(57)【要約】【課題】  一体型記録再生ヘッドにおいて、再生ヘッドのセンサストライプハイトを制御しつつ、これとは独立して、記録ヘッドのＡＢＳ直交方向の重要寸法を制御する。【解決手段】  再生ヘッドのセンサ２３近傍の第１の電気的ラッピングガイド（ＥＬＧ）２９の抵抗値ＲREと、記録ヘッドのネック領域２７近傍の第２のＥＬＧ３３の抵抗値ＲWEおよび第１の光学的ラッピングガイド（ＯＬＧ）３７の幅との相関をとる。第１のＯＬＧ３７は、研磨面に平行な一辺と、研磨面近傍で収斂する他の二辺とからなる三角形状を呈する。研磨が進行すると、抵抗値ＲRE，ＲWEの増加と共に研磨面でのＯＬＧ３７の幅も増加する。目標のネックハイトやスロートハイトに対応するＯＬＧ３７の幅および抵抗値ＲWEと、目標センサストライプハイトに対応する抵抗値ＲREを決定する。研磨面を能動的に傾けることで、ウェハまたはバーごとに記録ヘッド寸法を単独で制御できる。【選択図】  図１
2005339781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサを含む再生ヘッドとネック領域を有する主磁極層を含む記録ヘッドとを基板上に形成してなる磁気記録再生ヘッドに対して、エアベアリング面を形成するための研磨工程を施す際に用いられるラッピングガイドシステムであって、
前記センサの直近において研磨面と直交する方向に延びる第１の面に形成された第１の電気的ラッピングガイドと、
前記ネック領域の直近において前記第１の面と平行に延びる第２の面に形成された第２の電気的ラッピングガイドと、
研磨面と平行な一辺と研磨面近傍で収斂する二辺とにより構成される三角形の平面形状を有するように前記第２の面に所定の厚さで形成された第１の光学的ラッピングガイドと
を備えたことを特徴とするラッピングガイドシステム。
【請求項２】
前記研磨面に沿って前記第２の面に矩形形状を有するように形成され、前記第２の面に形成される形状に関する研磨面平行方向のウィンデージシフト(windage shift) であるオーバートリム状態を検出するために用いられる第２の光学的ラッピングガイド
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項３】
前記第１および第２の光学的ラッピングガイドは、前記第２の面に沿ったネック領域と平行な方向に研磨面から１０μｍ〜５０μｍ離れた位置まで延び、かつ、前記第２の電気的ラッピングガイドおよび前記ネック領域と同じ厚さを有する
ことを特徴とする請求項２に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項４】
前記磁気記録再生ヘッドは、垂直記録用の垂直磁気記録ヘッド（PMR ）、または長手記録用の平面型記録ヘッド(planar)もしくは分割磁極（stitched pole)型記録ヘッドを有するものである
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項５】
前記第２の電気的ラッピングガイドは、研磨面に沿った幅が５ｎｍ〜２００ｎｍであり、幅方向と直交し前記ネック領域と平行な方向の長さが１μｍ〜２５μｍであり、厚さが０．１μｍ〜０．６μｍである抵抗素子からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項６】
前記第１の光学的ラッピングガイドの前記研磨面と平行な側面の長さが１０μｍ〜５０μｍである
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項７】
前記第１の光学的ラッピングガイドの厚さが０．１μｍ〜０．６μｍである
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項８】
前記第１の光学的ラッピングガイドは、前記主磁極層と同じ磁性材料もしくはそれに代わる磁性材料、または前記主磁極層と共にパターニングされる非磁性金属層からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項９】
前記第１の電気的ラッピングガイドの抵抗測定値は、研磨工程中において、前記再生ヘッドのセンサストライプハイトの制御に用いられる
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項１０】
前記第２の電気的ラッピングガイドの抵抗測定値は、研磨工程中において、前記記録ヘッドのネックハイトおよびスロートハイトの制御に用いられる
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項１１】
前記第１の光学的ラッピングガイドにおける、前記エアベアリング面と平行でない側面は、前記エアベアリング面に対して３０°ないし６０°の角度θをなす
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項１２】
前記第１の光学的ラッピングガイドの前記研磨面に沿った幅の測定値は、前記第１および第２の電気的ラッピングガイドの抵抗測定値との間に相関関係を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項１３】
前記第１および第２の電気的ラッピングガイドの厚さは互いに等しく、かつ、これらのラッピングガイドの前記第１の面に沿った幅は互いに等しい
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項１４】
前記第２の電気的ラッピングガイドは、前記主磁極層と同じ磁性材料からなり、または、前記主磁極層と同様の厚さで異なる材料からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のラッピングガイドシステム。
【請求項１５】
センサを含む再生ヘッドとネック領域を有する主磁極層を含む記録ヘッドとを基板上に形成してなる磁気記録再生ヘッドの列を研磨してエアベアリング面を形成するための方法であって、
前記再生ヘッドの研磨面に沿って第１の面に第１の電気的ラッピングガイドを形成すると共に、隣接する記録ヘッドの研磨面に沿って第２の電気的ラッピングガイドと第１の光学的ラッピングガイドとを形成し、
前記第１の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲREと、前記第２の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲWEおよび前記第１の光学的ラッピングガイドの幅との相関関係を確立し、
前記抵抗値ＲREが前記再生ヘッドのセンサストライプハイトの許容寸法に対応する値に達し、かつ、抵抗値ＲWEが前記記録ヘッドの許容限界寸法に対応する値に達するまで、前記磁気記録再生ヘッドの列を研磨する
ことを特徴とする磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項１６】
前記第２の電気的ラッピングガイドおよび前記第１の光学的ラッピングガイドを、前記記録ヘッドの前記ネック領域の直近において前記第１の面および前記基板と平行に延びる第２の面に形成する
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項１７】
前記磁気記録再生ヘッドは、垂直記録用の垂直磁気記録ヘッド（PMR ）、または長手記録用の平面型記録ヘッド(planar)もしくは分割磁極（stitched pole)型記録ヘッドを有するものである
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項１８】
前記研磨面を研磨工程中に能動的に傾けること（actively tilting）により、前記記録ヘッドの寸法を独立して制御する
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項１９】
前記許容限界寸法が、前記記録ヘッドのネックハイトおよびスロートハイトに関するものである
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２０】
前記第１の光学的ラッピングガイドの三角形形状が、前記研磨面と平行かつ前記第２の面と直交する１つの側面と、前記第２の面と直交し前記研磨面の近傍で収斂している他の２つの側面とにより形作られるようにした
ことを特徴とする請求項１６に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２１】
前記第２の電気的ラッピングガイドを、研磨面に沿った幅が５ｎｍ〜２００ｎｍであり、前記第２の面に沿って研磨面と直交する方向の長さが１μｍ〜２５μｍであり、厚さが０．１μｍ〜０．６μｍである抵抗素子により構成した
ことを特徴とする請求項１６ に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２２】
前記第１の光学的ラッピングガイドは、厚さが０．１μｍ〜０．６μｍであり、前記主磁極層と同じ磁性材料もしくはそれに代わる磁性材料、または前記主磁極層と共にパターニングされる非磁性金属層からなるようにした
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２３】
前記第１の光学的ラッピングガイドの前記研磨面と平行な側面の長さを１０μｍ〜５０μｍとし、この側面が研磨工程中の最終段階においてエアベアリング面から１０μｍ〜５０μｍの距離に位置するようにした
ことを特徴とする請求項２０に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２４】
前記第１の光学的ラッピングガイドおよび前記第２の電気的ラッピングガイドは、ネック領域を含む記録ヘッドの形状を画定するためのパターニング・エッチングシーケンスと同一のシーケンスの期間中において、形状が画定される
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２５】
前記磁気記録再生ヘッドの列を研磨する工程において、研磨面をサーボ制御の下で能動的に傾けること（actively tilting）により、許容センサストライプハイト寸法と許容記録ヘッド寸法とを実現する
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２６】
前記研磨面を所定角度だけ傾けて、各ウェハ基体ごとに、または、基体上の各列ごとに、記録ヘッドの限界寸法を調整する
ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２７】
センサを含む再生ヘッドとネック領域を有する主磁極層を含む記録ヘッドとを基板上に形成してなる磁気記録再生ヘッドの列を研磨してエアベアリング面を形成するための方法であって、
前記再生ヘッドの研磨面に沿って第１の面に第１の電気的ラッピングガイドを形成すると共に、隣接する記録ヘッドの研磨面に沿って第２の電気的ラッピングガイドと第１の光学的ラッピングガイドとを形成し、
前記基板上に形成された磁気記録再生ヘッドのうち、テスト用ヘッド列に関して、前記第１の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲREと、前記第２の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲWEおよび前記第１の光学的ラッピングガイドの幅との相関関係をとることにより、前記抵抗値ＲRE，ＲWEの目標値を決定し、
前記基板上の１つのヘッド列を研磨する最中に、前記再生ヘッドにおけるセンサストライプハイトの目標値と前記記録ヘッドにおける研磨面直交方向の主要寸法の目標値とを保持するコントローラによって前記研磨面の傾きを調整し、
前記抵抗値ＲREが前記再生ヘッドのセンサストライプハイトの許容寸法に対応する値に達し、かつ、抵抗値ＲWEが記録ヘッドの許容限界寸法に対応する値に達するまで、前記磁気記録再生ヘッドの列を研磨する
ことを特徴とする磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２８】
前記第２の電気的ラッピングガイドおよび前記第１の光学的ラッピングガイドを、前記記録ヘッドの前記ネック領域の直近において前記第１の面および前記基板と平行に延びる第２の面に形成する
ことを特徴とする請求項２７に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項２９】
研磨工程中において前記記録ヘッドの寸法が独立に制御されるように前記研磨面を調整する
ことを特徴とする請求項２７に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３０】
前記許容限界寸法が、前記記録ヘッドのネックハイトおよびスロートハイトに関するものである
ことを特徴とする請求項２７に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３１】
前記第１の光学的ラッピングガイドが、前記研磨面と平行であり前記第２の面と直交する１つの側面と、前記第２の面と直交し前記研磨面の近傍で収斂している他の２つの側面とにより形作られる三角形形状を有するようにした
ことを特徴とする請求項２８に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３２】
前記研磨面に沿って矩形形状の第２の光学的ラッピングガイドを形成し、記録ヘッドに形成される形状に関する研磨面平行方向のウィンデージシフト(windage shift) であるオーバートリム状態を検出するために、前記第２の光学的ラッピングガイドの幅を測定する
ことを特徴とする請求項２７に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３３】
前記第２の電気的ラッピングガイドを、研磨面に沿った幅が５ｎｍ〜２００ｎｍであり、前記第２の面に沿って研磨面と直交する方向の長さが１μｍ〜２５μｍであり、厚さが０．１μｍ〜０．６μｍである抵抗素子により構成した
ことを特徴とする請求項２８に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３４】
前記第１および第２の光学的ラッピングガイドは、厚さが０．１μｍ〜０．６μｍであり、前記記録ヘッドの主磁極層と同じ磁性材料もしくはそれに代わる磁性材料、または前記主磁極層と共にパターニングされる非磁性金属層からなるようにした
ことを特徴とする請求項３２に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３５】
前記第１の光学的ラッピングガイドの前記研磨面と平行な側面の長さを１０μｍ〜５０μｍとし、この側面が研磨工程中の最終段階においてエアベアリング面から１０μｍ〜５０μｍの距離に位置するようにした
ことを特徴とする請求項３１に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３６】
前記第２の電気的ラッピングガイドならびに前記第１および第２の光学的ラッピングガイドは、ネック領域を含む記録ヘッドの形状を画定するためのパターニング・エッチングシーケンスと同一のシーケンスの期間中において、形状が画定される
ことを特徴とする請求項３２に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３７】
前記磁気記録再生ヘッドの列を研磨する工程において、研磨面をサーボ制御の下で能動的に傾けること（actively tilting）により、許容センサストライプハイト寸法と許容記録ヘッド寸法とを実現する
ことを特徴とする請求項２７に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３８】
研磨工程中において、前記研磨面を所定角度だけ傾けて、基体上の各列ごとに記録ヘッドの主要寸法を調整する
ことを特徴とする請求項２７に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項３９】
前記抵抗値ＲWEが、前記抵抗素子の完全除去状態を示す無限大になったとき、研磨停止信号を前記コントローラに送る
ことを特徴とする請求項２７に記載の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法。
【請求項４０】
センサを含む再生ヘッドとネック領域を有する主磁極層を含む記録ヘッドとを基板上に形成してなる磁気記録再生ヘッドに対して、エアベアリング面を形成するための研磨工程を施す際に用いられるラッピングガイドシステムであって、
前記センサの直近において研磨面と直交する方向に延びる第１の面に形成された第１の電気的ラッピングガイドと、
前記ネック領域の直近において前記第１の面と平行に延びる第２の面に形成された第２の電気的ラッピングガイドと
を備えたことを特徴とするラッピングガイドシステム。
【請求項４１】
センサを含む再生ヘッドとネック領域を有する主磁極層を含む記録ヘッドとを基板上に形成してなる磁気記録再生ヘッドに対して、エアベアリング面を形成するための研磨工程を施す際に用いられるラッピングガイドシステムであって、
前記センサの直近において研磨面と直交する方向に延びる第１の面に形成された第１の電気的ラッピングガイドと、
研磨面と平行な一辺と研磨面近傍で収斂する二辺とにより構成される三角形の平面形状を有するように前記第２の面に所定の厚さで形成された第１の光学的ラッピングガイドと
を備えたことを特徴とするラッピングガイドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサを含む再生ヘッドとネック領域を有する主磁極層を含む記録ヘッドとを基板上に形成してなる磁気記録再生ヘッドに対して、エアベアリング面を形成する研磨工程を施すための磁気記録再生ヘッド列の研磨方法、および、それに用いられるラッピングガイドシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録用途に用いられる磁気ヘッドを製造する場合の重要な工程のひとつとして、ヘッドの一面側から材料をトリムしてエアベアリング面(Air Bearing Surface；ＡＢＳ）を形成するための研磨(milling，lapping ）工程がある。通常は、複数のヘッドが並んで配列されてなる列が基板から切り出されてバーが形成され、この切り出されたバーが研磨プレートの上に研磨ツールに向き合うように搭載される。研磨工程が終了すると、バーは切断されて、個々のヘッドスライダとなる。各ヘッドは、最終段階のデバイスにおいてサーボコントロールユニットに取り付けられるスライダ上に形成された形となる。このサーボコントロールユニットは、再生または書込動作時において、回転する記録媒体上でヘッドを案内するためのものである。
【０００３】
研磨工程では、複数の電気的ラッピングガイド（Electrical Lapping Guide；ＥＬＧ）が研磨の終点検出のために用いられる。このＥＬＧは、前工程においてＡＢＳに沿って配置されており、研磨ツールをガイドするためのコントローラに接続される。通常、再生ヘッドは、適切なセンサストライプハイト（ＳＨ）が得られるように、ＡＢＳ面に沿って研磨される。なお、センサストライプハイトとは、ＡＢＳからセンサの後端までの距離である。一体型の記録再生ヘッドでは、再生ヘッドの近くに位置し記録ヘッドを構成するいくつかの層が、再生ヘッドのセンサと同時に研磨され、これにより、記録ヘッドの第２磁極部におけるスロートハイト（ＴＨ）やネックハイト（ＮＨ）等の重要な寸法が決定される。なお、ネックハイトとは、ＡＢＳから、第２磁極部がヨーク領域へと拡がり始める領域であるネック領域の後端までの距離である。スロートハイトとは、ＡＢＳからヨーク領域の後端に向かう方向において第２磁極部と第１磁極部とが上下に離れ始める位置までのＡＢＳからの距離である。磁気ヘッドの性能を最適化するためには、これらの距離ＳＨ、ＴＨおよびＮＨのいずれについても厳しい公差が要求される。
【０００４】
通常の研磨工程は、再生ヘッドにおけるストライプハイトのみを単独で正確に制御するように設計されているが、記録ヘッドにおける重要な寸法はさほど厳密には制御されていない。通常、記録ヘッドのネックハイトやスロートハイトは、ウェハ段階での位置決め精度に依存するが、これらの寸法は単独では制御不可能であり、再生ヘッドのストライプハイトによっても規定される。さらに、工程中におけるウェハ面とＡＢＳ研磨面との間の配列ミスもまた、記録ヘッドの重要な寸法に更なるばらつきを与える一要因となる。
【０００５】
図７は、一体型の記録再生ヘッド１を有する従来の垂直磁気記録（ＰＭＲ）デバイスの断面構造を表すものである。再生ヘッドは、上面２ａを有する基板２上に形成されている。具体的には、基板２上に第１のシールド層３が形成され、さらに、この第１のシールド層３上に第１および第２のギャップ層４ａ，４ｂが形成されている。第１および第２のギャップ層４ａ，４ｂの間には、所定のセンサストライプハイトＳＨを有するセンサ５が設けられている。第２のシールド層６が再生ヘッドの最上層をなす。再生ヘッドは、記録再生分離距離として知られる厚さｄの分離層７によって記録ヘッドから隔てられている。
【０００６】
記録ヘッドの下部層として、下部ヨーク８が設けられている。下部ヨーク８は、ＡＢＳ面Ａ−Ａ′から距離ｃ（通常は、１μｍ程度）だけ後退している。下部ヨーク８の隣には、非磁性ライトギャップ９が、ＡＢＳから記録ヘッドの後方に向かって分離層７に接しながら延在するように形成されている。非磁性ライトギャップ９および下部ヨーク８の上には、主磁極１０が形成されている。非磁性ライトギャップ９上における主磁極１０は、磁極先端領域のＡＢＳ面において幅ａ（図８参照）を有すると共に、ＡＢＳ面Ａ−Ａ′からネックハイト距離ＮＨのところで後方に向かって幅が拡がり始め、より広い幅を形成している。主磁極１０の上には、第１の絶縁層１１と第２の絶縁層１２とが連続して形成されている。第２の絶縁層１２中には、複数のコイル１３が配置されている。第２の絶縁層１２は、主磁極１０と上部ヨーク部１５とが合するバックギャップ領域（図示せず）を包み込むように囲んでいる。例えばアルミナ等のオーバーコート誘電体層１４がコイル１３を覆っている。図示のように、磁性層である第１のライトシールド層１６が、ＡＢＳ面からＴＨの距離のところまで主磁極１０に沿って延びている。第１のライトシールド層１６と上部ヨーク１５との間には、第２のライトシールド層１７が設けられている。
【０００７】
研磨工程によって、基板２の表面２ａと直交するＡＢＳ面Ａ−Ａ′が形成されるのが理想であるが、研磨工程のばらつきによって、主磁極１０のスロートハイトＴＨやネックハイト（図示せず）が設計値よりもｄ×ｔａｎθだけ短くなるようなＡＢＳ面Ｂ−Ｂ′が形成されてしまう場合がある。ここで、ｄは上記した記録再生分離距離であり、θは位置決め誤差角である。ｄが十分大きいためにＴＨやＮＨが所定の最小値よりも小さくなってしまった場合には、やり直しはできないことから、そのようなヘッドを廃棄しなければならない。したがって、スロートハイトＴＨ、ネックハイトＮＨおよびセンサストライプハイトＳＨを独立して制御することができる研磨工程制御手段が必要である。
【０００８】
図８は、ＡＢＳ面Ａ−Ａ′から見たときの一体型記録再生ヘッド１の断面構造を表すものである。矢印Ｍは、記録媒体上をヘッドが移動する方向を示している。磁極先端部のＡＢＳ面における主磁極１０の幅ａは、トラック幅に対応するものなので、これもまた重要な寸法である。より狭いトラック幅によってより高い記録密度が達成されるが、センサストライプハイトＳＨ、スロートハイトＴＨおよびネックハイトＮＨの公差をより厳しくするためには、より制御された研磨工程が必要となる。
【０００９】
以上の点に関し、例えば次のような技術がある。特許文献１には、２エレメント研磨ガイドシステムが開示されている。このシステムは、切り溝（kerf）領域の電気スイッチ素子の上に重なるように配置された抵抗素子を含んでいる。これらの抵抗素子は、ＭＲ変換素子と共に位置決めされ、電気スイッチ素子は、誘導型磁気変換素子と共に位置決めされている。
【００１０】
特許文献２には、ストライプハイトの較正を改善すべく、交互に配置された切り溝（kerf）にＥＬＥ（element likeＥＬＧ）やＥＬＧを設けた技術が記載されている。
【００１１】
特許文献３には、ＥＬＧをセンサ材料層に設けた技術が開示されている。そこでは、磁気抵抗効果の最小化とＥＬＧ抵抗値の最適化を図るべく、様々な膜がＥＬＧとして採用されている。
【００１２】
特許文献４には、第１の抵抗素子を第２の抵抗素子から共通リードによって分離した技術が開示されている。これらの２つの抵抗素子の初期ハイトは、互いに異なると共に、目標ストライプハイトよりも１５μｍ以上長くできている。これにより、研磨中において、互いに異なる２つの抵抗値が得られるようになっている。
【特許文献１】米国特許６，０２７，３９７
【特許文献２】米国特許公開公報２００３／０２０００４１
【特許文献３】米国特許６，６０９，９４８
【特許文献４】米国特許６，１９３，５８４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、これらの特許文献１〜４には、再生ヘッドにおけるストライプハイトと記録ヘッドにおけるＡＢＳ直交方向の重要寸法とを互いに独立して並行制御することについては記載がない。
【００１４】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、記録ヘッドに隣接する再生ヘッドにおけるセンサストライプハイトを制御しつつ、これとは独立して、記録ヘッドにおけるＡＢＳ直交方向の重要寸法を制御することができる磁気記録再生ヘッド列の研磨方法を提供することにある。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、電気的ラッピングガイドおよび光学的ラッピングガイドを備え、各磁気記録再生ヘッド列ごとまたは各ウェハごとに上記目的に沿った研磨制御を行うことを可能にするラッピングガイドシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のラッピングガイドシステムは、再生ヘッドのセンサの直近において研磨面と直交する方向に延びる第１の面に形成された第１の電気的ラッピングガイドと、記録へのネック領域の直近において第１の面と平行に延びる第２の面に形成された第２の電気的ラッピングガイドと、研磨面と平行な一辺と研磨面近傍で収斂する二辺とにより構成される三角形の平面形状を有するように前記第２の面に所定の厚さで形成された第１の光学的ラッピングガイドとを備えている。ここで、ラッピングガイドシステムとは、上記の各構成要件を備えた一体型記録再生ヘッドが形成されたウェハ、スライダ列、およびスライダ自身を意味するものとする。
【００１７】
本発明では、スライダの一部をなす基板上に形成された再生ヘッドと、この再生ヘッドにおけるセンサが配置された第１の面に設けられた第１の電気的ラッピングガイドとを有する一体型記録再生ヘッドを作製することを前提とする。上記の第１の面は、初期研磨面と直交する面である。再生ヘッドの上方には、主磁極を有する記録ヘッドが形成されている。この主磁極は、研磨面位置においてある厚さと幅（トラック幅）とを有するネック領域を有する。主磁極の上側には、ネック領域に隣接して上部記録ギャップ絶縁層が配置される。主磁極の下側には、ネック領域に隣接して、初期研磨面の近傍に、下部記録ギャップ絶縁層が配置される。本発明の主な特徴のひとつは、第２の電気的ラッピングガイドと第１の光学的ラッピングガイドとを、下部記録ギャップ絶縁層内部の主磁極のネック領域の近傍で第２の面に設けた点にある。この第２の面は、第１の面および基板表面に平行な面である。第１の光学的ラッピングガイドおよび第１および第２の電気的ラッピングガイドは、ウェハを最終的に個々のスライダに切断（ダイシング）する際に切り溝（kerf）となる領域に設けるのが望ましいが、スライダ上の他の位置でも構わない。後述する第２の光学的ラッピングガイドについても同様である。
【００１８】
第１の光学的ラッピングガイドは、ある厚さと三つの辺（面）とをもった三角（柱）形状として第２の面に形成される。この三角形の一辺は、初期研磨面および最終研磨面（ＡＢＳ）に平行であり、他の二辺は、初期研磨面の近傍で収斂している。上記したように、第２の電気的ラッピングガイドもまた、第１の光学的ラッピングガイドと同様、下部記録ギャップ絶縁層内部の主磁極のネック領域近傍で第２の面に形成される。この第２の電気的ラッピングガイドは、初期研磨面近傍で第２の面に形成された抵抗素子と、この抵抗素子によって互いに接続された１対の導電ラインとを有する。これらの導電ラインは、初期研磨面から、第２の面に沿って、ネック領域の両側端と平行な方向に延在する。抵抗素子は、１対の導電ライン間の距離に相当する第１の幅と、第２の厚さと、初期研磨面に直交する方向の長さとを有する。
【００１９】
なお、光学的ラッピングガイドを設けることなく第２の電気的ラッピングガイドを設けたり、あるいは、第２の電気的ラッピングガイドを設けることなく光学的ラッピングガイドを設けてもよい。具体的には、第１の面に設けた第１の電気的ラッピングガイドと第２の面に設けた第２の電気的ラッピングガイドとを組み合わせてラッピングガイドシステムを構築してもよいし、あるいは、第１の面に設けた第１の電気的ラッピングガイドと第２の面に設けた第１の光学的ラッピングガイドとを組み合わせてラッピングガイドシステムを構築してもよい。さらに、初期研磨面に沿って形成された一端面を有する矩形形状の第２の光学的ラッピングガイドを、第１の光学的ラッピングガイドの近傍で第２の面に設けるようにしてもよい。第２の光学的ラッピングガイドは、第１の厚さと、初期研磨面に沿った第２の幅とを有し、ネック領域の両側端と平行な方向に延びる２つの側面を有する。初期研磨面から見たときに、第２の電気的ラッピングガイドは第１の電気的ラッピングガイドの上側に位置決め配置されるのが好ましい。第２の光学的ラッピングガイドの第１の厚さおよび第２の電気的ラッピングガイドの第２の厚さは、ネック領域の厚さよりも小さいことが好ましいが、より好ましくは同じであるのが良い。また、第２の電気的ラッピングガイドにおける抵抗素子の第１の幅はネック領域の幅よりも大きいことが望ましい。初期研磨面位置における第１の光学的ラッピングガイドの第２の面に沿った幅は、ほぼ０から、第２の光学的ラッピングガイドの第２の幅と同程度の寸法まで変化する。
【００２０】
また、本発明のラッピングガイドシステムは、一体型記録再生ヘッドにおける記録ヘッドが、垂直記録用の垂直磁気記録ヘッド（PMR ）、または長手記録用の平面型記録ヘッド(planar)もしくは分割磁極（stitched pole)型記録ヘッドである場合に好適に適用可能である。ここで、平面型記録ヘッドとは、上部磁極を、ほぼ１つの面に沿って延在する単一磁極層によって構成したものであり、分割磁極型記録ヘッドとは、上部磁極を、磁極先端部およびヨーク部という２つの部分によって構成したものである。
【００２１】
本発明の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法は、再生ヘッドの研磨面に沿って第１の面に第１の電気的ラッピングガイドを形成すると共に、隣接する記録ヘッドの研磨面沿いに第２の電気的ラッピングガイドと第１の光学的ラッピングガイドとを形成し、第１の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲREと、第２の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲWEおよび第１の光学的ラッピングガイドの幅との相関関係を確立し、抵抗値ＲREが再生ヘッドのセンサストライプハイトの許容寸法に対応する値に達し、かつ、抵抗値ＲWEが記録ヘッドの許容限界寸法に対応する値に達するまで磁気記録再生ヘッドの列を研磨するようにしたものである。
【００２２】
本発明の他の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法は、再生ヘッドの研磨面に沿って第１の面に第１の電気的ラッピングガイドを形成すると共に、隣接する記録ヘッドの研磨面に沿って第２の電気的ラッピングガイドと第１の光学的ラッピングガイドとを形成し、基板上に形成された磁気記録再生ヘッドのうち、テスト用ヘッド列に関して、第１の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲREと、第２の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲWEおよび第１の光学的ラッピングガイドの幅との相関関係をとることにより、抵抗値ＲRE，ＲWEの目標値を決定し、基板上の１つのヘッド列を研磨する最中に、再生ヘッドにおけるセンサストライプハイトの目標値と記録ヘッドにおける研磨面直交方向の主要寸法の目標値とを保持するコントローラによって研磨面の傾きを調整し、抵抗値ＲREが再生ヘッドのセンサストライプハイトの許容寸法に対応する値に達し、かつ、抵抗値ＲWEが記録ヘッドの許容限界寸法に対応する値に達するまで磁気記録再生ヘッドの列を研磨するようにしたものである。
【００２３】
この磁気記録再生ヘッド列の研磨方法では、第１の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲREと第２の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲWEとの間の相関関係を確立すべく、ウェハから切り出したテストバーが研磨される。これらの抵抗値ＲRE，ＲWEは共に、研磨が進行するに伴って増大する。第１の光学的ラッピングガイドの研磨面での幅は、研磨時間が長くなりネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨが短くなるにつれて、増大する。こうして、ネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨは、テストバーにおける第１の光学的ラッピングガイドの幅、および上記抵抗値ＲRE，ＲWEと関連付けられる。これに続く実際の研磨対象バーに対する研磨工程においては、研磨面を、テストバーの場合の研磨面角度と同様の所定角度に固定するパッシブチルト（passive tilt）制御を行う方法がある。あるいは、研磨工程中、第１および第２の電気的ラッピングガイドに接続されたコントローラからの命令により研磨面を能動的に傾けるアクティブチルト制御を行うようにしてもよい。いずれの場合にも、初期段階におけるネックハイトＮＨおよびセンサストライプハイトＳＨをそれぞれ指し示す初期抵抗値ＲWE，ＲREと共に、抵抗値ＲWE，ＲREの目標値を入力する。不良でないすべての電気的ラッピングガイドに関する抵抗値ＲWE，ＲREの平均値が抵抗値ＲWE，ＲREの目標値に達したとき、研磨を終了する。センサストライプハイトＳＨが非常に短い場合には、第２の電気的ラッピングガイドにおける抵抗素子が完全に除去されて無くなり回路がオープン状態となったときに研磨を終了するようにすればよい。
【００２４】
第２の光学的ラッピングガイドの幅は、例えば、先行するフォトリソグラフィ工程やトラックトリミング工程によってトラック幅が狭くなったか（すなわち、ＡＢＳ面直交方向（ｙ方向）における例えばネックハイトＮＨ等の寸法に影響を与えることなく、トラック幅方向（ｘ方向）でウィンデージシフト（windage shift ）が生じたか）どうかをチェックするのに用いることができる。その他の例として、テストバーの研磨の際に、その初期研磨面における第１の電気的ラッピングガイドの幅を測定しておき、抵抗値ＲREと抵抗値ＲWEとの相関関係や、抵抗値ＲREと第１の光学的ラッピングガイドの幅との相関関係を確立するために、研磨面を傾けるようにしてもよい。こうすることにより、相関をとる目的で第１の光学的ラッピングガイドの幅の測定を行ったのと同じバーに関して、研磨面チルト調整を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のラッピングガイドシステムによれば、再生ヘッドのセンサの直近の第１の面に第１の電気的ラッピングガイドを形成すると共に、記録ヘッドのネック領域の直近の第２の面に、第２の電気的ラッピングガイドと、１側面が研磨面と平行であり他の２側面が研磨面の近傍で収斂するような三角形形状の第１の光学的ラッピングガイドとを形成するようにしたので、再生ヘッドのセンサストライプハイトを制御しつつ、これとは独立して、記録ヘッドの主要寸法を制御することが実現可能になる。
【００２６】
また、本発明の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法によれば、再生ヘッドの研磨面に沿って第１の面に第１の電気的ラッピングガイドを形成すると共に記録ヘッドの研磨面に沿って第２の電気的ラッピングガイドと第１の光学的ラッピングガイドとを形成し、第１の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲREと、第２の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲWEおよび第１の光学的ラッピングガイドの幅との相関関係を確立し、抵抗値ＲREが再生ヘッドのセンサストライプハイトの許容寸法に対応する値に達し、かつ、抵抗値ＲWEが記録ヘッドの許容限界寸法に対応する値に達するまで磁気記録再生ヘッド列を研磨するようにしたので、再生ヘッドのセンサストライプハイトを制御しつつ、これとは独立して、記録ヘッドの主要寸法を制御することが実現可能となる。
【００２７】
本発明の他の磁気記録再生ヘッド列の研磨方法によれば、再生ヘッドの研磨面に沿って第１の面に第１の電気的ラッピングガイドを形成すると共に、隣接する記録ヘッドの研磨面に沿って第２の電気的ラッピングガイドと第１の光学的ラッピングガイドとを形成し、基板上に形成された磁気記録再生ヘッドのうち、テスト用ヘッド列に関して、第１の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲREと、第２の電気的ラッピングガイドの抵抗値ＲWEおよび第１の光学的ラッピングガイドの幅との相関関係をとることにより、抵抗値ＲRE，ＲWEの目標値を決定し、基板上の１つのヘッド列を研磨する最中に、再生ヘッドにおけるセンサストライプハイトの目標値と記録ヘッドにおける研磨面直交方向の主要寸法の目標値とを保持するコントローラによって研磨面の傾きを調整し、抵抗値ＲREが再生ヘッドのセンサストライプハイトの許容寸法に対応する値に達し、かつ、抵抗値ＲWEが記録ヘッドの許容限界寸法に対応する値に達するまで磁気記録再生ヘッドの列を研磨するようにしたので、再生ヘッドのセンサストライプハイトを制御しつつ、これとは独立して、記録ヘッドの主要寸法を制御することができる。
【００２８】
特に、研磨面を所定角度だけ傾けて、各ウェハ基体または基体上の各列ごとに記録ヘッドの限界寸法を調整するようにした場合には、再生ヘッドのセンサストライプハイトおよび記録ヘッド主要寸法に関する互いに独立した制御を、各磁気記録再生ヘッド列ごとまたは各ウェハごとに実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
本実施の形態は、一体型記録再生ヘッド（以下、単に一体型ヘッドという。）におけるＡＢＳ直交方向のネック領域寸法を独立して制御可能なラッピングガイドシステムに関するものである。以下の図においては、一体型記録再生ヘッドにおける記録ヘッドが垂直記録用の垂直記録（ＰＭＲ）ヘッドである場合を示しているが、本発明は、長手記録用の平面型記録ヘッドや分割磁極型記録ヘッド等にも同様に適用可能である。図面はあくまで具体例としてのものであって、本発明の範囲を制限するものではない。また、これらの図は必ずしもスケール通りのものというわけではないし、各要素の相対サイズが実際のデバイスにおけるサイズとは異なっていてもよい。なお、本発明の一実施の形態に係る磁気記録再生ヘッド列の研磨方法は、以下に説明するラッピングガイドシステムによって具現化されるので、併せて説明する。
【００３０】
まず、ラッピングガイドシステムについて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る一体型ヘッド構造の一断面を表すものである。この図は、研磨開始前において研磨面から見た断面を示している。この記録再生ヘッド１９はスライダの一部をなして、スライダは基板上に１列に並んで形成されている。通常は、基板上に複数列のヘッドが形成されており、これらの各列が基板からスライスされて、それぞれのバーを構成することになる。各バーにおいて、一体型ヘッドのセンサおよびネック領域の各一端は、バー前面の研磨面に沿って配列される。
【００３１】
図示のように、セラミック等の基板２０上に一体型ヘッドが形成されている。記録再生ヘッド１９の一部をなす再生ヘッド部分は、基板２０上に形成された第１のシールド層２１と、この第１のシールド層２１上に形成された第１および第２のギャップ層２２，２４とを含む。第１および第２のギャップ層２２，２４の間には、２つの面を有するセンサ２３が設けられている。これらの２つの面は、研磨面と直交する方向（図１における直交方向）に、再生ヘッドの後方（図１における紙面の背後方向）に向かって、センサストライプハイトＳＨ（図示せず）の距離のところまで延びている。センサ２３の前端面は研磨面として図示されている。導電ライン３０，３１および抵抗素子３２からなる第１の電気的ラッピングガイド２９（以下、第１のＥＬＧ２９という。）が、研磨面に沿って、第１および第２のギャップ層２２，２４の内部にセンサ２３に接近して形成されている。導電ライン３０，３１は、センサ２３の両側に平行に走り、バーの後方に向かって延び、そこで電気抵抗値を測定可能なコントローラに接続されている。好ましくは、センサ２３と導電ライン３０との距離は１００μｍ〜２０００μｍ程度である。この図に示した例では、基板２０の表面に平行で、かつ研磨面と直交する第１の面１８−１８（図中の破線）が、センサ２３および第１のＥＬＧ２９を横切っている。平面型記録ヘッドや分割磁極型記録ヘッドの場合、再生ヘッドの最上層は、その上に重なっている記録ヘッドの第１の磁極層としても機能する第２のシールド層２５である。再生ヘッドは、周知の材料や方法によって構成される様々な層を含んでいるが、ここでは説明を省略する。
【００３２】
ＰＭＲヘッドでは、第２のシールド層２５の上に、一般に非磁性材料からなるスペーサ層２６が形成され、その上に記録ヘッドが形成されている。スペーサ層２６の厚さは、再生ヘッドと記録ヘッドとの間の分離距離に相当する２μｍ〜５μｍ程度である。スペーサ層２６の上には、研磨面に位置するネック領域２７を含み厚さｈが０．１〜０．６μｍである主磁極層４２が形成されている。主磁極層４２は、例えばＣｏＦｅ（コバルト鉄），ＣｏＮｉＦｅ（コバルトニッケル鉄），ＣｏＦｅＸ（但し、Ｘは、Ｎ（窒素）またはＴａ（タンタル））で構成可能である。ネック領域２７は、完成した記録ヘッドのトラック幅に相当する約０．０５〜０．５μｍの幅ｗ３を有する。スペーサ層２６の上には、例えばアルミナからなる下部記録ギャップ絶縁層２８が、ネック領域２７の両側に沿って形成されている。下部記録ギャップ絶縁層２８の上には、上部記録ギャップ絶縁層４３が形成されている。記録ヘッドを構成する他の部分、例えばコイルやライトシールド等は図示を省略している。当業者であれば、その他の記録ヘッド構成についても本発明を適用可能であることが分かるであろう。
【００３３】
本発明の特徴のひとつは、第１の光学的ラッピングガイド（ＯＬＧ）３７と第２の電気的ラッピングガイド（ＥＬＧ）３３とが、研磨面に沿って、下部記録ギャップ絶縁層２８中にネック領域２７に接近して形成されていることである。この図に示した例では、第１のＯＬＧ３７および第２のＥＬＧ３３は、スペーサ層２６の上面である第２の面３９−３９の上に接するように形成されている。第２の面３９−３９は、研磨面と直交し、かつ、第１の面１８−１８と平行である。加えて、矩形の第２の光学的ラッピングガイド（ＯＬＧ）３８が、第２の面３９−３９の上に接するように、研磨面に沿って第１のＯＬＧ３７の隣に形成されている。なお、これに代えて、第１および第２のＯＬＧ３７，３８ならびに第２のＥＬＧ３３を、第２の面３９−３９の上方に（この面から離して）、下部記録ギャップ絶縁層２８の内部に形成するようにしてもよい。ただ、第１および第２のＯＬＧ３７，３８、ネック領域２７ならびに第２のＥＬＧ３３は、初期研磨面に沿って形成するのが好ましい。２つのＯＬＧ３７，３８および第２のＥＬＧ３３の位置や形は、ネック領域２７を含む主磁極４２の形成に用いられるパターニング・エッチング工程シーケンスと同じ工程シーケンスによって規定される。
【００３４】
第２のＥＬＧ３３は、導電ライン３４，３５およびこれらの導電ライン間に挟まれた抵抗素子３６からなり、第１のＥＬＧ２９の上方に配置されている。抵抗素子３６は、ネック領域２７を含む主磁極層４２と同一の磁性材料で構成するのが好ましい。但し、第２のＥＬＧ３３を、主磁極層４２とは異なる磁性材料を用いて同様の厚さで構成してもよい。導電ライン３４，３５および抵抗素子３６は厚さｈを有する。導電ライン３４，３５の幅ｗ４は、例えば、第１のＥＬＧ２９の導電ライン３０，３１の幅とほぼ同等の１μｍ〜２０μｍ程度である。抵抗素子３６は、幅ｗ５が、例えば、第１のＥＬＧ２９の抵抗素子３２の幅とほぼ同等の５μｍ〜２００ｎｍ程度であり、幅方向と直交する方向の長さが、第１のＥＬＧ２９の抵抗素子３２の長さとほぼ同等の１μｍ〜２５μｍ程度であり、厚さｈが、例えば、抵抗素子３２の長さとほぼ同等の０．１μｍ〜０．６μｍ程度である。第１のＯＬＧ３７および第２のＯＬＧ３８は、厚さｈを有し、かつ主磁極層４２と同一の磁性材料またはそれに代わる磁性材料からなることが好ましいが、記録磁極層（主磁極層４２）と同時にパターニングされる非磁性材料で構成してもよい。第１のＯＬＧ３７の初期研磨面における幅ｗ１は、０〜２μｍ程度であり、第２のＯＬＧ３８の幅ｗ２は、０．２μｍ〜３μｍ程度である。
【００３５】
図２は図１に示した一体型ヘッドの平面構成を表すものである。この図では、主磁極層４２、第２のＥＬＧ３３ならびに第１および第２のＯＬＧ３７，３８の上から上部記録ギャップ絶縁層４３を取り除いた状態を示している。面４０−４０は、研磨開始前における初期研磨面を示す。この図では、初期研磨面が主磁極層４２の前端面と一致するように描いているが、これに代えて、初期研磨面４０−４０が主磁極層４２から大きく離れた位置になるようにして、この初期研磨面が第１のＯＬＧ３７および第２のＯＬＧ３８を横切らないようにしてもよい。面４１−４１は、スライダの列に沿って基板端面から厚さｔ１だけ削り取られた状態（すなわち、研磨終了時点）におけるＡＢＳ面を示す。削り量がｔ１（＝通常１μｍ〜２０μｍ程度）となってネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨが規定限界内（通常０．１μｍ〜０．５μｍ程度）に収まることとなる時点を決定することが重要である。既に述べたように、ＡＢＳ面４１−４１は、ネック領域２７の両側面と直交するのが理想である。第１のＯＬＧ３７と第２のＯＬＧ３８との距離、および主磁極層４２と第２のＥＬＧ３３との距離は、１ないし２スライダ分の距離未満とすべきであることが分かる。なお、ここで１スライダ分の距離とは、スライダ同士を切り離すための切り溝（kerf）の分も含めたものである。通常、第１および第２のＯＬＧ３７，３８および第１および第２のＥＬＧ２９，３３は、上記の切り溝領域に配置されるが、切り溝領域以外の領域に配置するようにしてもよい。
【００３６】
なお、図示の例では、第１のＯＬＧ３７、第２のＯＬＧ３８、第１のＥＬＧ２９および第２のＥＬＧ３３をそれぞれ１つずつ配置するようにしているが、本発明はこれに限らず、１つのスライダ列に沿ってそれぞれ複数個ずつ配置することをも包含するものである。例えば、第１のＯＬＧ３７、第２のＯＬＧ３８、第１のＥＬＧ２９および第２のＥＬＧ３３を含むラッピングガイドセットを、スライダ列に沿って、各一体型ヘッドの主磁極層４２ごとに配置するようにしてもよい。あるいは、上層に位置する第２のＥＬＧ３３または第１のＯＬＧ３７を設けることなく第１のＥＬＧ２９を形成するようにしてもよい。但し、記録ヘッドに第２のＥＬＧ３３および第１のＯＬＧ３７を設ける場合には、上記実施の形態のように、隣の再生ヘッドに第１のＥＬＧ２９を設けるようにする。通常は、２０〜４０個程度の第１のＥＬＧ２９と、１０〜１５個程度の第２のＥＬＧ３３および第１のＯＬＧ３７とを、１つのスライダ列に沿って形成するのが好ましい。
【００３７】
ＡＢＳ面４１−４１に関して言うならば、研磨工程中、下層に位置するセンサ２３（図３参照）のセンサストライプハイトＳＨもまた、ｔ１なる量だけ調整される。但し、後述するように、第１のＥＬＧ２９および第２のＥＬＧ３３の双方を規定限界内に収めるためにアクティブチルト機構を採用した場合には、下層にあるセンサ２３のストライプハイトＳＨが、必ずしもｔ１に等しくなくても良いがほぼｔ１に近い量だけ小さくなるように調整される。
【００３８】
第１のＯＬＧ３７は、三角形の平面形状をなし、厚さは０．１μｍ〜０．６μｍ程度である。この三角形の後端の一辺は、研磨面４０−４０に平行であって、１０μｍ〜５０μｍ程度の長さｘを有し、かつ、ＡＢＳ面４１−４１から距離ｔ２（例えば１０μｍ〜５０μｍ程度）だけ離れている。距離ｔ２は、ネックハイトＮＨよりも大きいことが望ましい。上記三角形における他の二辺は、研磨面の近傍で収斂しており、それぞれ１０μｍ〜５０μｍ程度の長さ（これは必ずしも上記寸法ｘと等しくなくてもよい）である。図２に示した例では、上記の収斂する二辺間の距離が初期研磨面４０−４０の位置においてｗ１となるように列がスライスされる。上記の収斂する二辺のそれぞれが初期研磨面４０−４０（およびＡＢＳ面４１−４１）となす角θは、３０°〜６０°程度である。これにより、距離ｔ１がわずかに変化してもＡＢＳ面４１−４１における第１のＯＬＧ３７の幅ｗ６は大きく変化することになる。
【００３９】
第２のＯＬＧ３８を設ける場合には、その形状を矩形形状とするのが好ましい。この矩形は、初期研磨面４０−４０と直交する２つの側面と、初期研磨面４０−４０に一致する第１の端面と、ＡＢＳ面４１−４１から距離ｔ２だけ離れた第２の端面とによって形作られるものである。なお、第１の端面は、必ずしも厳密に初期研磨面４０−４０に一致する必要はなく、初期研磨面４０−４０の近くに位置するようにしてもよい。ここにあげた例では、第２のＥＬＧ３３における導電ライン３４，３５が、初期研磨面４０−４０と直交すると共に第２の面３９−３９上の主磁極層４２の側面と平行となるように走っている。但し、既に述べたように、第２の面３９−３９の上方の下部記録ギャップ絶縁層２８の内部に（第２の面３９−３９から離して）第２のＥＬＧ３３を形成するようにしてもよい。抵抗素子３６は、導電ライン３４，３５間を、ＡＢＳ面４１−４１から距離ｔ３（例えば、０．１μｍ〜５μｍ程度）の位置まで延びている。ここで、ｔ３はｔ１よりも大きいことが好ましい。研磨後においても抵抗素子３６のうちの十分大きな部分が残存するようにして、意義のある抵抗測定ができるようにするためである。さらに、ｔ３はネックハイトＮＨの目標値（設計値）よりも僅かに大きい値である。あるいは、ｔ３をネックハイトＮＨの目標値と等しくしてもよい。この場合には、研磨の進行に伴い、ネックハイトＮＨが目標値に達したときにｔ３が０となって回路がオープン（導電ライン３４，３５間がオープン）となるので、研磨の終点検出が確実となる。
【００４０】
図３は、研磨が終了した時点で図２のＡＢＳ面４１−４１から一体型ヘッドを見た様子を表したものである。ＡＢＳ面４１−４１における第２のＯＬＧ３８の幅ｗ２および第２のＥＬＧ３３の幅（ｗ５＋２ｗ４）は研磨前と比べて変化していない。ところが、研磨終了時点における第１のＯＬＧ３７の幅は、幅ｗ１（図１）から幅ｗ６（例えば、０．２μｍ〜３μｍ程度）へと増加している。ここで重要なのは、研磨工程における第１のＯＬＧ３７のｗ１からｗ６への幅増加が、記録ヘッドのネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨの変化と関連（連動）していることである。このため、研磨工程における任意の時点で第１のＯＬＧ３７の研磨面に沿った幅を測定することにより、ネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨの値を予測することができ、その結果、研磨の終点検出を正しく行うことができる。研磨終了時点における第１のＯＬＧ３７の幅ｗ６は、ネック領域２７の幅に対応するトラック幅ｗ３の２〜１０倍程度であるのが好ましい。なお、初期研磨面４０−４０が第１のＯＬＧ３７を横切らないように構成した場合、第１のＯＬＧ３７の研磨面での幅ｗ１は、研磨開始後に所定の値に達し、その後、研磨終了時点でｗ６に達することになる。
【００４１】
平面型記録ヘッド部を有する一体型ヘッドの場合や、分割スロートリセスおよびＡＢＳ面直交方向の重要寸法が上部ヨーク層の下側で異なる深さになっている場合には、記録磁極を囲んでいる絶縁層の内部における異なる階層に、複数のＥＬＧと複数のＯＬＧとを形成すればよい。例えば、上部ヨーク層の下側にある絶縁層中に存在する第１の面に複数のＥＬＧおよび複数のＯＬＧからなる第１のラッピングガイドセットを形成すると共に、上部ヨーク層の下側にある絶縁層中に存在する第２の面に複数のＥＬＧおよび複数のＯＬＧからなる第２のラッピングガイドセットを形成すればよい。ここで、第１の面とは、上部ヨーク層から第１の距離だけ離れて位置し、ＡＢＳ面と直交すると共に磁極先端近傍のスロート領域の一部を横切る仮想的な面である。第２の面とは、上部ヨーク層から第２の距離だけ離れて（第１の面よりも下側に）位置し、磁極先端近傍のネック領域を第１の面と平行に横切る仮想的な面である。これらの２つのラッピングガイドセットは研磨中にモニタされるが、このようにした場合には、より自由度の高い制御が可能である。具体的には、研磨工程において、ネックハイトＮＨやスロートハイトＴＨなどのパラメータのうち、どの値が最も調整ずれし易いか、あるいは、最も敏感かつ制御困難なのはどの値か、等の観点に基づき、どのラッピングガイドセットを用いて調整するかを決定することができる。
【００４２】
次に、以上のような構成のラッピングガイドシステムの形成方法およびこれを適用した磁気記録再生ヘッド列の研磨方法について説明する。上記したように、基板上には、一体型ヘッドを含むスライダ列が複数形成される。通常は、各スライダ列はスライスされてバーが形成される。これらのバーは、研磨盤に載置されて、それぞれの前面が研磨され、一体型ヘッドのＡＢＳ面が形成される。一体型ヘッドは、主として目標のセンサストライプハイトＳＨを得ることを目的としてサーボ制御の下で研磨されるが、本発明者らは、上記したラッピングガイドシステムを適用することにより、センサストライプハイトＳＨと同時に、ネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨをも制御できることを見出した。以下、詳細に説明する。
【００４３】
研磨工程においてネックハイトＮＨやスロートハイトＴＨ等の所定の記録ヘッド寸法の独立制御を達成するための第１のステップは、上記した新規なラッピングガイドを備えた一体型ヘッド構造を形成することである。次に、基板からテスト用の列を切り出してテストバーを形成し、これを従来の方法で研磨盤に載置して研磨する。これにより、第２のＥＬＧ３３の抵抗値ＲWEと第１のＯＬＧ３７の幅ｗ６との間の第１の相関関係が確立される。さらに、第１のＥＬＧ２９の抵抗値ＲREと第２のＥＬＧ３３の抵抗値ＲWEとの間の第２の相関関係も確立される。ここで、再び図２を参照する。ラッピングガイド寸法をネックハイトＮＨに関連付けるための最も正確な方法は、研磨工程中に、初期研磨面４０−４０、ＡＢＳ面４１−４１およびこれらの２面で挟まれた領域における研磨面、のうちの少なくとも１つに沿って、上記した第１のＯＬＧ３７の幅を測定することである。しかしながら、すべてのバーについて例えば幅ｗ１およびｗ６を測定するわけにはいかない。計測学的測定を行うためには、研磨盤上の載置箇所からバーを取り外さなければならないからである。
【００４４】
再び、一体型ヘッド構造を研磨面から見た断面を示す図１を参照する。第１のＥＬＧ２９を、再生ヘッドのセンサ２３の近傍に形成する。この例では、センサ２３と同様に第１の面１８−１８に沿って第１のＥＬＧ２９を形成する。第１の面１８−１８は基板２０と平行であり、かつ、第１のギャップ層２２の上面と一致している。但し、第１のＥＬＧ２９およびセンサ２３は、ギャップ層２２，２４のいずれか一方の内部に（すなわち、第１の面１８−１８の上側または下側に）基板２０と平行に延びる別の面（図示せず）に沿って形成してもよい。第１のＥＬＧ２９は、通常、スライダ間の切り溝領域に配置するが、その他の領域に配置してもよい。
【００４５】
第２のＥＬＧ３３を、第１のＥＬＧ２９の上方の下部記録ギャップ絶縁層２８の内部に、ネック領域２７に接近させて位置決め配置する。好ましくは、ネック領域２７、第２のＥＬＧ３３、第１のＯＬＧ３７および第２のＯＬＧ３８をすべて第２の面３９−３９に沿って同じ厚さに形成する。なお、第１のＯＬＧ３７の幅ｗ１は、その三角形の２辺が研磨面によって切り取られるときの長さであるが、０に近く、概して極めて微小なので、これを高い精度で測定することはできない。あるいは、初期研磨面４０−４０が第１のＯＬＧ３７および第２のＯＬＧ３８のいずれも横切らないようにバーをスライスした場合には、寸法ｗ１，ｗ２が初期研磨面４０−４０に沿って形成されることはない。いずれの場合においても、テストバーの研磨工程では、複数の時点で研磨を中断し、研磨面における第１のＯＬＧ３７の幅を測定する。かくして、図３に示したように、第１のＯＬＧ３７の幅は、ほぼ０からｗ６へと次第に大きくなっていく。ＡＢＳ面４１−４１に沿った他の寸法ｗ２〜ｗ５は研磨開始前（図１）と変わらない。
【００４６】
寸法ｗ１，ｗ６は、一般に用いられている高解像光学顕微鏡や走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等により測定可能である。これらの計測ツールは、コントローラ（図示せず）に接続される。このコントローラは、図示しない研磨装置に接続されており、例えば研磨停止命令を発したり、研磨面の傾き（研磨面チルト）を調整する等の制御を行う。研磨開始前および研磨工程における複数の研磨停止時点のそれぞれにおいてテストバーの第１のＯＬＧ３７の幅を測定する一方、第１のＥＬＧ２９の導電ライン３０，３１および第２のＥＬＧ３３の導電ライン３４，３５に接続されたコントローラによって、第１のＥＬＧ２９の抵抗値ＲREおよび第２のＥＬＧ３３の抵抗値ＲWEをモニタする。これにより、１／ＲWEとｗ６との相関関係を示す線形プロットが得られる。同様に、１／ＲREとｗ６との相関関係も得られる。
【００４７】
再び、図２を参照する。テストバーに対する研磨工程は、初期研磨面４０−４０から最終のＡＢＳ面４１−４１まで進行する。ここで、初期研磨面４０−４０からＡＢＳ面４１−４１までの距離はｔ１である。ＡＢＳ面４１−４１におけるネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨは、規定限界内に収まっていることが好ましい。研磨工程において、抵抗値ＲREおよび抵抗値ＲWEは、抵抗素子３６の長さが（ｔ３＋ｔ１）からｔ３へと減少し第１のＯＬＧ３７の幅がｗ６へと増加するにつれて、増加する。また、第１のＯＬＧ３７の幅は、ネックハイトに比例して変化する。言い換えると、第１のＯＬＧ３７の幅がｗ１からｗ６に増加するにつれて、ネックハイトは（ＮＨ＋ｔ１）からＮＨへと減少する。
【００４８】
こうしてテストバーについて抵抗値ＲWEと幅ｗ６との相関関係を確立させたのち、目標抵抗値ＲWEおよび目標抵抗値ＲREを設定する。そして、それ以降のバー（実際の研磨対象バー）について、目標抵抗値ＲWEおよび目標抵抗値ＲREを得るためのアクティブチルト制御を行う。アクティブチルト制御がコストアップに繋がる場合には、パッシブチルト制御を用いてもよい。なお、パッシブチルト制御は、後出の図５で説明するように、予め決定された一定のチルト角αを設定するステップを伴うものである。研磨終了時点における第１のＯＬＧ３７の幅ｗ６は、ネック領域２７の幅に対応するトラック幅ｗ３の２〜１０倍程度であるのが好ましい。ネックハイトＮＨもまた抵抗値ＲWEに比例する。そして、ネックハイトの目標値に対応する目標抵抗値ＲWEおよび目標抵抗値ＲREは、テストバーによる相関関係結果から決定される。
【００４９】
一例として、１つのスライダ列につき、総数２０〜４０個程度の第１のＥＬＧ２９と、総数１０〜１５個程度の第２のＥＬＧ３３および第１のＯＬＧ３７とを形成する。テストバー以降のバーに対する研磨工程において、不良でないと思われるすべての第１のＥＬＧ２９および第２のＥＬＧ３３をモニタする。コントローラは、不良でないＥＬＧ２９，３３から得られる抵抗測定値の平均が抵抗値ＲWE，ＲREの目標値に達したとき、そのバーに対する研磨を停止する。
【００５０】
図４は本実施の形態の変形例を表すものである。この変形例では、初期研磨面４０−４０から抵抗素子３６の後端までの距離がほぼｔ１に等しくなるように（すなわち、ｔ３＝０となるように）第２のＥＬＧ３３をネック領域２７の近傍に形成する。この場合には、ネックハイトＮＨが目標値に達した時点で、研磨によって抵抗素子３６が完全に除去され、１／ＲWE＝０となる。抵抗素子３６が完全に研磨除去されると、回路がオープンとなり（導電ライン３４，３５間の導通が破壊され）、コントローラに対して研磨停止警報が与えられる。このような制御方法は、センサストライプハイトＳＨが非常に短く、研磨中において更なる高感度が必要とされる場合に好適である。
【００５１】
図５は、テストバーまたはそれ以降のバー（実際の研磨対象バー）の研磨後において、基板２０の表面と直交するＡＢＳ面４１−４１を表したものである。ここに示した変形例では、センサ２３の上方にネック領域２７を形成する際に生じたｙ方向の位置ずれを補償するために、ＡＢＳ面４１ａ−４１ａを本来のＡＢＳ面４１−４１に対して僅かな角αだけ傾けている。ここで、ｙ方向は、ＡＢＳ面４１−４１と直交する方向である。したがって、規定限界内のネックハイトＮＨａを得るためには、正規の場合（センサ２３の上方にネック領域２７が正しくオーバーレイ配置されている場合）に比べて、ネック領域２７のより多くの部分を除去しなければならない。ひとつの方法として、次のような方法が考えられる。すなわち、センサストライプハイトＳＨの目標値に対応する目標抵抗値ＲREと、所望のネックハイトＮＨに対応する目標抵抗値ＲWEとを、研磨を支配するコントローラに入力する。研磨面の角度は、随時変化させることが可能である。コントローラは、抵抗素子３２，３６の抵抗値が目標抵抗値ＲRE，ＲWEに達して研磨が停止されるまで、研磨角度を能動的に（アクティブに）制御する。必要に応じて、記録ヘッドの重要寸法を調整するために各ウェハ（基板）またはバーごとに研磨面を所定の角度αだけ傾けるようにしてもよい。なお、目標抵抗値ＲREおよび目標抵抗値ＲWEをそれぞれただ一つずつ定めるのではなく、規定限界内でのセンサストライプハイトＳＨやネックハイトＮＨの値の範囲に対応して、抵抗値ＲRE，ＲWEの許容範囲を設定するようにしてもよい。
【００５２】
あるいは、センサ２３の上方にネック領域２７を形成する際に生じた「−ｙ方向」の位置ずれを補償するために、ＡＢＳ面４１ａ−４１ａを本来のＡＢＳ面４１−４１に対して僅かな角「−α」だけ傾けるようにしてもよい。チルト角αの範囲は、通常、「−３°」〜「＋３°」程度である。
【００５３】
製造工程を進める中で、ネック領域のパターニング・エッチング工程により、ｘ軸に沿ってウィンデージシフト（windage shift ）が生ずる。なお、ｘ軸は、ｙ軸と直交し、ＡＢＳ面４１−４１に平行な軸である。そのような場合、ネック領域は、ｙ軸方向の位置ずれを伴うことなく、トラック幅がオーバートリムされる。第１および第２のＯＬＧ３７，３８は主磁極と同じパターニング・エッチング工程を経て形成されるので、これらのＯＬＧ３７，３８についてもｘ軸に沿って同様のウィンデージシフトが生ずる。ｘ軸方向のウィンデージシフト量は、ネック領域２７のＡＢＳ面での幅を測定することで決定されるが、ネック領域２７の幅は概して極めて小さい。より信頼のおけるｘ軸ウィンデージシフトの情報は、ＡＢＳ面での第１のＯＬＧ３７の幅ｗ６と同等サイズである第２のＯＬＧ３８の幅ｗ２を測定することで得られる。言い換えると、第２のＯＬＧ３８の幅ｗ２は、ＡＢＳ面でのネック領域２７の幅に比べて、より正確に、第１のＯＬＧ３７のウィンデージシフト量を指し示すものといえる。したがって、テストバーの測定の際に、ｘ軸ウィンデージシフトが幅ｗ１，ｗ６に与える影響を、より正確に知ることができる。その結果、ｗ６と抵抗値ＲRE，ＲWEとの相関関係の精度が改善され、それ以降の研磨対象バーに対して、より高精度で抵抗値ＲRE，ＲWEの目標値を設定することができる。
【００５４】
図６は、第１のＯＬＧ３７の位置を研磨面４０−４０の方向に移動させることによってテストバーにおける研磨面チルトの補正を達成するようにした変形例を表すものである。本変形例では、スライス工程によって初期研磨面４０−４０を形成したときに、第１のＯＬＧ３７の初期幅ｗ１が、より測定しやすいサイズに形成される。そして、テストバーを、その研磨面がチルト角αだけ傾くようにした状態で、ＡＢＳ面に達するまで研磨する。テストバーの研磨によってのｗ６と抵抗値ＲRE，ＲWEとの相関関係が確立されると、この相関関係に基づいて抵抗値ＲRE，ＲWEの目標値を設定し、それ以降の研磨対象バーに対して、研磨面４１ａ−４１ａ（図５）を角度αだけ傾けて、研磨を行う。チルト角αの範囲は、通常、「−３°」〜「＋３°」程度である。
【００５５】
最初のバーの研磨を終了した時点で幅ｗ１が目標値未満であった場合には、記録ヘッドが再生ヘッドよりも研磨面に近づくようにチルト角を調整する。一方、幅ｗ１が目標値を越えていた場合には、再生ヘッドが記録ヘッドよりも研磨面に近づくようにチルト角を調整する。チルト角は、（ｗ１の目標値−ｗ１の測定値）／（ｄ１×ｔａｎ（９０−α））に比例する。ここで、ｄ１は、記録ヘッドと再生ヘッドとの分離距離であり、図５におけるスペーサ層２６の厚さに等しい。
【００５６】
本実施の形態の利点の一つは、一体型ヘッドにおいて、ネックハイトおよびスロートハイトをセンサストライプハイトとは独立して制御できることにある。本実施の形態の方法によれば、研磨面を傾けてネックハイトＮＨやスロートハイトＴＨの規定範囲に収まるように調整できるようにしたので、再生ヘッドのセンサ２３に対する記録ヘッドのネック領域２７の位置ずれエラーを補償することができる。このように、より高い精度の研磨制御を行うことにより、センサストライプハイトＳＨは規定範囲内に収まっているもののネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨが小さすぎるという理由で不良になってしまうことを回避でき、製造歩留りを高めることができる。さらに、記録ヘッド寸法をバーごとに調整することが可能なので、ネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨの公差をより厳しくすることができる。
【００５７】
以上、好適な実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、第２の面３９に第１のＯＬＧ３７の他に第２のＯＬＧ３８を設けるようにしたが、第２のＯＬＧ３８は必ずしも必要ではない。また、上記実施の形態では、第１の面１８に第１のＥＬＧ２９を設けると共に第２の面３９に第２のＥＬＧ３３および第１のＯＬＧ３７の両方を設けるようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１の面１８に第１のＥＬＧ２９を設けると共に、第２の面３９に第２のＥＬＧ３３のみを設けるようにしてもよいし、あるいは、第１の面１８に第１のＥＬＧ２９を設けると共に、第２の面３９に第１のＯＬＧ３７（または第１のＯＬＧ３７および第２のＯＬＧ３８）のみを設けるようにしてもよい。いずれの場合においても、再生ヘッド形成面である第１の面１８と、記録ヘッド形成面である第２の面３９の両方にそれぞれラッピングガイドを設けることにより、再生ヘッドに関わる寸法（センサストライプハイトＳＨ）と記録ヘッドに関わる寸法（ネックハイトＮＨおよびスロートハイトＴＨ）とを独立して制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態に係るラッピングガイドシステムにおいて、再生ヘッドのセンサ近傍に第１の電気的ラッピングガイドが設けられると共に、記録ヘッドの研磨面に沿って第２の電気的ラッピングガイドおよび１または複数の光学的ラッピングガイドが設けられた様子を示す（研磨面から見た）断面図である。
【図２】図１に示したラッピングガイドシステムにおいて、第２の電気的ラッピングガイド、光学的ラッピングガイドおよび主磁極の近傍から上部および下部の記録ギャップ絶縁層を取り除いた状態を示す平面図である。
【図３】図１のラッピングガイドシステムを、研磨終了後にエアベアリング面から見た断面図である。
【図４】本実施の形態のラッピングガイドシステムの一変形例であって、第２の電気的ラッピングガイドが研磨面に沿って研磨し尽くされるように構成した例を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る磁気記録再生ヘッド列の研磨方法において、研磨面が基板直交面から角度αだけ傾いている状態を示す断面図である。
【図６】本実施の形態のラッピングガイドシステムにおける他の変形例であって、第１の電気的ラッピングガイドの抵抗値と第１の光学的ラッピングガイドの幅との相関をとって同一ヘッド列内でのチルト研磨面補正を行うことを可能にすべく、第１の光学的ラッピングガイドを初期研磨面の方向にシフトさせた例を示す平面図である。
【図７】従来の一体型ヘッドにおいて、基板に直交する垂直研磨面と、この垂直研磨面に対して傾いた研磨面とを示す断面図である。
【図８】図７に示した一体型ヘッドを研磨面から見た状態、および記録媒体に対するヘッドの相対移動方向を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１８…第１の面、２０…基板、２１…第１のシールド層、２２…第１のギャップ層、２３…センサ、２４…第２のギャップ層、２５…第２のシールド層、２６…スペーサ層、２７…ネック領域、２８…下部記録ギャップ絶縁層、２９…第１のＥＬＧ、３０，３１，３４，３５…導電ライン、３２，３６…抵抗素子、３３…第２のＥＬＧ、３７…第１のＯＬＧ、３８…第２のＯＬＧ、３９…第２の面、４０−４０…初期研磨面、４１−４１，４１ａ−４１ａ…ＡＢＳ面、４２…主磁極層、４３…上部記録ギャップ絶縁層、ＲRE，ＲWE…抵抗値、ＮＨ…ネックハイト、ＴＨ…スロートハイト、ＳＨ…センサストライプハイト。
【図１】
2005339781.tif 000003
【図２】
2005339781.tif 000004
【図３】
2005339781.tif 000005
【図４】
2005339781.tif 000006
【図５】
2005339781.tif 000007
【図６】
2005339781.tif 000008
【図７】
2005339781.tif 000009
【図８】
2005339781.tif 000010