(57)【要約】【課題】ＭＲヘッドの製造におけるラッピングガイドを改善する。【解決手段】少なくとも一つの読取ヘッドＭＲＥ１、２と電子ラッピングガイドＥＬＧ５とを有する統合ラッピングガイドＩＬＧ１０であって、一実施形態において、ＥＬＧ５が読取ヘッドＭＲＥ１、２の高さからオフセットしており、ＭＲＥ１、２とＥＬＧ５との間の抵抗をラッピング処理中に測定できる。ラッピング処理の初期段階中、ＥＬＧ５はＩＬＧ抵抗の変化を支配し、磁気抵抗ＭＲヘッドの列の傾きと曲がりを可能にする長い範囲のストライプの高さ制御を提供する。ラッピング処理の最終段階中、ＭＲＥ１、２は、ＩＬＧ抵抗の変化を支配し、短い範囲の均一な読取ヘッド抵抗制御を提供する。この実施形態において、長い範囲のストライプ高さ制御と短い範囲の均一な読取ヘッド抵抗制御との間の移り変わりは円滑であり、読取ヘッド製造処理に著しい利益をもたらす。【選択図】　　　図１
2004047079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１リードと、
第２リードと、
前記第１リードに結合した第１読取ヘッドと、
前記第１読取ヘッドに結合した第１内部接続部と、
前記第１内部接続部と前記第２リードとの間に結合した電子ラッピングガイドと、
を備えたことを特徴とする磁気抵抗ヘッド用のラッピングガイド。
【請求項２】
前記第１読取ヘッドが、磁気抵抗ヘッド構成内の読取ヘッドと同一のものである、
請求項１に記載のラッピングガイド。
【請求項３】
前記電子ラッピングガイドと前記第２リードとの間に結合した第２内部接続部と、
前記第２内部接続部と前記第２リードとの間に結合した第２読取ヘッドと、
を備えた、請求項２に記載のラッピングガイド。
【請求項４】
前記第２読取ヘッドが、前記第１読取ヘッドと同一のものである、
請求項３に記載のラッピングガイド。
【請求項５】
前記電子ラッピングガイドが、四角形の形状を有し、前記第１読取ヘッドから所定量Ｄだけオフセットしている、
請求項１に記載のラッピングガイド。
【請求項６】
前記所定量Ｄが、５μｍである、
請求項５に記載のラッピングガイド。
【請求項７】
基板内に第１リードと第２リードとを形成するステップと、前記第１リードに結合する前記基板内に第１読取ヘッドを形成するステップと、
前記第１読取ヘッドに結合した前記基板内に第１内部接続部を形成するステップと、
前記第１内部接続部と前記第２リードとの間の前記基板内に電子ラッピングガイドを形成するステップと、
を備えたことを特徴とする、統合ラッピングガイドを提供する磁気抵抗読取ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記第１リードと前記第２リードとの間における抵抗を測定する間に、前記第１読取ヘッドに要求されるストライプ高さに到達するまで、前記統合ラッピングガイドをラッピングする、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１読取ヘッドが、磁気抵抗ヘッド構成内の読取ヘッドと同一のものである、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記電子ラッピングガイドと前記第２リードとの間に結合した第２内部接続部を形成するステップと、
前記第２内部接続部と前記第２リードとの間に結合した第２読取ヘッドを形成するステップと、
を備えた、前記統合ラッピングガイドを形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２読取ヘッドが、前記第１読取ヘッドと同一のものである、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記電子ラッピングガイドと前記第２リードとの間に結合した第２内部接続部を形成するステップと、
前記第２内部接続部と前記第２リードとの間に結合した第２読取ヘッドを形成するステップと、
を備えた、前記統合ラッピングガイドを形成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２読取ヘッドが、前記第１読取ヘッドと同一のものである、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記電子ラッピングガイドが、四角形の形状を有し、前記第１読取ヘッドから所定量Ｄだけオフセットしている、
請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記所定量Ｄが、５μｍである、
請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスクドライブ等に使用するスライダ構成要素の製造に関し、より詳しくは、磁気抵抗構造物の製造を援助するラッピングガイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブは、基本的に、磁気的読取書込素子によりアクセスできる回転可能なディスクからなる共通情報記憶装置である。これらのデータ置換素子は、変換器として一般に知られており、典型的に、読取または書込動作が実行可能なようにディスク上に形成され分離したデータトラックの上方に接近した位置に保持されたスライダ（滑動部）により支えられ、かつそのスライダ内部に埋め込まれている。前記変換器をディスク表面に対して適切に位置づけるためにスライダ上に形成された耐空表面（ＡＢＳ）は、ディスクデータトラック上のスライダや変換器を「浮かす」（ｆｌｙする）ために十分なリフト力を与える空気流体の流れを受けることになる。磁気ディスクの高速回転は、ディスクの接線速度に実質的に平行な方向にその表面に沿って空気流または風の流れを発生する。この空気流は、スライダのＡＢＳと協働し、スライダを急回転するディスク上に浮かすことを可能にする。実際上、宙吊りにされたスライダは、この自己作動空気ベアリングを介して物理的にディスク表面から分離される。スライダのＡＢＳは、一般的に回転ディスクに面するスライダの表面上に構成され、種々の条件下でディスク上で浮かす能力に影響を及ぼす。
【０００３】
多くの現在のディスクドライブは、１つまたは２つ以上の磁気抵抗（ＭＲ）読取書込ヘッドを有する。
このようなヘッドは、磁気抵抗層のパターニングを介して製造されるＭＲセンサ素子を有する。このようなＭＲ読取書込ヘッドの製造に関する記述は、米国特許第６，２３０，３８９号に開示されている。これらの層の寸法が短くなるにつれて、このようなヘッドの最終動作特性を制御することがより難しくなってきている。
【０００４】
ＭＲ読取ヘッドは、巨大な磁気抵抗（ＧＭＲ）ヘッドを有し、正確に制御されなければならない「ストライプ高さ」と抵抗とを有する少なくとも一つの薄膜センサを有する。伝統的に、正確なセンサのストライプ（しま）の高さは、ラッピング処理を介して達成される。ウェハの処理中、複数のＭＲヘッドと複数のストライプ高さセンサは、直交グリッドパターン内に挿入されて配置される。ストライプ高さセンサの寸法は、通常ＭＲセンサの寸法よりずっと大きいので、ストライプ高さセンサはその寸法を正確に形成できる。
【０００５】
仕上がったウェハは、複数の列に切られる。各列は、複数のＭＲヘッドと複数の電子ラッピングガイド（ＥＬＧ）を有する。列の表面は、次いでＭＲヘッドストライプ高さを減少するため包まれる。ストライプ高さセンサの抵抗を測定することにより、そのストライプ高さは正確に計算できる。それゆえ、ストライプ高さセンサは、しばしば抵抗ラッピングガイド（ＲＬＧ）またはＥＬＧと呼ばれる。ラッピング中、ＥＬＧストライプ高さは、しばしば監視され、それゆえ列の傾きと曲がりは、適切な力またはモーメントを列に加えることにより修正できる。ＥＬＧストライプ高さとＭＲ読取ヘッドストライプ高さとの間の差（オフセット）が一定であるならば、ＭＲ読取ヘッドストライプ高さはＥＬＧストライプ高さの制御を介して制御できる。しかしながら、狭い読取ヘッドと広いＬＥＧとの間のオフセットは、正確に知られておらず、かつ均一でもない。それゆえ、読取ヘッドストライプ高さにおける精度は結果的に満足するまでに至らない。
【０００６】
さらに、均一なストライプ高さは、不十分であるばかりでない。磁気記録装置において、電子回路は、特有の読取ヘッド抵抗のために設計されている。読取ヘッドの幅およびウェハを横切る膜の抵抗における変化により、均一なストライプ高さは、均一な読取ヘッド抵抗を含まない。このように、ストライプ高さの代わりに読取ヘッド抵抗を制御することが強く望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、本発明は、ＭＲヘッドの製造におけるラッピングガイドを提供する方法と装置を改善することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第一形態による磁気抵抗製造のための二目的ラピングガイドは、少なくとも一つの読取ヘッドと一つの四角形の電子ラッピングガイド（ＥＬＧ）とが直列に結合された統合ラッピングガイド（ＩＬＧ）を備える。二つの外部リードがこれらの構成要素を横切る抵抗を測定するために設けられている。一実施形態において、ラッピングガイドの読取ヘッドは、実際の読取ヘッド（すなわち、最終製品に含まれるもの）と構成が同一である。ＥＬＧの幅は、ストライプ高さ測定における十分な範囲を設けるよう選択される。読取ヘッドとＥＬＧとの間の大きなストライプ高さオフセットは、読取ヘッド抵抗が所望の目標値に近づくとき、読取ヘッド抵抗がＥＬＧ抵抗より優る（大きくなる）ように選択される。
【０００９】
ＩＬＧ抵抗は、おおよそ読取ヘッドとＥＬＧの抵抗の合計である。内部接続の抵抗は、無視可能である。読取ヘッドストライプ高さが大きいとき、ＩＬＧ抵抗はＥＬＧ抵抗より大きい。ストライプ高さは、読取ヘッドをＥＬＧのリードとして扱うことにより、単純かつ正確に計算できる。ＥＬＧは有効なストライプ高さセンサとして動作する。
【００１０】
読取ヘッドストライプ高さが小さいとき、ＩＬＧ抵抗は読取ヘッドの抵抗により支配される（すなわち、ＩＬＧ抵抗は読取ヘッドの抵抗より小さい）。ＥＬＧと読取ヘッドとの間の大きなストライプ高さオフセットのため、ＥＬＧ抵抗は、ストライプ高さに対し無感覚である。読取ヘッド抵抗は、ＩＬＧ抵抗からＥＬＧ抵抗を減算することにより見積もることができる。ＥＬＧの寸法が、読取ヘッドの目標ストライプ高さと比べて非常に大きいので、ＥＬＧ抵抗は正確に見積もることができる。
【００１１】
ＩＬＧは、大きなストライプ高さでストライプ高さセンサとして、小さなストライプ高さで抵抗センサとして、扱うことができる。ＩＬＧが抵抗センサとして扱われるとき、抵抗は概算により擬似ストライプ高さに変換されるべきである。本発明の一実施形態により設けられる適切な方法は、上記二つの処理間で円滑な置換を保証する。次いで、ＥＬＧストライプ高さと読取ヘッド擬似ストライプ高さとの重み付け平均が得られる。
【００１２】
本発明の一実施形態による方法は、上記の構成を最善に使用する。概算する代わりに、ＩＬＧはストライプ高さの二つの端部にそれぞれ別個のセンサを備え、ＩＬＧは、ストライプ高さ全範囲に及んで単一のモデルにより概算される。単一の公式が、ＥＬＧストライプ高さがより大きいとき、ＥＬＧストライプ高さを近似し、読取ヘッド擬似高さがより小さいとき、読取ヘッド擬似高さを近似する、擬似ストライプ高さを発生するために得られる。
この方法は、簡単かつ強くて丈夫である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を以下に詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態により構成された統合ラッピングガイドＩＬＧの平面図である。本発明の電子ラッピングガイド（ＥＬＧ）は、膜抵抗、読取幅および列を横切るストライプ高さオフセットに関するプロフィールが既知であれば、読取ヘッド抵抗制御に使用できる。しかしながら、最後の二つのパラメータは、測定が困難である。代替として、読取ヘッドはラッピングガイドとして使用できる。正確な読取幅が既知でないと、実際のストライプ高さは正確に知ることができない。しかしながら、ノミナルな（公称上の）読取幅、擬似ストライプ高さは、計算可能である。擬似ストライプ高さは、実際のストライプ高さとともに円滑かつ単調に増加する。さらに、擬似ストライプ高さがそのノミナル目標値に到達したとき、所望の読取ヘッド抵抗が達成される。それゆえ、この点で、実際の読取ヘッドをラッピングガイドとして使用することには利点がある。
【００１４】
一つの大きな困難は、読取ヘッドの幅が比較的狭いことであり、ラッピング制御に十分な広がりをもたないことである。例えば、０．１５μｍの幅広の読取ヘッドの有効範囲は、０．３０μｍのストライプ高さより大きくない。しかしながら、ＭＲヘッドの列の傾きと曲がりを修正するため、約５．０μｍの範囲が、当業者に公知の標準のラッピングマシーンに必要である。本発明の一実施形態によれば、長い範囲のＥＬＧと短い範囲の読取ヘッドが、ラッピング制御のため設けられる。ラッピングオペレーション（作業）の最後近くに、短い範囲の読取ヘッドが制御用に信頼される。従来技術においては、ＥＬＧおよび読取ヘッドは、それぞれ二つのリードを有し、個別のラッピングガイドとして扱われている。このように、他のウェハの領域が複製ラッピングガイドを収容するために必要とされる。また、他の配線および電子回路が二つの独立したラッピングガイドにアクセスし処理するために必要とされる。
【００１５】
図１を参照すると、図全体にＩＬＧ１０の実施形態が示されている。ＩＬＧ１０は、第１読取ヘッド（ＭＲＥ１）および第２読取ヘッド（ＭＲＥ２）を含む。この実施形態において、読取ヘッド（ＭＲＥ）１、２は、同一のものである。第１リード３および第２リード４が、ＭＲＥ１、ＥＬＧ５、ＭＲＥ２を介して電流が流れるように設けられている。ＥＬＧ５およびＭＲＥ１、２のストライプ高さは、読取ヘッドセンサストライプの頂上からラップされる体積へ測定される。１０μｍＥＬＧストライプ高さにおける十分な解像度を与えるため、ＥＬＧの幅Ｂは、この実施形態では、約１０μｍとなるように選択される。ＥＬＧ抵抗が読取ヘッド抵抗と比べて小さいことを保証するため、二つの設計的特徴が、この実施形態では、一体化されている。第一に、十分高い読取ヘッド抵抗を与えるため、二つの読取ヘッドがＥＬＧと直列に接続されている。第二に、十分に低いＥＬＧ抵抗を与えるため、読取ヘッドとＥＬＧとの間のストライプ高さオフセットＤが、最終読取高さのストライプ高さ（例えば、０．１５μｍ）よりずっと大きい、５μｍとなるように選択される。
【００１６】
読取ヘッドとＥＬＧとの間の内部接続と、ＩＬＧリードとは、同一材料を含み、実際の読取ヘッド内のリードと同一マスクを用いて、同時に堆積される。実際の読取ヘッドに関しては、ＩＬＧリードの幅および内部接続は、小型化のため、導電性の汚点により引起される電気短絡回路の弱点を最も小さくするため、最小化される。現在、この幅は５μｍより小さく作ることができる。
【００１７】
ＩＬＧリードは、実際の読取ヘッドのリードとほぼ同様にウェハの堆積表面頂上の接合パッドへ穴を経由したルートが決められる。
【００１８】
図２は本発明の一実施形態による図１に示す統合ラッピングガイドＩＬＧに対する数学的モデルを示す図である。ＩＬＧは、理想的な導電体により直列接続される２つの抵抗性四角形としてモデル化される。図２を参照すると、図１に示すＩＬＧに対する数学的モデルが示されている。第１および第２リードは、それぞれブロック１１、１３で示されている。ＥＬＧ５を「挟む」内部接続は、ブロック１７で示されている。上述したように、これらのブロックの抵抗は、この数学的モデルにおいて無視できる。図１に示す二つのリードヘッド１、２は、ブロック１２で示され、ＥＬＧはブロック１５で示されている。この実施形態において、読取ヘッドの幅はＷで示され、ＥＬＧの幅はＢで示されている。ストライプ高さはＨで示され、ＥＬＧの残りの深さはＤで示されている。
【００１９】
ＲがＩＬＧの可変抵抗を示し、Ｌがノミナルな（公称上の）リード抵抗を示し、ＱがＩＬＧに対する膜抵抗を示すものと仮定すると、下式（１）が成立する。
【００２０】
【数１】
2004047079.tif 000003
ここで、第１項はＥＬＧの抵抗を示し、第２項は読取ヘッドの抵抗を示し、Ｌはノミナルな（公称上の）リード抵抗を示す。正規化された抵抗Ｓは下式（２）のように定義できる。
【００２１】
【数２】
2004047079.tif 000004
そして、ＩＬＧの有効長は下式（３）のように定義できる。
【００２２】
【数３】
2004047079.tif 000005
これらの中間変数を用いると、擬似ＩＬＧストライプ高さＨは下式（４）で与えられる。
【００２３】
【数４】
2004047079.tif 000006
読取ヘッドの目標抵抗ｒおよびノミナル抵抗ｌを用いると、擬似ＩＬＧストライプ高さのラッピング目標ＨＴは、下式（５）で与えられる。
【００２４】
【数５】
2004047079.tif 000007
実際の読取ヘッドストライプ高さは、装置とウェハ処理分析のために有用である。ＩＬＧが実際の読取ヘッドストライプ高さを提供しないので、ウェハのレイアウトは、米国特許第６，２３０，３８９号に記載されたものと同様な通常のＥＬＧとＩＬＧとの混合を含むことができる。
【００２５】
図１を再び参照すると、この設計の特徴は、ＭＲＥ読取ヘッド１、２に対して比較的大きなＥＬＧ５のオフセットＤがあるということが判る。
図３は本発明の一実施形態によるラッピング処理中に変化する統合ラッピングガイドＩＬＧ抵抗を示す図である。図３を参照すると、抵抗のラッピング効果を示すグラフが示されている。Ｙ軸は図１に示す第１リード３と第２リード４との間の抵抗Ｒの対数関数を示す。Ｘ軸はラッピング作業中の経過時間を示す（したがって、ストライプ高さに比例する）。ラッピング作業の第１の部分は、参照番号３１で示される。この初期段階３１において、ヘッドがこの初期段階中にラッピングされないので、読取ヘッド１、２による全抵抗への貢献は一定である。ＥＬＧ５（図１）は、しかしながら、ラッピングされるにつれて、抵抗は比較的低い率で増加する。ＥＬＧが、ＭＲヘッドの列の傾きと曲がりを遂行可能にする長い範囲のストライプ高さ制御を提供するのはこの初期段階である。
【００２６】
ラッピング作業の第２段階３３において、読取ヘッド１、２は、ＥＬＧ５に沿ってラッピング開始される。本発明の実施形態において、読取ヘッドは、漏斗の形状をしており、読取ヘッドの幅がラッピング作業の継続につれて最後に幅Ｗに減少する。この第２段階において、読取ヘッド１、２の抵抗は、ラッピング作業の継続につれて変化し始め、ＩＬＧの全抵抗により多くの影響を及ぼし始める。ラッピング作業が最終段階３５に到達するにつれて、ＩＬＧの全抵抗は読取ヘッド１、２により支配されるようになる。この最終段階において、有効に、ＥＬＧ５の抵抗は比較的一定である。その主な理由は、ＥＬＧが読取ヘッド上のオフセット距離Ｄに延びることにある。図３に示すグラフから判るように、ＥＬＧにより支配され、次いで読取ヘッドにより支配されるＩＬＧ抵抗間の移り変わりは、ラッピング作業中に有益な効果を有し、比較的に円滑である。読取ヘッドが、ＭＲヘッドの列における均一な読取ヘッド抵抗を可能とする短い範囲のラッピング制御を提供するのはこの最終段階である。
【００２７】
上記例において、読取ヘッドの幅Ｗは約０．２μｍであり、目標ストライプ高さは、約０．１５μｍである。これら二つのパラメータは、製造の仕様により決定され、ＩＬＧデザインによる制約を受けない。そのオフセットは、本実施形態において約５μｍであり、傾きと曲がりの制御に要求されるストライプ高さ範囲に等しい。ＥＬＧの幅Ｂは、好ましくはこのオフセット幅の２倍である。この実施形態において、幅Ｂは約１０μｍより小さいかまたは等しい。
【００２８】
ラッピング作業の完了後、「カーフ」におけるこれらの素子は、列からＭＲヘッドを脱出させるダイシング処理中に除去される。この実施形態において、全ＩＬＧは、「カーフ」内に含まれる。上述したように、ＩＬＧは、たった一つの読取ヘッドと一つのＥＬＧを備えて機能する。この実施形態において、擬似ストライプ高さの計算において、ＥＬＧストライプ高さ上の読取ヘッド抵抗の支配を高めるために二つの読取ヘッドが使用される。
【００２９】
以上、前述した応用例を参照して本発明を説明したが、本発明の実施形態の説明は限定する意図で解釈されるために記載されたものではない。本発明の全ての観点は、明細書や図面に記載された、種々の原理や変数による特定の描写、構成または寸法に限定されないものと理解すべきである。開示された装置の形状や細部における種々の修正は、本発明の他の変更同様、本発明の開示の参照により当業者に明白となろう。それゆえ、特許請求の範囲における請求項の記載が、本発明の真の精神および範囲内に入るような前述した実施形態の如何なる修正または変更をも包含するものと考える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態により構成された統合ラッピングガイドＩＬＧの平面図である。
【図２】本発明の一実施形態による図１に示す統合ラッピングガイドＩＬＧに対する数学的モデルを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるラッピング処理中に変化する統合ラッピングガイドＩＬＧ抵抗を示す図である。
【符号の説明】
１…第１読取ヘッド、（ＭＲＥ１）
２…第２読取ヘッド、（ＭＲＥ２）
３…第１リード
４…第２リード
５…電子ラッピングガイド、ＥＬＧ
１０…統合ラッピングガイド、ＩＬＧ
１１、１２、１３、１５、１７…ブロック
３１…初期段階
３３…第２段階
３５…最終段階
【図１】
2004047079.tif 000008
【図２】
2004047079.tif 000009
【図３】
2004047079.tif 000010