(57)【要約】  【課題】  本発明は、磁気ヘッド素子の検査方法に関し、より詳細には磁気ヘッド素子のリードコア幅と所定の磁界をかけたときの抵抗値変化を測定し、リードコア幅と抵抗値変化の比率に基づいて磁気ヘッド素子の良否を判定する磁気ヘッド素子の検査方法に関するものである。  【解決手段】  本発明の磁気ヘッド素子の検査方法は、基板上に形成した磁気抵抗効果層の端面に沿って磁気抵抗効果層にバイアス磁界を与えるハードバイアス層と端子電極とを形成し、磁気抵抗効果層を挟んだ端子電極間のリードコア幅を測定するリードコア幅測定工程と、リードコア幅測定工程後に逆スパッタによるクリーニングを実施して絶縁層と上部シールド層とを形成し、所定の磁界とセンス電流とを与えて磁気抵抗効果層の抵抗値変化を測定する抵抗値変化測定工程と、測定されたリードコア幅と抵抗値変化との比率を求め、その比率と予め定めた基準値とに基づいて良否を判定する良否判定工程と、を備えるよう構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果型再生ヘッドの磁気ヘッド素子の検査方法であって、
基板上に形成した磁気抵抗効果層の端面に沿って、該磁気抵抗効果層にバイアス磁界を与えるハードバイアス層と端子電極とを形成し、該磁気抵抗効果層を挟んだ該端子電極間のリードコア幅を測定するリードコア幅測定工程と、
前記リードコア幅測定工程後に逆スパッタによるクリーニングを実施し、絶縁層と上部シールド層とを形成した後に所定の磁界とセンス電流とを与えて前記磁気抵抗効果層の抵抗値変化を測定する抵抗値変化測定工程と、
測定された前記リードコア幅と前記抵抗値変化との比率を求め、該比率と予め定めた基準値とに基づいて良否を判定する良否判定工程と
を備えることを特徴する磁気ヘッド素子の検査方法。
【請求項２】
前記リードコア幅測定工程および前記抵抗値変化測定工程とで測定する磁気ヘッド素子は、同一のものである
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド素子の検査方法。
【請求項３】
前記リードコア幅測定工程および前記抵抗値変化測定工程とで測定する磁気ヘッド素子は、該磁気ヘッド素子を形成するウェーハの予め定めた位置から複数個をサンプリングし、測定した値は該サンプリングした値の平均値であり、
前記良否判定工程では、前記平均値に基づいて前記ウェーハとしての良否を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド素子の検査方法。
【請求項４】
前記リードコア幅測定工程および前記抵抗値変化測定工程とで測定するそれぞれの磁気ヘッド素子は、該磁気ヘッド素子を形成するウェーハ上のランダムの位置から複数個をサンプリングし、測定した値は該サンプリングした値の平均値であり、
前記良否判定工程では、前記平均値に基づいて前記ウェーハとしての良否を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド素子の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッド素子の検査方法に関し、より詳細には磁気ヘッド素子のコア幅と所定の磁界をかけたときの抵抗値変化を測定し、コア幅と抵抗値変化の比率に基づいて磁気ヘッド素子の良否を判定する磁気ヘッド素子の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗効果素子を薄膜で形成した再生ヘッドが磁気ディスク装置に多く用いられている。図６は、この再生ヘッドの従来の基本構造を説明するもので、その主体となる磁気抵抗効果層１０は絶縁層３０、６０を介して上下のシールド層２０、７０に挟まれて配置され、その磁気抵抗効果層１０の端面に沿って、磁気抵抗効果層にバイアス磁界を与えるハードバイアス層４０、さらにその上に端子電極である電極層５０を形成した構造になっている。
【０００３】
磁気抵抗効果層１０は、例えばコバルト鉄（ＣｏＦｅ）やニッケル鉄（ＮｉＦｅ）などから成るフリー層やピー層を形成する積層体で、磁気ディスク媒体の磁界の変化によりこの磁気抵抗効果層１０の電気抵抗に変化を生じさせる。ハードバイアス層４０は例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔまたはその合金からなり磁界を常に磁気抵抗効果層１０に印加してバイアス磁界を与える。電極層５０は例えばタンタル（Ｔａ）からなり、センス電流を供給するとともに磁気抵抗効果層１０の抵抗値変化をここから検出する。上下のシールド層２０、７０は、媒体に記録した情報による磁界信号以外からの磁気が磁気抵抗効果層１０の検知に影響しないように磁気シールドするものである。
【０００４】
このにような再生ヘッドの製造プロセスでは、磁気抵抗効果層１０の形成にＩＢＥ（Ion Beam Etching）を用いることが一般に行われており、ＩＢＥが過度に行われると磁気抵抗効果層１０の比抵抗を変え、磁界の変化に対して異常に大きな抵抗値変化を示すことが知られている（但し、不安定で磁気ヘッドとしての使用は不可）。また、磁気抵抗効果層１０の上に絶縁層を生成する場合に、密着性を高めるために磁気抵抗効果層１０の表面をイオンで叩いて極く薄く表面の一部を削る逆スパッタが行われる。この場合も、逆スパッタが過度に行われるとフリー層にダメージを与え、磁界の変化に対して大きな抵抗値変化を示すが不安定になることが知られている。
【０００５】
ＩＢＥや逆スパッタによるダメージを受けた再生ヘッドを次の工程に流れないようにするために、製造工程中にリードコア幅（以降、ＲＣＷ：Read Core Widthとも言う）や磁界変化に対する抵抗値変化およびそのときの最小抵抗値を管理項目として捉え、それらの値が予め定めた管理基準の範囲にあることをことを確認している（磁界変化に対する抵抗値変化は、抵抗値変化＝最大抵抗値−最小抵抗値となる）。
【０００６】
図７にロット毎のウェーハに対する抵抗値変化（以降、ΔＲとも言う）と最小抵抗値（以降、Ｒｍｉｎとも言う）の管理例を示す。図７（ａ）はΔＲの管理例を示しており、１ロットは複数枚のウェーハから成り、図に示す１プロットのデータは１枚のウェーハからサンプリングして得たデータの平均値である。また、図に示す一点鎖線は上限と下限の値を示す基準値である。図の略中央に基準値から外れたウェーハがあり、このウェーハは不良として除かれることになる。また、図７（ｂ）は同じサンプルに対してＲｍｉｎをプロットしたものである。図７（ａ）で示した不良ウェーハはここでは基準値内にある。逆にＲｍｉｎが基準値から外れ、ΔＲが基準値内にある場合もある。
【０００７】
管理項目のＲＣＷは、ハードバイアス層４０と電極膜５０のパターン形成が適正に行われたかどうかを調べていた。
【０００８】
磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドの検査方法として、磁気抵抗効果素子にバイアス電流を流しながら回転磁界を印加して抵抗値変化を検出し、検出した抵抗値で定まる特性線に対する検出抵抗値の標準偏差と最大変化量との比に基づいて良否判定を行う提案がなされている（特許文献１）。
【特許文献１】特許第３３５３５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記に述べたように、再生ヘッドの製造工程において、作成中の再生ヘッドに外部磁界を与えて磁界の変化に対するΔＲあるいはＲｍｉｎを測定して磁気抵抗効果層１０がダメージ（主としてＩＢＥによるダメージ）を受けているかどうかチェックしていた。また、ＲＣＷの測定を行って磁気抵抗効果層１０の電極間の寸法が規定寸法内に収まっていることを確認していた。しかしながら、これらの値が基準値内にあっても磁気ヘッドとして完成した状態で検査を行うと不良となるものが存在し、不良検出の精度の点において問題であった。
【００１０】
このようなサンプルに対し、ＲｍｉｎとΔＲ、あるいはＲＣＷとＲｍｉｎの相関をみてもそこから不良を検出することは困難である。図８はこの例を示したもので、図７で不良として検出されなかった異常品を含めて前述した相関を見たものであるが、図に示される異常品は分布の中に埋もれて識別不能である。
【００１１】
本発明は従来行われていたＲＣＷとΔＲの測定をそのまま行いながら、ＩＢＥや逆スパッタで受けたダメージによる不良を高い精度で検出する検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の磁気ヘッド検査方法は以下のように構成される。
（１）第１の発明     
第１の発明の磁気ヘッド素子の検査方法は、磁気ヘッドが磁気抵抗効果型再生ヘッドであり、図１に示すようにリードコア幅測定工程１と抵抗値変化測定工程２および良否判定工程３とから構成する。
【００１３】
リードコア幅測定工程１は、基板上に形成した磁気抵抗効果層の端面に沿って、その磁気抵抗効果層にバイアス磁界を与えるハードバイアス層と端子電極とを形成し、磁気抵抗効果層を挟んだ端子電極間のリードコア幅を測定する。
【００１４】
抵抗値変化測定工程２は、リードコア幅測定工程後に逆スパッタによるクリーニングを実施し、絶縁層と上部シールド層とを形成した後に所定の磁界とセンス電流とを与えて磁気抵抗効果層の抵抗値変化を測定する。
【００１５】
良否判定工程３は、測定されたリードコア幅と抵抗値変化との比率を求め、その比率と予め定めた基準値とに基づいて良否を判定する。
【００１６】
リードコア幅と抵抗値変化との比率を管理項目に用いる理由は、次による。
【００１７】
磁気抵抗効果素子の抵抗値変化ΔＲは（１）式と表すことができる。ここで、ＲＣＷとｔ、ＭＲ＿ｈは磁気抵抗効果素子のリードコア幅、高さおよび奥行である(図２参照)。
【００１８】
【数１】
2008217875.tif 000003
（１）式の両辺をＲＣＷで割ると（２）式となり、ΔＲとＲＣＷとの比はダメージによる比抵抗の変化Δρを捉えることができ、これを良否判定に用いるものである。
【００１９】
【数２】
2008217875.tif 000004
（２）第２の発明
第２の発明の磁気ヘッド素子の検査方法は、第１の発明におけるリードコア幅測定工程１および抵抗値変化測定工程２とで測定する磁気ヘッド素子が同一のものである、ことを特徴とするものである。
【００２０】
リードコア幅測定工程１と抵抗値変化測定工程２で測定する磁気ヘッド素子を同一とすることにより、正確にリードコア幅と抵抗値変化の関係で磁気ヘッド素子の良否の判定をすることができる。
（３）第３の発明
第３の発明の磁気ヘッド素子の検査方法は、第１の発明におけるリードコア幅測定工程１および抵抗値変化測定工程２とで測定する磁気ヘッド素子は、その磁気ヘッド素子を形成するウェーハの予め定めた位置から複数個をサンプリングし、測定した値はそのサンプリングした値の平均値であり、良否判定工程３ではその平均値に基づいてウェーハとしての良否を判定する、ことを特徴とする。
【００２１】
これにより、複数個をサンプリングする位置を定めたため正確にリードコア幅と抵抗値変化の関係でウェーハとしての良否の判定ができる。
（４）第４の発明
第４の発明のパネル積層構造は、リードコア幅測定工程１および抵抗値変化測定工程２とで測定するそれぞれの磁気ヘッド素子は、磁気ヘッド素子を形成するウェーハ上のランダムの位置から複数個をサンプリングし、測定した値はそのサンプリングした値の平均値であり、良否判定工程３では平均値に基づいてウェーハとしての良否を判定する、ことを特徴とする。
【００２２】
ウェーハ上のランダムの位置からサンプリングするようにしたため、磁気ヘッド素子の装置内に置かれた位置に依存せずにマクロにウェーハとしての良否判断ができる。
【発明の効果】
【００２３】
上述のように本発明によれば、次に示す効果が得られる。
【００２４】
第１の発明により、抵抗値変化とリードコア幅の比率を管理項目としたことで、高い精度で磁気ヘッド素子の良否判定ができる検査方法を提供できる。
【００２５】
第２の発明により、測定する磁気ヘッドを１対１に対応するようにしたため、より高い精度で磁気ヘッド素子の良否判定ができる。
【００２６】
第３の発明により、サンプリングする磁気ヘッドのウェーハ上の位置を定めたため、より高い精度でウェーハとしての良否判定ができる。
【００２７】
第４の発明により、サンプリングする磁気ヘッドのウェーハ上の位置をランダムにしたため、装置に置かれる位置に依存せずにマクロにウェーハとしての良否判定ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明による実施形態を図３から図５を用いて説明する。
【００２９】
まず、リードコア幅と抵抗値変化の測定を含んだプロセスフローを説明する。図３は図６に示す構造の再生ヘッドで、ここでは既に下部シールド層２０と絶縁層３０が作られているものとする。
【００３０】
図３において絶縁層３０の上にＣｏＦｅやＮｉＦｅ、Ｃｕなどの材料からなる多層のＧＭＲ層１０を例えばスパッタリングで生成し、そのＧＭＲ層１０の上に（図６で示した磁気抵抗効果層１０は、ここではＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect：巨大磁気抵抗効果）を用いたので同一の記号を用いた）パターン形成するためにレジストパターン１２を形成する（図３（ａ））。
【００３１】
ＩＢＥによりレジストパターン１２を形成した状態のＧＭＲ層１０をエッチングする。レジストパターン１２がマスクとなってレジストパターン１２が覆われたＧＭＲ層１０以外の箇所が除去され、ＧＭＲ層１０のパターンが形成される。このときの断面は図３（ｂ）に示すように一般に台形になる。
【００３２】
続いて、レジストパターン１２が着いた状態でハードバイアス層４０と電極膜５０の生成を行う（電極膜５０はＴａ）。ハードバイアス層４０の生成においては、所定方向と強さの磁界を印加しながら行う。膜生成後にリフトオフを行ってパターン形成する。形成したハードバイアス層４０は膜生成時の磁界印加により着磁された状態になっている。また、膜生成時にはレジストパターン１２にもハードバイアス層４０と電極膜５０の膜が被着するがリフトオフによりこれらの膜は除去される。リフトオフ後に、ＳＥＭ（測長走査型電子顕微鏡）を用いてＧＭＲ層１０表面の電極膜５０で挟まれる幅（ＲＣＷ：リードコア幅）を測定する。この測定は１枚のウェーハの定めた３０箇所に位置する磁気ヘッド素子に対して行う。即ち、サンプリングで測定する磁気ヘッド素子は３０個ということになる。（図３（ｃ）、図３（ｄ））。
【００３３】
次に逆スパッタによりＧＭＲ層１０の表面を叩いてクリーニングを行う。逆スパッタによるクリーニングは、次工程で被着する絶縁層６０の密着性を高めるために行う。（図３（ｅ））。
【００３４】
逆スパッタ終了後に、絶縁層６０とシールド層７０を形成する。そして、ウェーハ全体に磁界を変化させＧＭＲ層１０の抵抗値変化ΔＲを測定する（Ｒｍｉｎも測定することになる）。この時のサンプリングはＲＣＷの測定と同一のサンプルに対して測定する。個々のサンプルのΔＲの値とＲＣＷの値との比率を求め、求めた比率の平均値を算出し、この値が予め定めた基準内かどうかでこのウェーハの良否を判断する（図３（ｆ））。
【００３５】
図４は１枚のウェーハから約１５，０００個の磁気ヘッド素子を作成し、サンプリング数を１００個としたときのΔＲとＲＣＷの比をロット番号に対してプロットした例である。１プロットのデータは１ウェーハを示している。図４は図７で示したものと同じものであり、ΔＲ／ＲＣＷを用いたことで図７では検出できなかった異常品（図の左側の基準値から外れているデータ）も検出することができたことが分かる。
【００３６】
また、ＲＣＷとΔＲとの相関を図５に示す。図５から分かるように異常品は分布から外れている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の発明の原理図である。
【図２】磁気抵抗効果素子の比抵抗の変化と寸法位置である。
【図３】再生ヘッドのプロセスフロー例である。
【図４】ＲＣＷとΔＲのプロット例である。
【図５】ロット番号とΔＲ／ＲＣＷのプロット例である。
【図６】再生ヘッドの構造例である。
【図７】素子抵抗値変化によるプロット例である。
【図８】ＲＣＷとＲｍｉｎのプロット例である。
【符号の説明】
【００３８】
１      リードコア幅測定工程
２      抵抗値変化測定工程
３      良否判定工程
１０    磁気抵抗効果層
１２    レジストパターン
２０    下部シールド層
３０    絶縁層
４０    ハードバイアス層
５０    電極膜
６０    絶縁層
７０    上部シールド層
【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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