(57)【要約】【課題】  磁気ヘッドの最下層コイル−下部ヨーク間、最上層コイル−上部ヨーク間の絶縁性を各別に評価できる方法を提供する。【解決手段】  ウエハ内に、所定の分布で（ｂ）のテストパターンを設ける。テストパターンは、（ａ）の素子パターンと比較すると、コイルコンタクト部４に対応する部分が絶縁層によって上下に分断されている。この分断は、この箇所において、コイルリフトアップ絶縁層１２を設けずに第１層コイル１を形成することにより実現できる。以上により、テストパターンでは、第１層コイル１と第２層コイル２が電気的に断絶され、第１層コイル１−ヨーク間、第２層コイル２−ヨーク間の絶縁性を各別に測定できる。テストパターンはウエハ内に所定の分布で配置されているので、テストパターンの絶縁性を測定すると、その周辺の素子の絶縁性を類推することにより、ウエハ内の全素子の絶縁性を評価できる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヘッド素子が集積されたウエハにおいて、
磁気ヘッド素子の最下層コイル−ヨーク間、最上層コイル−ヨーク間の絶縁性を各別に評価するためのテストパターンが、前記ウエハ内に所定の分布で設けられており、
前記テストパターンでは、コイルを相互に接触させて多層コイル間を電気的に接続するコイルコンタクト部に対応する部分が、絶縁層によって層ごとに分断されており、かつ、前記磁気ヘッド素子のコイルと同じ製造工程にて作製されていることを特徴とするウエハ。
【請求項２】
前記テストパターンは、前記ウエハ内に配置される露光の単位となるショット内に少なくとも１つは設けられている、請求項１に記載のウエハ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のウエハ内の前記テストパターンの最下層コイルから引き出されたパッドおよび最上層コイルから引き出されたパッドと、ヨークから引き出されたパッドとの間の抵抗測定を行い、
得られた測定結果から当該テストパターンの近傍の磁気ヘッド素子の絶縁性を類推することにより、ウエハ内の磁気ヘッド素子の最下層コイル−ヨーク間、最上層コイル−ヨーク間の絶縁性を各別に評価する方法。
【請求項４】
磁気ヘッド素子と、該磁気ヘッド素子の最下層コイル−ヨーク間、最上層コイル−ヨーク間の絶縁性を各別に評価するためのテストパターンとが所定の分布で設けられた磁気ヘッド集積ウエハの製造方法であって、
前記磁気ヘッド素子を形成する領域では、コイルを相互に接触させて多層コイル間を電気的に接続するコイルコンタクト部にコイルリフトアップ絶縁層を設けて最下層コイルを形成し、前記テストパターンを形成する領域では、前記コイルコンタクト部に対応する部分にコイルリフトアップ絶縁層を設けることなく最下層コイルを形成することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）などの磁気記録装置に用いられる薄膜磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照すると、ＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）面に垂直かつ積層方向に平行な面で切った、一般的な薄膜磁気ヘッドの断面図が示されている。ここで、ＡＢＳ面とは、薄膜磁気ヘッドが磁気記録媒体と向き合う面であり、図１では、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子８が接している面のことである。
【０００３】
一般的な薄膜磁気ヘッドは、大きく分けて２つの部分からなっている。１つは、磁気記録媒体の磁気記録を読み取るための部分であり、磁気信号を電圧信号に変換することにより磁気記録媒体の磁気記録を読み取る、巨大磁気抵抗（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子（ＧＭＲ素子）やトンネル磁気抵抗（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子（ＴＭＲ素子）などのＭＲ素子８と、このＭＲ素子８を挟み込むように形成されており、ＭＲ素子８の読み取り動作が磁気記録媒体の隣接ビットからの磁気信号によって影響を受けるのを防止する、軟磁性材料からなる磁気シールド（上部磁気シールド９および下部磁気シールド１０）を含んでいる。
【０００４】
もう１つは、磁気記録媒体に磁気記録を書き込むための部分であり、電流が流されることにより磁気記録媒体に磁気記録を書き込むための磁場を生成するコイル（第１層コイル１および第２層コイル２）と、このコイルが巻き付けられており、コイルによって生成された磁場をＡＢＳ面のライトギャップ７から磁気記録媒体に向けて放射するヨーク（上部ヨーク５および下部ヨーク６）を含んでいる。上部ヨーク５と下部ヨーク６は、電気的に接続されている。
【０００５】
コイルは、ヨーク内の磁束密度を増加させて磁気ヘッドから磁気記録媒体へ放射される磁束密度を増加させることによって磁気ヘッドの書き込み能力を向上させるため、多層化されることが多い。図１では２層のコイル（第１層コイル１および第２層コイル２）が示されているが、さらに多層化することも可能である。多層化は、コイルコンタクト部４においてコイル相互を接触させ、コイルの層間を電気的に接続することにより行う。コイル相互の接触は、コイルコンタクト部４にのみ、コイルリフトアップ絶縁層１２を形成することにより行われる。
【０００６】
以上のような薄膜磁気ヘッドにおいて、磁気記録媒体への書き込み能力の不良は、様々な原因によって生じることが知られている。その原因の１つとして、コイル−ヨーク間の絶縁不良が挙げられる。コイルとヨークは、絶縁を維持するのに十分な間隔を設けて形成される。しかしながら、実際の製造においては、バリ、裾引き、形状くずれなどから、十分な間隔を保てない場合が発生し、絶縁不良が発生する。絶縁が不十分だと、本来コイルに流れるはずの電流がヨークに漏洩し、その結果、磁気ヘッドから放射される磁束密度が低下して、磁気ヘッドの書き込み能力が低下する。
【０００７】
このような書き込み能力が低下している磁気ヘッドは、できるだけ早期に製造ラインから除外することが望ましい。また、以降の磁気ヘッド集積ウエハの製造に活用するため、書き込み能力が低下している磁気ヘッドの情報を収集することは非常に有益である。そこで、コイル−ヨーク間の絶縁性を評価することが非常に重要となる。
【０００８】
かかる重要性から、従来技術においても、コイル−ヨーク間の絶縁性を評価する方法がすでに提案されている。例えば、特開平６−３３３２１３号公報（特許文献１）に記載の発明は、図２に示すように、多層コイル２４と上部ヨーク２５のそれぞれから引き出されたパッド２１〜２３を設け（多層（２層）コイル２４については、第１層コイルに直接接続されたパッド２１と、第２層コイルに直接接続されたパッド２２が設けられている）、パッド２１とパッド２３の間、または、パッド２２とパッド２３の間の抵抗を測定することによって、コイル−ヨーク間の絶縁性を評価している。
【特許文献１】特開平６−３３３２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、薄膜磁気ヘッドでは、ヨーク内の磁束密度を増加させ、磁気ヘッドの書き込み能力を向上させるために、コイルが多層化されることが多い。そして、コイルが多層化されている場合、絶縁不良が最も生じやすい最上層コイルと上部ヨークの間、最下層コイルと下部ヨークの間（上部ヨークと下部ヨークは電気的に接続されている）の絶縁性を各別に評価できることが望ましい。例えば図１では、絶縁不良が最も生じやすい第２層コイル２と上部ヨーク５の間（Ａ）と、第１層コイル１と下部ヨーク６の間（Ｂ）の絶縁性を各別に評価できることが望ましい。なぜなら、各別に評価できると、絶縁不良が、最下層コイル（第１層コイル１）に起因するのか、最上層コイル（第２層コイル２）に起因するのかを特定することができ、以降の磁気ヘッド集積ウエハの製造にとって有益な情報として活用することができるからである。
【００１０】
ところが、上記特許文献１に記載の発明のように、最下層コイル（第１層コイル）または最上層コイル（第２層コイル）と、上部ヨークのそれぞれから引き出されているパッド間の抵抗を測定するだけでは、最下層コイルと下部ヨークの間、最上層コイルと上部ヨークの間の絶縁性を各別に評価することは困難である。なぜなら、最下層コイルと最上層コイルは、コイルコンタクト部で電気的に接続されているからである。
【００１１】
本発明の目的は、最下層コイルと下部ヨークの間、最上層コイルと上部ヨークの間の絶縁性を各別に、しかも容易に評価できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明では、磁気ヘッド素子を集積するウエハに、磁気ヘッド素子の最下層コイル−下部ヨーク間、最上層コイル−上部ヨーク間の絶縁性を各別に評価するためのテストパターンを所定の分布で設ける。
【００１３】
そして、このテストパターンでは、コイル相互を接触させて多層コイル間を電気的に接続する磁気ヘッド素子のコイルコンタクト部に対応する部分を、絶縁層によって層ごとに分断する。
【００１４】
このような分断は、磁気ヘッド素子のコイルコンタクト部に対応する部分に、コイル相互を接触させるためのコイルリフトアップ絶縁層を設けずに、最下層コイルを形成することにより、容易に実現できる。
【００１５】
このようなウエハ内のテストパターンの最下層コイルから引き出されたパッドおよび最上層コイルから引き出されたパッドと、ヨークから引き出されたパッドとの間の抵抗測定を行い、得られた測定結果から当該テストパターン近傍の磁気ヘッド素子の絶縁状態を類推することにより、全ウエハ内の磁気ヘッド素子の最下層コイル−下部ヨーク間、最上層コイル−上部ヨーク間の絶縁性を各別に評価することが可能になる。
【００１６】
また、テストパターンは、ウエハ内に配置される露光の単位となるショット内に少なくとも１つは設けられていることが好ましい。なぜなら、ショットごとに絶縁性に関する情報を得ることができれば、以降のウエハ製造における露光の条件の最適化に活用できるからである。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、多層コイルの層間が電気的に断絶されたテストパターンを所定の分布でウエハ内に設け、このテストパターンの最下層コイル−ヨーク間、最上層コイル−ヨーク間の絶縁性を測定することにより、容易に全ウエハ内の磁気ヘッド素子の最下層コイル−下部ヨーク間、最上層コイル−上部ヨーク間の絶縁性を各別に評価することができる。しかも、テストパターンを設けたウエハの製造方法は、テストパターンにおける磁気ヘッド素子のコイルコンタクト部に対応する部分に、コイル相互を接触させるためのコイルリフトアップ絶縁層を設けないようにする以外は、テストパターンのない通常のウエハの製造方法を全く同一であるため、簡便に磁気ヘッド素子の最下層コイル−下部ヨーク間、最上層コイル−上部ヨーク間の絶縁性を各別に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図３を参照すると、本発明の磁気ヘッド集積ウエハにおける（ａ）素子パターンと、（ｂ）テストパターンの断面図が示されている。ここでも、断面とは、ＡＢＳ面に垂直かつ積層方向に平行な面で切った断面のことである。
【００２０】
（ａ）素子パターンについては、図１を参照して上述したとおりである。第１層コイル１と第２層コイル２は、コイルコンタクト部４において接触し、電気的に接続されている。これにより、磁気ヘッドから磁気記録媒体へ放射される磁束密度が増加し、磁気ヘッドの書き込み能力を向上させることができる。第１層コイル１と第２層コイル２の接触は、後述するように、第１層コイル１を形成する前に、コイルコンタクト部４の箇所にのみ、コイルリフトアップ絶縁層１２を形成することによりなされる。
【００２１】
（ｂ）テストパターンについては、（ａ）の素子パターンとは異なり、素子パターンのコイルコンタクト部４に対応する部分において、第１層コイル１と第２層コイルが接触せず、他の部分と同じように、その間に絶縁層が挿入されている。これにより、第１層コイル１と第２層コイル２は電気的に断絶される。第１層コイル１と第２層コイル２の電気的断絶は、素子パターンのコイルコンタクト部４に対応する箇所に、コイルリフトアップ絶縁層１２を形成せずに、第１層コイル１を形成することによりなされる。
【００２２】
以上により、テストパターンについては、第１層コイル１から引き出されたパッドとヨーク（上部ヨーク５または下部ヨーク６）から引き出されたパッドの間、第２層コイル２から引き出されたパッドとヨーク（上部ヨーク５または下部ヨーク６）から引き出されたパッドの間の抵抗測定を行うことにより、第１層コイルとヨーク、第２層コイルとヨークの絶縁性を格別に測定することができる。したがって、素子パターンとテストパターンの構造・寸法などが、コイルコンタクト部４を除いて、ばらつきなく全く同一であれば、テストパターンの測定により、ウエハ内のすべての磁気ヘッド素子の絶縁性がテストパターンのそれと同様な状態になっていると類推することができる。
【００２３】
しかしながら、ウエハに集積される磁気ヘッド素子は、ウエハ内の場所によって、絶縁性に大きな影響を与える構造・寸法などにばらつきが生じ得る。そこで、テストパターンは、ウエハ内に所定の分布で設けることが好ましい。こうすることにより、ウエハ内のある場所のテストパターンの絶縁性を測定することで、当該テストパターンの近傍の磁気ヘッド素子の絶縁性を当該テストパターンのそれと同様な状態であると類推することができる。そして、所定の分布で設けられたすべてのテストパターンの絶縁性を測定することにより、ウエハ内のすべての磁気ヘッド素子の絶縁性を類推して評価することができる。
【００２４】
また、磁気ヘッド集積ウエハの製造において、フォトリソグラフィー工程に必要な露光は、ウエハをショットと呼ばれる単位に分割し、このショットごとに行うのが通常である。したがって、磁気ヘッド素子の構造・寸法などのばらつきは、ショット依存性を有する場合が多い。そこで、テストパターンを各ショットに少なくとも１つは配置することが好ましい。こうすることにより、構造・寸法などにばらつきに起因する絶縁性のばらつきのショット依存性を把握し、以降の製造における各ショットの露光条件の最適化に役立てることができる。
【００２５】
図４を参照すると、（ａ）ウエハ内におけるショットの配置例、（ｂ）ショット内におけるテストパターンの配置例が示されている。１つのウエハは、数十のショットに区分されている。フォトリソグラフィー工程における露光は、このショットごとに行う。また、ショットには、数十×数十程度の磁気ヘッド素子（素子パターン）がアレイ状に配列される。この中に、少なくとも１つ（図では３つ）のテストパターンが設けられる。
【００２６】
次に、本発明の磁気ヘッド集積ウエハの製造方法について説明する。
【００２７】
図５Ａ、５Ｂを参照すると、本発明の磁気ヘッド集積ウエハの製造工程を時系列で説明するための図が示されている。図５Ａは素子パターン、図５Ｂはテストパターンの変遷を示している。なお、図５Ａ、５Ｂにおいて、（ａ）〜（ｇ）は異なる時点における状態を示しており、図５Ｂの（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ図５Ａの（ａ）〜（ｇ）と同じ時点における状態を示している。以下、素子パターンとテストパターンの変遷を並列的に説明する。
【００２８】
まず、基板の上に、磁気記録媒体の磁気信号を読み取るために必要な下部磁気シールド１０、ＭＲ素子８、上部磁気シールド９を、絶縁層を適宜挿入しながら順次積層し、次いで、下部ヨーク６と、ＡＢＳ面にライトギャップを形成するためのライトギャップ用絶縁層７を積層する。以上の工程の後の素子パターンの状態が図５Ａ（ａ）、テストパターンの状態が図５Ｂ（ａ）である。この段階では、両者は全く同一の状態を示している。
【００２９】
次に、上部ヨークの一部を構成する一対のポール１３を鍍金する。ＡＢＳ面側のポールは、ライトギャップ用絶縁層７の上に形成するが、もう一方のポールは、ライトギャップ用絶縁層７を除去した後、下部ヨーク６と接触させるように形成する。以上により、ライトギャップが形成されるとともに、上部ヨークと下部ヨークが電気的に接続される。以上の工程の後の素子パターンの状態が図５Ａ（ｂ）、テストパターンの状態が図５Ｂ（ｂ）である。この段階でも、両者は全く同一の状態を示している。
【００３０】
次に、下部ヨーク６と第１層コイル１の絶縁を確保するための絶縁層を形成し、次いで、フォトリソグラフィーにより、素子パターンのコイルコンタクト部のみに、コイルリフトアップ絶縁層１２を形成する。テストパターンには、コイルリフトアップ絶縁層１２は形成しない。この点が、本発明の磁気ヘッド集積ウエハの製造方法のポイントである。以上の工程の後の素子パターンの状態が図５Ａ（ｃ）、テストパターンの状態が図５Ｂ（ｃ）である。
【００３１】
次に、第１層コイル１を鍍金する。以上の工程の後の素子パターンの状態が図５Ａ（ｄ）、テストパターンの状態が図５Ｂ（ｄ）である。素子パターンのコイルコンタクト部では、コイルリフトアップ絶縁層１２の高さの分だけ、他の部分よりもコイルの高さが高くなる。
【００３２】
次に、コイル相互の絶縁を確保するための絶縁材料３で第１層コイル１を埋め込み、次いで、素子パターンのコイルコンタクト部においてコイルが露出するまで表面研磨を行う。この研磨により、素子パターンのコイルコンタクト部のコイルのみが表面に露出し、素子パターンの他の部分およびテストパターンにおいては、コイルは表面に露出しない。以上の工程の後の素子パターンの状態が図５Ａ（ｅ）、テストパターンの状態が図５Ｂ（ｅ）である。
【００３３】
次に、第２層コイル２を鍍金する。この際、素子パターンのコイルコンタクト部では、第１層コイル１が表面に露出しているので、第１層コイル１と第２層コイル２が接触し、これらが電気的に接続される。素子パターンの他の部分およびテストパターンでは、第１層コイル１が表面に露出していないので、第１層コイル１と第２層コイル２の間には絶縁層が挿入され、これらが電気的に断絶される。以上の工程の後の素子パターンの状態が図５Ａ（ｆ）、テストパターンの状態が図５Ｂ（ｆ）である。
【００３４】
最後に、コイル相互の絶縁を確保するための絶縁材料３で第２層コイル２を埋め込み、ポール１３の部分の絶縁材料３を除去して、ポール１３相互をブリッジして上部ヨーク５を完成させ、次いで、コーティング１１で保護すると、ウエハが完成する。完成後の素子パターンの状態が図５Ａ（ｇ）、テストパターンの状態が図５Ｂ（ｇ）である。
【００３５】
以上により、同一ウエハ内に、第１層コイルと第２層コイルが電気的に接続された素子パターン（磁気ヘッド素子）と、第１層コイルと第２層コイルが電気的に断絶されたテストパターンが形成される。
【００３６】
なお、以上の例では、コイルが２層の場合を示してきたが、本発明は、コイルがさらに多層の場合にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＡＢＳ面に垂直かつ積層方向に平行な面で切った、一般的な薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図２】従来技術における、コイル−ヨーク間の絶縁性評価方法を説明するための図である。
【図３】本発明の磁気ヘッド集積ウエハであり、（ａ）は素子パターンの断面図、（ｂ）はテストパターンの断面図である。
【図４】（ａ）はウエハ内におけるショットの配置例であり、（ｂ）はショット内におけるテストパターンの配置例である。
【図５Ａ】本発明の磁気ヘッド集積ウエハの製造工程を時系列で説明するための図であり、素子パターンの変遷を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の磁気ヘッド集積ウエハの製造工程を時系列で説明するための図であり、テストパターンの変遷を示す図である（（ａ）〜（ｇ）は、図５Ａの（ａ）〜（ｇ）と同じ工程後の状態を示している）。
【符号の説明】
【００３８】
１  第１層コイル
２  第２層コイル
３  絶縁材料
４  コイルコンタクト部
５  上部ヨーク
６  下部ヨーク
７  ライトギャップ
８  ＭＲ素子
９  上部磁気シールド
１０  下部磁気シールド
１１  コーティング
１２  コイルリフトアップ絶縁層
１３  ポール
２１  パッド（第１層コイル用）
２２  パッド（第２層コイル用）
２３  パッド（ヨーク用）
２４  多層コイル
２５  上部ヨーク
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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