび記録用電極７ｂ，７ｂがそれぞれ設けられている。
【００７２】
図１５に示されるＹ−Ｙ線、すなわち、複合型薄膜磁気ヘッド７０の中心を通る面での断面が、前記図１４の断面図に相当する。
以下、具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００７３】
【実施例】
本発明のＥＬＧセンサが所定位置に配置・形成された実施例ウエーハＷｆ♯１を作製した。実施例ウエーハのＥＬＧセンサの抵抗体（加工モニタ膜）としては、ＴｉＷ（５ｎｍ）／Ｔａ（２５ｎｍ）の２層積層体を用いた。
【００７４】
比較例のウエーハとして、従来のＥＬＧセンサ、すなわちＥＬＧセンサの抵抗体（加工モニタ膜）を磁気抵抗効果膜とした比較例ウエーハＷｆ♯２を作製した。
【００７５】
なお、磁気抵抗効果膜の膜構成は、Ｔａ（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（４ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／Ｃｕ（２．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１８ｎｍ）／Ｔａ（５ｎｍ）とした。
【００７６】
これら２つのウエーハＷｆ♯１およびＷｆ♯２に対して、ラッピングを行い、ＥＧＬセンサの抵抗値のハイト追い込み量依存性（時間変動）を比較した。実験結果を図１７のグラフ（ラップ時間とセンサ抵抗値との関係を示すグラフ）に示した。
【００７７】
図１７に示される結果から明らかなように、比較例ウエーハＷｆ♯２では研磨盤側からの磁場によって磁気抵抗変化が起こり、ＥＬＧセンサの測定値をばらつかせてしまうのに対し、実施例ウエーハＷｆ♯１では抵抗ばらつきのない理想的なハイト追い込み量依存性が見られた。
【００７８】
また、上記実施例ウエーハＷｆ♯１および比較例ウエーハＷｆ♯２において、図１８に示されるごとく３ヶ所のＡ，Ｂ，Ｃのバーについて、それぞれラッピングして、ＭＲ素子部の断面観察（１バー内１０点）を行い、ＭＲハイトのばらつき比較した。このときのＭＲハイトの加工狙い値は、０．２００μｍとした。
結果を下記表１に示した。
【００７９】
【表１】
0003650051.tif 000002
【００８０】
表１示される結果から明らかなように、本発明を用いることでＭＲハイトバラツキが抑えられることが確認できた。
【００８１】
【発明の効果】
上記の結果より本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明は、磁気抵抗効果膜を有する磁気変換素子の素子ハイトを所定の寸法までラップ仕上げする際に、ラップ仕上げ位置を決定するために磁気変換素子に並置される加工モニタ素子であって、前記加工モニタ素子は、抵抗測定対象となる抵抗膜を備え、前記抵抗膜は、非磁性遷移金属または非磁性遷移金属を主たる成分とする合金から構成される膜、あるいはこれらの２種以上をそれぞれ膜として構成しかつ積層した積層膜として構成されるので、ラッピング時のＥＬＧセンサの抵抗測定値が極めて安定し、高精度なＭＲハイトの制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の平面図である。
【図２】図２（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の平面図である。
【図３】図３（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の平面図である。
【図５】図５（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の平面図である。
【図６】図６（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の平面図である。
【図７】図７（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の平面図である。
【図８】図８（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の平面図である。
【図９】図９（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の平面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の平面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、上部シールド層を積層した段階で、いわゆるＡＢＳ面を見た図面であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＺ−Ｚ矢視断面図である。
【図１３】図１２（Ｂ）の図面の状態から、さらに付加される製造工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１３の図面の状態から、さらに付加される製造工程を説明するための断面図である。
【図１５】磁気変換素子を含むブロックであるスライダを説明するための概略斜視図である。
【図１６】ジンバルアッセンブリの説明をするための概略斜視図である。
【図１７】２つのウエーハＷｆ♯１およびＷｆ♯２における、ラップ時間とセンサ抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１８】実験用ウエーハの切断個所を模式的に示す平面図である。
【図１９】図１９（Ａ）は、従来技術の素子およびセンサの積層状態を示す断面図であり、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）の平面図である。
【符号の説明】
２…磁気変換素子（再生ヘッド）
３…ＥＬＧセンサ
２０…磁気抵抗効果膜
３０…抵抗膜（加工モニタ膜）
７０…複合型薄膜磁気ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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