(57)【要約】      （修正有）【課題】  デグラデーションやインスタビリティを起こしうる欠陥品を除外し、出力特性良否を高精度に評価可能な薄膜磁気ヘッドの評価方法を得る。【解決手段】  反強磁性層12、固定磁性層13、非磁性導電層14及びフリー磁性層15を積層してなるスピンバルブ膜と、該スピンバルブ膜のトラック幅方向の両側に接したハードバイアス膜20とを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、先ず、ハードバイアス膜20をトラック幅方向に着磁し（第１着磁工程）、交番電界を印加してヘッド出力特性を測定する（第１回目の測定工程）。次に、ハードバイアス膜20をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、トラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、第１回目と同一条件で交番電界を印加してヘッド出力特性を測定する（第２回目の測定工程）。第１回目と第２回目の測定結果を比較してヘッド出力特性の良否を判定する。【選択図】  図１
2006216202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層してなるスピンバルブ膜のトラック幅方向の両側にハードバイアス膜を備えた薄膜磁気ヘッドの出力特性を評価する方法であって、
前記ハードバイアス膜をトラック幅方向に着磁する第１着磁工程と、
交番電界を印加して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第１回目の測定工程と、
前記ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第２着磁工程と、
前記第１回目と同一条件で交番電界を印加して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第２回目の測定工程と、
第１回目と第２回目の測定結果を比較して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性の良否を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの評価方法において、前記第２着磁工程でのハイト方向への着磁磁界は、前記第１着磁工程での着磁磁界よりも強い薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の薄膜磁気ヘッドの評価方法において、前記判定工程では、前記測定工程の測定結果として、前記薄膜磁気ヘッドの出力電圧値、及び前記薄膜磁気ヘッドの出力波形の非対称性の少なくとも一方を用いる薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッドの評価方法において、前記測定工程は、磁気記録媒体を介さずに前記薄膜磁気ヘッドを静止させた状態で行なう静的測定である薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッドの評価方法において、前記測定工程は、前記薄膜磁気ヘッドを磁気記録媒体の上に浮上させた状態で行なう動的測定である薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項６】
反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層してなるスピンバルブ膜のトラック幅方向の両側にハードバイアス膜を備えた薄膜磁気ヘッドの出力特性を評価する方法であって、
前記ハードバイアス膜をトラック幅方向に着磁する第１着磁工程と、
磁気記録媒体を介さずに前記薄膜磁気ヘッドを静止させた状態で、交番電界を印加して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第１回目の静的測定工程と、
前記ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第２着磁工程と、
前記第１回目と同一条件で交番電界を印加して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第２回目の静的測定工程と、
第１回目と第２回目の静的測定結果を比較して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性の良否を判定する判定工程と、
出力特性不良と判定した薄膜磁気ヘッドを除外し、出力特性良好と判定した薄膜磁気ヘッドを抽出する選別工程と、
前記抽出した薄膜磁気ヘッドを磁気記録媒体の上に浮上させた状態で、交番電界を印加して該薄膜磁気ヘッドの出力特性を動的に測定する第１回目の動的測定工程と、
前記ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第３着磁工程と、
前記第１回目と同一条件で交番電界を印加して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第２回目の動的測定工程と、
第１回目と第２回目の動的測定結果を比較して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性の良否を最終的に判定する最終判定工程と、
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項７】
反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層してなるスピンバルブ膜のトラック幅方向の両側にハードバイアス膜を備えた薄膜磁気ヘッドの出力特性を評価する方法であって、
前記ハードバイアス膜をトラック幅方向に着磁する第１着磁工程と、
交番電界を印加して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第１回目の測定工程と、
前記ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第２着磁工程と、
前記第１回目と同一条件で交番電界を印加して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第２回目の測定工程と、
前記ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第３着磁工程と、
前記第１回目及び第２回目と同一条件で交番電界を印加して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第３回目の測定工程と、
前記第１回目と前記第２回目の測定結果の差分を第１参照データとして算出し、前記第１回目と前記第３回目の測定結果の差分を第２参照データとして算出する演算工程と、
前記算出した第１参照データと第２参照データを比較して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性の良否を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項８】
請求項７記載の薄膜磁気ヘッドの評価方法において、前記第２着磁工程及び前記第３着磁工程でのハイト方向への着磁磁界は、前記第１着磁工程での着磁磁界よりも強い薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項９】
請求項７または８記載の薄膜磁気ヘッドの評価方法において、前記第２着磁工程でのハイト方向への着磁磁界と前記第３着磁工程でのハイト方向への着磁磁界は、磁界の強さが同一で、磁界の向きが１８０度反対である薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッドの評価方法において、前記判定工程では、前記測定工程の測定結果として、前記薄膜磁気ヘッドの出力電圧値、及び前記薄膜磁気ヘッドの出力波形の非対称性の少なくとも一方を用いる薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッドの評価方法において、前記測定工程は、磁気記録媒体を介さずに前記薄膜磁気ヘッドを静止させた状態で行なう静的測定である薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【請求項１２】
請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッドの評価方法において、前記測定工程は、前記薄膜磁気ヘッドを磁気記録媒体の上に浮上させた状態で行なう動的測定である薄膜磁気ヘッドの評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードバイアス膜により磁区制御された薄膜磁気ヘッドの評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜磁気ヘッドでは、製造段階又は出荷前に、予め規定された製品としての基格を満たすか否かを確認するため、特性検査が行なわれている。この特性検査としては、ＱＳＴ（Ｑｕａｓｉ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｔｅｓｔ）評価試験が一般に利用されている。ＱＳＴ評価試験は、薄膜磁気ヘッドの再生出力特性及び磁気的安定性を、実際の磁気記録媒体を介さずに評価する手法である。具体的には、薄膜磁気ヘッド（磁気抵抗効果素子）に通電した状態で３．９８〜３９．８ｋＡ/ｍ程度の外部磁界を周期的に変化させ、該薄膜磁気ヘッドの素子電圧−外部磁界特性曲線（Ｖ−Ｈ曲線）を得る。そして、得られたＶ−Ｈ曲線に基づき、再生出力特性、再生出力の磁気対称性・極性（Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ、Ｐｏｌａｒｉｔｙ）及びノイズ（バルクハウゼンノイズ）等の観点から、規格内であるか規格外であるかを判定する。
【０００３】
さらに薄膜磁気ヘッドは、製造工程の最終段階で、実際の磁気記録媒体を用いた電気磁気特性（ＤＥＴ；Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｔｅｓｔ）評価試験によっても評価される。ＤＥＴ評価試験は、実際に薄膜磁気ヘッドを磁気記録媒体上に浮上させて記録再生動作を行なわせ、該薄膜磁気ヘッドの出力を評価する。このＤＥＴ評価試験と上記ＱＳＴ評価試験は、高い相関性を有していることが知られている。よって、製造工程途中で高精度なＱＳＴ評価試験を実施すれば、規格外の薄膜磁気ヘッドを早期に発見することができる。
【０００４】
上記ＱＳＴ評価試験及びＤＥＴ評価試験の両方に合格した薄膜磁気ヘッドは、製品として出荷される。
【特許文献１】特開平１０−１９８９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ＱＳＴ評価試験及びＤＥＴ評価試験に合格した薄膜磁気ヘッドであっても、試験後にデグラデーションやインスタビリティが起きてしまう場合があり、該薄膜磁気ヘッドが搭載されるハードディスク装置の歩留まりを悪化させている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、デグラデーションやインスタビリティを起こしうる欠陥品を除外し、出力特性良否を高精度に評価可能な薄膜磁気ヘッドの評価方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、固定磁性層、フリー磁性層及びハードバイアス膜のいずれかに欠陥が生じている場合には、強大な磁界が一度加わると欠陥部分が不可逆的に変化してしまい、該磁界を除いても欠陥部分が元に戻らないことに着目したもので、ハードバイアス膜及びスピンバルブ膜を一旦ハイト方向に強く着磁してからトラック幅方向に再度着磁しなおすことでヘッド内の欠陥を露呈させ、より高精度な出力特性評価を実現しようとするものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層してなるスピンバルブ膜のトラック幅方向の両側にハードバイアス膜を備えた薄膜磁気ヘッドの出力特性を評価する方法であって、ハードバイアス膜をトラック幅方向に着磁する第１着磁工程と、交番電界を印加して薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第１回目の測定工程と、ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第２着磁工程と、第１回目と同一条件で交番電界を印加して薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第２回目の測定工程と、第１回目と第２回目の測定結果を比較して薄膜磁気ヘッドの出力特性の良否を判定する判定工程とを有することを特徴としている。
【０００９】
第２着磁工程でのハイト方向への着磁磁界は、第１着磁工程での着磁磁界よりも強いことが好ましい。この態様によれば、ハードバイアス膜の磁化を容易にハイト方向へ向かせることが可能である。具体的に、第１着磁工程及び第２着磁工程におけるトラック幅方向への着磁磁界の大きさは２３９〜３９８ｋＡ／ｍ程度、第２着磁工程におけるハイト方向への着磁磁界の大きさは７９６〜１５３２ｋＡ／ｍ程度とすることが実際的である。
【００１０】
判定工程では、測定工程の測定結果として、薄膜磁気ヘッドの出力電圧値、及び薄膜磁気ヘッドの出力波形の非対称性の少なくとも一方を用いることが実際的である。
【００１１】
測定工程は、磁気記録媒体を介さずに薄膜磁気ヘッドを静止させた状態で行なう静的測定であっても、薄膜磁気ヘッドを磁気記録媒体の上に浮上させた状態で行なう動的測定であってもよい。
【００１２】
また本発明は、別の態様によれば、反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層してなるスピンバルブ膜のトラック幅方向の両側にハードバイアス膜を備えた薄膜磁気ヘッドの出力特性を評価する方法であって、ハードバイアス膜をトラック幅方向に着磁する第１着磁工程と、磁気記録媒体を介さずに薄膜磁気ヘッドを静止させた状態で、交番電界を印加して薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第１回目の静的測定工程と、ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第２着磁工程と、第１回目と同一条件で交番電界を印加して薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第２回目の静的測定工程と、第１回目と第２回目の静的測定結果を比較して薄膜磁気ヘッドの出力特性の良否を判定する判定工程と、出力特性不良と判定した薄膜磁気ヘッドを除外し、出力特性良好と判定した薄膜磁気ヘッドを抽出する選別工程と、抽出した薄膜磁気ヘッドを磁気記録媒体の上に浮上させた状態で、交番電界を印加して該薄膜磁気ヘッドの出力特性を動的に測定する第１回目の動的測定工程と、ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第３着磁工程と、第１回目と同一条件で交番電界を印加して薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第２回目の動的測定工程と、第１回目と第２回目の動的測定結果を比較して薄膜磁気ヘッドの出力特性の良否を最終的に判定する最終判定工程とを有することを特徴としている。このように静的特性測定による特性評価と動的特性測定による特性評価の両方を実施すれば、より高精度に薄膜磁気ヘッドの出力特性を評価することができる。
【００１３】
また本発明は、さらに別の態様によれば、反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層してなるスピンバルブ膜のトラック幅方向の両側にハードバイアス膜を備えた薄膜磁気ヘッドの出力特性を評価する方法であって、ハードバイアス膜をトラック幅方向に着磁する第１着磁工程と、交番電界を印加して薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第１回目の測定工程と、ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第２着磁工程と、第１回目と同一条件で交番電界を印加して薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第２回目の測定工程と、ハードバイアス膜をトラック幅方向と直交するハイト方向に着磁した後、さらにトラック幅方向に着磁する処理を少なくとも１回実行し、該ハードバイアス膜の着磁方向をトラック幅方向とする第３着磁工程と、第１回目及び第２回目と同一条件で交番電界を印加して薄膜磁気ヘッドの出力特性を測定する第３回目の測定工程と、第１回目と前記第２回目の測定結果の差分を第１参照値として算出し、第１回目と前記第３回目の測定結果の差分を第２参照値として算出する演算工程と、算出した第１参照値と第２参照値を比較して前記薄膜磁気ヘッドの出力特性の良否を判定する判定工程とを有することを特徴としている。
【００１４】
第２着磁工程及び第３着磁工程でのハイト方向への着磁磁界は、第１着磁工程での着磁磁界よりも強いことが好ましい。この態様によれば、ハードバイアス膜の磁化を容易にハイト方向へ向かせることが可能である。具体的に、第１〜第３着磁工程におけるトラック幅方向への着磁磁界の大きさは２３９〜３９８ｋＡ／ｍ程度、第２及び第３着磁工程におけるハイト方向への着磁磁界の大きさは７９６〜１５３２ｋＡ／ｍ程度とすることが実際的である。
【００１５】
判定工程では、測定工程の測定結果として、薄膜磁気ヘッドの出力電圧値、及び薄膜磁気ヘッドの出力波形の非対称性の少なくとも一方を用いることが実際的である。
【００１６】
第２着磁工程でのハイト方向への着磁磁界と第３着磁工程でのハイト方向への着磁磁界は、磁界の強さが同一で、磁界の向きが１８０度反対であることが好ましい。この態様によれば、ハイト方向への着磁磁界の向きを一方向とする場合よりも薄膜磁気ヘッド内の欠陥を見つけやすく、薄膜磁気ヘッドの出力特性の良否を高精度に判定可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、デグラデーションやインスタビリティを起こしうる欠陥品を除外し、出力特性良否を高精度に評価可能な薄膜磁気ヘッドの評価方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。図中において、Ｘ方向は薄膜磁気ヘッドのトラック幅方向、Ｙ方向は薄膜磁気ヘッド（スピンバルブ膜）のハイト方向、Ｚ方向は薄膜磁気ヘッドを構成する各層の積層方向である。
【００１９】
図１は、本発明方法の評価対象である薄膜磁気ヘッドの一実施形態を示す断面図である。薄膜磁気ヘッド１は、下部磁気シールド層２と上部磁気シールド層３の間に、巨大磁気抵抗効果を発揮するスピンバルブ膜１０と、このスピンバルブ膜１０のトラック幅方向の両側に位置するハードバイアス膜２０と電極層３０とを備えている。
【００２０】
スピンバルブ膜１０は、下部磁気シールド層２側から順にシード層１１、反強磁性層１２、固定磁性層１３、非磁性導電層１４、フリー磁性層１５及びキャップ層１６を有している。シード層１１は、Ｃｒ、ＮｉＦｅ合金、あるいはＮｉ−Ｆｅ−Ｚ合金（ただしＺは、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉから選ばれる少なくとも一種以上の元素）により、約２０〜６０Å程度の膜厚で形成されている。このシード層１１は形成されていなくてもよい。反強磁性層１２は、ＩｒＭｎ系合金やＰｔＭｎ系合金からなり、熱処理されることで固定磁性層１３との間に大きな交換結合磁界を発生させ、固定磁性層１３の磁化方向を図示Ｙ方向に固定する。
【００２１】
固定磁性層１３は、Ｃｏ、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金等からなる第１固定磁性層１３Ａと第２固定磁性層１３Ｂの間に、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕ等からなる非磁性層１３Ｃを介在させた積層フェリ構造で形成されている。第１固定磁性層１３Ａは、反強磁性層１２との界面に生じた交換結合磁界により磁化が図示Ｙ方向に固定され、この第１固定磁性層１３Ａに非磁性層１３Ｃを介して磁気的に結合している第２固定磁性層Ｂは、第１固定磁性層１３Ａの磁化方向と反平行状態をなす方向に磁化が固定されている。この固定磁性層１３は、第１固定磁性層１３Ａの単位面積当たりの磁気モーメントが第２固定磁性層１３Ｂの単位面積当たりの磁気モーメントよりも大きく、第１固定磁性層１３Ａの磁化方向が固定磁性層全体としての磁化方向になる。このように人工的なフェリ磁性状態にある磁化は、外部磁界や高い環境温度によっても変動することがなく熱的により安定し、固定磁性層１３の磁化方向は変動する虞がない。固定磁性層１３は、Ｃｏ、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金等の強磁性材料からなる単層構造あるいは多層構造の磁性膜で形成してもよい。非磁性導電層１４は、例えばＣｕ等の良導電材料で形成され、固定磁性層１３とフリー磁性層１５を磁気的に分離する役割を果たしている。
【００２２】
フリー磁性層１５は、ＮｉＦｅ合金やＣｏＮｉＦｅ合金からなる第１軟磁性層１５Ａと第２軟磁性層１５ＢがＲｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｃｒ等からなる非磁性層１５Ｃを介して対向した積層フェリ構造で形成されている。この積層フェリ構造のフリー磁性層１５によれば、外部磁界によって磁化が回転し易くなり、センサ検出精度をより向上させることができる。このフリー磁性層１５は、第１軟磁性層１５Ａの単位面積当たりの磁気モーメントが第２軟磁性層１５Ｂよりも大きくなっていて、第１軟磁性層１５Ａの磁化方向がフリー磁性層全体としての磁化方向になる。フリー磁性層１５は、Ｃｏ、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金等の軟磁性材料からなる単層膜または積層膜によっても形成することができ、具体的に例えば、ＦｅＮｉ合金またはＣｏＦｅＮｉ合金からなる軟磁性層と、この軟磁性層と非磁性導電層１４の間に介在して軟磁性層のＮｉ原子が非磁性導電層１４に相互拡散することを防止する、ＣｏやＣｏＦｅ合金からなる拡散防止層との二層構造で形成してもよい。ただし、拡散防止層は、軟磁性層の磁気特性を阻害しないように薄く形成する。キャップ層１６は、スピンバルブ膜１０の最上層であり、Ｔａ等により形成されている。
【００２３】
ハードバイアス膜２０は、スピンバルブ膜１０のトラック幅方向の端面と磁気シールド層２を覆うバイアス下地膜２１の上に、ＣｏＸＰｔ系合金（ただしＸは、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉのいずれか１種又は２種以上の元素）から形成されている。このハードバイアス膜２０は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に磁化されていて、該縦バイアス磁界によりフリー磁性層１５の磁化をトラック幅方向に揃える。バイアス下地膜２１は、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａのいずれか１種または２種以上の元素で形成されており、ハードバイアス膜２０の特性（保磁力、角形比）を向上させ、ハードバイアス膜２０から発生する縦バイアス磁界を増大させる機能を有している。電極層３０は、α−Ｔａ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｃｒ、ＣｕやＷなどの良導電材料により形成されている。
【００２４】
次に、本発明の第１実施形態による薄膜磁気ヘッドの評価方法について、図２〜図５を参照して説明する。薄膜磁気ヘッドの出力特性評価は、ウエハから上記構成の薄膜磁気ヘッド１を個々に切り出した状態から出荷前までの任意のタイミングで実施される。
【００２５】
先ず最初に、図２に示すように、薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向から３９８ｋＡ／ｍ程度の静磁場Ｈ１を与え、該薄膜磁気ヘッド１のハードバイアス膜２０をトラック幅方向に着磁する第１着磁工程を行なう。ハードバイアス膜２０への着磁は可逆的なものであり、最後に実施した着磁による磁化方向が維持される。固定磁性層１３は反強磁性層１２との界面に生じた交換結合磁界により磁化が強固に固定されているので、この着磁工程を行なっても固定磁性層１３の磁化方向は変化しない。これに対し、フリー磁性層１５はハードバイアス膜２０の縦バイアス磁界によって磁化が揃えられるので、フリー磁性層１５の磁化方向もトラック幅方向に設定される。静磁場Ｈ１の大きさは、２３９〜３９８ｋＡ／ｍ程度とすることが実際的である。以下では、図２に示す固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０の磁化状態を薄膜磁気ヘッド１の第１着磁状態として、説明する。
【００２６】
次に、第１回目のＱＳＴ測定を実施する。ＱＳＴ測定は、薄膜磁気ヘッドの再生出力特性及び磁気的安定性を、実際の磁気記録媒体を介さずに評価する静的手法である。具体的には、薄膜磁気ヘッド１（スピンバルブ膜１０）に通電した状態で３．９８〜３９．８ｋＡ/ｍ程度の外部磁界を周期的に変化させ、該薄膜磁気ヘッド１の出力電圧を測定する。これにより、薄膜磁気ヘッド１の出力電圧−外部磁界特性曲線（Ｖ−Ｈ曲線）が得られる。
【００２７】
第１回目のＱＳＴ測定後は、図３に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向に直交するハイト方向（図示Ｙ方向）から７９６ｋＡ／ｍ以上の強い静磁場Ｈ２を与えてハードバイアス膜２０をハイト方向に強く着磁した後、図２に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向から静磁場Ｈ１を与えてハードバイアス膜２０をトラック幅方向に着磁しなおす処理を少なくとも１回実行する。この第２着磁工程により、ハードバイアス膜２０を図２の第１着磁状態に戻す。静磁場Ｈ２は、前回着磁したときの静磁場Ｈ１よりも極めて大きいので、ハードバイアス膜２０の磁化は容易にハイト方向を向く。これに伴い、フリー磁性層１５の磁化方向もハイト方向に揃えられる。静磁場Ｈ２の大きさは、具体的に７９６ｋＡ／ｍ以上１５３１ｋＡ／ｍ以下程度とすることが実際的である。
【００２８】
上記第２着磁工程において、薄膜磁気ヘッド１は、固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０に欠陥が生じていなければ、第１回目のＱＳＴ測定を実施する前の状態に戻る。しかし、固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０のいずれかに欠陥が生じている場合には、静磁場Ｈ２よりも小さい静磁場Ｈ１でトラック幅方向に着磁しなおしても、欠陥部分の磁化はハイト方向を向いたままで初期状態に戻らない。つまり、ハードバイアス膜２０を一旦ハイト方向に強く着磁してからトラック幅方向に着磁しなおすことにより、固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０に内在する欠陥部が不可逆現象を起こし、該欠陥部を露呈させることができる。
【００２９】
続いて、上述の第１回目と同一条件で第２回目のＱＳＴ測定を実施し、薄膜磁気ヘッド１の出力電圧−外部磁界特性曲線（Ｖ−Ｈ曲線）を得る。
【００３０】
続いて、第１回目と第２回目のＱＳＴ測定結果を比較して出力特性の良否を判定する。ここで、比較する測定結果は、具体的には出力電圧値、出力電圧波形（出力電圧−外部磁界特性曲線の波形）の非対称性、出力電圧波形のピーク電圧の平均値等である。
【００３１】
第１回目と第２回目のＱＳＴ測定は同一条件で実施しているので、本来、第１回目と第２回目の測定結果はほぼ同一になるはずである。しかしながら、第１回目と第２回目の測定結果が測定誤差範囲を超えて異なっている場合には、第２回目のＱＳＴ測定が第１回目のＱＳＴ測定とは異なる状態の薄膜磁気ヘッド１に対して実施されたこと、すなわち、固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０の少なくとも１つが変化して元に戻っておらず、薄膜磁気ヘッド１（固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０）内に欠陥が生じていると推測される。よって、本実施形態では、ＱＳＴ測定結果の差が測定誤差範囲を超えている場合には出力特性不良、測定誤差範囲におさまっていれば出力特性良好と判定している。
【００３２】
図４は、第１回目と第２回目のＱＳＴ測定における出力電圧波形の電圧ピーク値の平均値の差（μＶ）を示すグラフであり、横軸ｘが第１回目のＱＳＴ測定における出力電圧波形の電圧ピーク値の平均値（μＶ）、縦軸ｙが第２回目のＱＳＴ測定における出力電圧波形の電圧ピーク値の平均値（μＶ）をそれぞれ示している。図５は、第１回目と第２回目のＱＳＴ測定における出力波形の非対称性の差を示すグラフであり、横軸が第１回目のＱＳＴ測定における出力波形の非対称性（％）、縦軸が第２回目のＱＳＴ測定における出力波形の非対称性（％）をそれぞれ示している。第１回目と第２回目の電圧ピーク平均値及び非対称性が一致している場合、出力電圧値の差ゼロを示すマーカーは横軸ｘ、縦軸ｙとしたとき関数ｙ＝ｘを満たす直線上にプロットされる。図４及び図５の点線で囲んで示す、上記関数ｙ＝ｘを満たす直線から大幅に外れているマーカーは、出力特性不良と判定される欠陥の薄膜磁気ヘッドを示している。
【００３３】
続いて、出力特性不良と判定した薄膜磁気ヘッドを除外し、残った薄膜磁気ヘッド、すなわちＱＳＴ測定結果から出力特性良好と判定した薄膜磁気ヘッドに対して、以降の処理を行なう。
【００３４】
先ず最初に、第１回目のＤＥＴ測定を実施する。ＤＥＴ測定は、薄膜磁気ヘッドの再生出力特性及び磁気的安定性を、実際の磁気記録媒体を介して評価する動的手法である。具体的には、実際に薄膜磁気ヘッド１を磁気記録媒体上に浮上させた状態で、１ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ程度記録再生動作を行なわせ、該薄膜磁気ヘッド１の出力電圧を測定する。
【００３５】
第１回目のＤＥＴ測定後は、図３に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向に直交するハイト方向（図示Ｙ方向）から７９６ｋＡ／ｍ以上の強い静磁場Ｈ２を与えてハードバイアス膜２０をハイト方向に強く着磁した後、図２に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向から静磁場Ｈ１を与えてハードバイアス膜２０をトラック幅方向に着磁しなおす処理を少なくとも１回実行する。この第３着磁工程により、ハードバイアス膜２０を図２の第１着磁状態に戻す。静磁場Ｈ２は、前回着磁したときの静磁場Ｈ１よりも極めて大きいので、ハードバイアス膜２０の磁化は容易にハイト方向を向く。これに伴い、フリー磁性層１５の磁化方向もハイト方向に揃えられる。静磁場Ｈ２の大きさは、具体的に７９６ｋＡ／ｍ以上１５３１ｋＡ／ｍ以下程度とすることが実際的である。
【００３６】
上記第３着磁工程において、上述のＱＳＴ測定のときと同様に薄膜磁気ヘッド１は、固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０に欠陥が生じていなければ、第1回目のＤＥＴ測定を実施する前の状態に戻る。しかし、固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０のいずれかに欠陥が生じている場合には、静磁場Ｈ２よりも小さい静磁場Ｈ１でトラック幅方向に着磁しなおしても、欠陥部の磁化はハイト方向を向いたままで元に戻らない。
【００３７】
第３着磁工程後は、上述の第１回目と同一条件で第２回目のＤＥＴ測定を実施し、薄膜磁気ヘッド１の出力電圧を得る。
【００３８】
続いて、第１回目と第２回目のＤＥＴ測定結果を比較して出力特性の良否を最終的に判定する。ここで、比較する測定結果は、具体的には出力電圧値、出力電圧波形の非対称性、出力電圧波形のピーク電圧の平均値等である。
【００３９】
第１回目と第２回目のＤＥＴ測定は同一条件で実施しているので、本来、第１回目と第２回目の測定結果はほぼ同一になるはずである。しかしながら、第１回目と第２回目の測定結果が測定誤差範囲を超えて異なっている場合には、第２回目のＤＥＴ測定が第１回目のＤＥＴ測定とは異なる状態の薄膜磁気ヘッド１に対して実施されたこと、すなわち、固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０の少なくとも１つが変化して元に戻っておらず、薄膜磁気ヘッド１（固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０）内に欠陥が生じていると推測される。よって、本実施形態では、ＤＥＴ測定結果の差が測定誤差範囲を超えている場合には出力特性不良、測定誤差範囲におさまっていれば出力特性良好と最終的な判定を下す。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態による薄膜磁気ヘッドの評価方法について、図２、図３、図６及び図７を参照して説明する。第２実施形態は、より評価精度を高めるため、ハイト方向に一旦強く着磁してからトラック幅方向に着磁する工程を各測定間にはさんで薄膜磁気ヘッドの出力電圧特性を３回測定し、３つの測定結果に基づいて出力特性の良否を判定する実施形態である。この第２実施形態の出力特性評価方法は、第２回目のＱＳＴ測定工程までは第１実施形態と同一である。以下では、第２回目のＱＳＴ測定以降の工程について説明する。
【００４１】
２回目のＱＳＴ測定後は、図６に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向に直交するハイト方向（図示Ｙ方向）から７９６ｋＡ／ｍ以上の強い静磁場Ｈ３を与えてハードバイアス膜２０をハイト方向に強く着磁した後、図２に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向から静磁場Ｈ１を与えてハードバイアス膜２０をトラック幅方向に着磁しなおす処理を少なくとも１回実行する。この第３着磁工程により、ハードバイアス膜２０を図２の第１着磁状態に戻す。静磁場Ｈ３は、第２着磁工程でハイト方向に加える静磁場Ｈ２とは１８０度反対向きをなし、静磁場Ｈ２と同じ大きさに設定してある。この静磁場Ｈ３は、前回着磁したときの静磁場Ｈ１よりも極めて大きいので、ハードバイアス膜２０の磁化は容易にハイト方向を向く。これに伴い、フリー磁性層１５の磁化方向もハイト方向に揃えられる。静磁場Ｈ３の大きさは、具体的に７９６ｋＡ／ｍ以上１５３１ｋＡ／ｍ以下程度とすることが実際的である。
【００４２】
次に、第１回目及び第２回目と同一条件で第３回目のＱＳＴ測定を実施し、薄膜磁気ヘッド１の出力電圧−外部磁界特性曲線（Ｖ−Ｈ曲線）を得る。
【００４３】
続いて、第１回目から第３回目までのＱＳＴ測定結果を比較して出力特性の良否を判定する。より具体的には、１回目と２回目の測定結果の差分を第１参照データとして算出し、１回目と３回目の測定結果の差分を第２参照データとして算出し、この第１参照データと第２参照データを比較して出力特性の良否を判定する。ここで、比較する測定結果は、出力電圧値、出力電圧波形（出力電圧−外部磁界特性曲線の波形）の非対称性、出力電圧波形のピーク電圧の平均値等である。
【００４４】
第１回目から第３回目までのＱＳＴ測定は同一条件で実施しているので、本来、第１回目と第２回目と第３回目の測定結果はほぼ同一になるはずである。よって、算出した第１参照データと第２参照データも同一になるはずである。しかしながら、第１参照データと第２参照データが測定誤差範囲を超えて異なっている場合には、第２回目または第３回目のＱＳＴ測定が第１回目のＱＳＴ測定とは異なる状態の薄膜磁気ヘッド１に対して実施されたこと、すなわち、固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０の少なくとも１つが変化して元に戻っておらず、薄膜磁気ヘッド１（固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０）内に欠陥が生じていると推測される。よって、本実施形態では、第１参照データと第２参照データの差が測定誤差範囲を超えている場合には出力特性不良、測定誤差範囲におさまっていれば出力特性良好と判定する。
【００４５】
図７は、第１回目から第３回目までのＱＳＴ測定における出力電圧波形の出力電圧値の差を示すグラフである。図７では、１回目と２回目の測定結果の差分を示す第１参照データは菱形マーカーでプロットされており、１回目と３回目の測定結果の差分を示す第２参照データは正方形マーカーでプロットされている。この図７において、横軸は第１回目のＱＳＴ測定における出力電圧波形の電圧ピーク値の平均値（ｍＶ）、縦軸が第２回目または第３回目のＱＳＴ測定における出力電圧波形の電圧ピーク値の平均値（ｍＶ）をそれぞれ示している。第１参照データと第２参照データが一致している場合、各マーカーは横軸をｘ、縦軸をｙとしたとき関数ｙ＝ｘを満たす直線上にプロットされる。図７の点線で囲んで示す、上記関数ｙ＝ｘを満たす直線から大幅に外れているマーカーは、出力特性不良と判定される欠陥の薄膜磁気ヘッドを示している。
【００４６】
続いて、出力特性不良と判定した薄膜磁気ヘッドを除外し、出力特性良好と判定した薄膜磁気ヘッドに対して、上述の第１実施形態と同様に第１回目のＤＥＴ測定を実施し、薄膜磁気ヘッド１の出力電圧を得る。
【００４７】
第１回目のＤＥＴ測定後は、図３に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向に直交するハイト方向（図示Ｙ方向）から７９６ｋＡ／ｍ以上の強い静磁場Ｈ２を与えてハードバイアス膜２０をハイト方向に強く着磁した後、図２に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向から静磁場Ｈ１を与えてハードバイアス膜２０をトラック幅方向に着磁しなおす処理を少なくとも１回実行する。この第４着磁工程により、ハードバイアス膜２０を図２の第１着磁状態に戻す。
【００４８】
続いて、第１回目と同一条件で第２回目のＤＥＴ測定を実施し、薄膜磁気ヘッド１の出力電圧を得る。
【００４９】
第２回目のＤＥＴ測定後は、図６に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向に直交するハイト方向（図示Ｙ方向）から７９６ｋＡ／ｍ以上の強い静磁場Ｈ３を与えてハードバイアス膜２０をハイト方向に強く着磁した後、図２に示すように薄膜磁気ヘッド１にトラック幅方向から静磁場Ｈ１を与えてハードバイアス膜２０をトラック幅方向に着磁しなおす処理を少なくとも１回実行する。静磁場Ｈ３は、第２着磁工程でハイト方向に加える静磁場Ｈ２とは１８０度反対向きをなし、静磁場Ｈ２と同じ大きさに設定してある。この第５着磁工程により、ハードバイアス膜２０を図２の第１着磁状態に戻す。
【００５０】
続いて、第１回目及び第２回目と同一条件で第３回目のＤＥＴ測定を実施し、薄膜磁気ヘッド１の出力電圧を得る。
【００５１】
そして、第１回目から第３回目までのＤＥＴ測定結果を比較して出力特性の良否を判定する。より具体的には、１回目と２回目の測定結果の差分を第１参照データとして算出し、１回目と３回目の測定結果の差分を第２参照データとして算出し、この第１参照データと第２参照データを比較して出力特性の良否を判定する。ここで、比較する測定結果は、出力電圧値、出力電圧波形（出力電圧−外部磁界特性曲線の波形）の非対称性、出力電圧波形のピーク電圧の平均値等である。
【００５２】
第１回目から第３回目までのＤＥＴ測定は同一条件で実施しているので、本来、第１回目と第２回目と第３回目の測定結果はほぼ同一になるはずである。よって、算出した第１参照データと第２参照データも同一になるはずである。しかしながら、第１参照データと第２参照データが測定誤差範囲を超えて異なっている場合には、第２回目または第３回目のＱＳＴ測定が第１回目のＤＥＴ測定とは異なる状態の薄膜磁気ヘッド１に対して実施されたこと、すなわち、固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０の少なくとも１つが変化して元に戻っておらず、薄膜磁気ヘッド１（固定磁性層１３、フリー磁性層１５及びハードバイアス膜２０）内に欠陥が生じていると推測される。よって、本実施形態では、第１参照データと第２参照データの差が測定誤差範囲を超えている場合には出力特性不良、測定誤差範囲におさまっていれば出力特性良好と最終判定を下す。
【００５３】
図８は、ＱＳＴ測定結果とＤＥＴ測定結果の相関性を示すグラフであり、横軸ｘが第２回目と第３回目のＤＥＴ測定での出力電圧の変動幅（％）、縦軸ｙが第２回目と第３回目のＱＳＴ測定での出力電圧の変動幅（％）をそれぞれ示している。図８のグラフを見ると、ＤＥＴ測定結果とＱＳＴ測定結果とが１：１で対応している、すなわち相関性が高いことがわかる。
【００５４】
以上の各実施形態によれば、第１回目と第２回目（と第３回目）の測定工程の間に、ハードバイアス膜を一旦ハイト方向に強く着磁してからトラック幅方向に着磁しなおす着磁工程を実行しているので、第１回目と第２回目（と第３回目）の測定結果が異なる場合は、薄膜磁気ヘッド１（固定磁性層１３、フリー磁性層１５、ハードバイアス膜２０）内に欠陥が生じている虞があり、出力特性不良と判定される。これにより、欠陥のあるＧＭＲヘッドを予め除外することができ、従来のＱＳＴ測定及びＤＥＴ測定では検出できなかったデグラデーション＆インスタビリティを抑制可能である。また、本実施形態で出力特性良好と判定した薄膜磁気ヘッドが搭載されるハードディスクの歩留まりも改善される。
【００５５】
また、上記各実施形態では、ＱＳＴ測定の後にＤＥＴ測定を実施して最終的な良否判定を行なっているが、図８に示されるようにＱＳＴ測定とＤＥＴ測定は相関性があるので、いずれか一方のみを行なう構成でもよい。実際の磁気記録媒体を介さずに測定可能なＱＳＴ測定のみを実施する態様とすれば、より簡単に、高精度な出力特性評価を実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明方法の評価対象である薄膜磁気ヘッドの一実施形態を示す断面図である。
【図２】ハードバイアス膜をトラック幅方向に着磁する工程を説明する概念図である。
【図３】ハードバイアス膜をハイト方向に着磁する工程を説明する概念図である。
【図４】第１回目と第２回目のＱＳＴ測定における出力電圧波形の電圧ピーク値の平均値を示すグラフである。
【図５】第１回目と第２回目のＱＳＴ測定における出力波形の非対称性の差を示すグラフである。
【図６】図３とは１８０度反対向きでハードバイアス膜をハイト方向に着磁する工程を説明する概念図である。
【図７】第１回目から第３回目までのＱＳＴ測定における出力電圧波形の出力電圧値の差を示すグラフである。
【図８】ＱＳＴ測定結果とＤＥＴ測定結果の相関性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１  薄膜磁気ヘッド
１１  シード層
１２  反強磁性層
１３  固定磁性層
１４  非磁性導電層
１５  フリー磁性層
１６  キャップ層
２０  ハードバイアス膜
２１  バイアス下地膜
３０  電極層
Ｘ   トラック幅方向
Ｙ   ハイト方向
Ｚ   積層方向
【図１】
2006216202.tif 000003
【図２】
2006216202.tif 000004
【図３】
2006216202.tif 000005
【図４】
2006216202.tif 000006
【図５】
2006216202.tif 000007
【図６】
2006216202.tif 000008
【図７】
2006216202.tif 000009
【図８】
2006216202.tif 000010