(57)【要約】【課題】ＱＳＴの測定精度をより高め、不良の原因究明や歩留まり改善を容易とする。【解決手段】発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、外部磁界に応じて磁化方向が変化するフリー層を備えた磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子の積層方向両側に設けられた磁気シールド層とを備えた薄膜磁気ヘッドを準備するステップＳ１と、磁気シールド層の少なくとも一方を永久磁石によって一定の方向に磁化させる磁化安定化処理をおこないながら、かつ磁気抵抗効果素子にセンス電流を流しながら、フリー層に外部磁界を印加し、外部磁界と磁気抵抗効果素子の抵抗値との関係を求める第１の測定ステップＳ３と、を有している。【選択図】図３
2007273008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界に応じて磁化方向が変化するフリー層を備えた磁気抵抗効果素子と、該磁気抵抗効果素子の積層方向両側に設けられた磁気シールド層とを備えた薄膜磁気ヘッドを準備するステップと、
前記磁気シールド層の少なくとも一方を永久磁石によって一定の方向に磁化させる磁化安定化処理をおこないながら、かつ前記磁気抵抗効果素子にセンス電流を流しながら、前記フリー層に外部磁界を印加し、該外部磁界と該磁気抵抗効果素子の抵抗値との関係を求める第１の測定ステップと、
を有する、薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記磁化安定化処理は、前記磁気シールド層を前記薄膜磁気ヘッドのトラック幅方向と平行な方向に磁化することを含む、請求項１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記磁化安定化処理をおこなわず、前記磁気抵抗効果素子に前記センス電流を流しながら、前記フリー層に前記外部磁界を印加し、該外部磁界と該磁気抵抗効果素子の抵抗値との関係を求める第２の測定ステップと、
前記第１の測定ステップで得られた前記関係と、前記第２の測定ステップで得られた前記関係とを比較する比較ステップと、
を有し、
前記比較ステップにおいて、前記関係が、前記第１の測定ステップでは前記外部磁界の変動に対してあらかじめ定められた単純増加または単純減少の傾向を示し、前記第２の測定ステップでは該傾向を示さない場合に、前記薄膜磁気ヘッドは良品であると判定することを含む、
請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記磁化安定化処理をおこなわず、前記磁気抵抗効果素子に前記センス電流を流しながら、前記フリー層に前記外部磁界を印加し、該外部磁界と該磁気抵抗効果素子の抵抗値との関係を求める第２の測定ステップと、
前記第１の測定ステップで得られた前記関係と、前記第２の測定ステップで得られた前記関係とを比較する比較ステップと、
を有し、
前記第１の測定ステップは、前記フリー層に前記永久磁石によってバイアス磁界を印加することを含み、
前記比較ステップにおいて、前記関係が、前記第１の測定ステップでは前記外部磁界の変動に対してあらかじめ定められた単純増加または単純減少の傾向を示し、前記第２の測定ステップでは該傾向を示さない場合に、前記フリー層のトラック幅方向の両側に該フリー層にバイアス磁界を印加するために設けられたハードバイアス層を着磁するステップをさらに有する、
請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜磁気ヘッドの製造方法に関し、特に、薄膜磁気ヘッドのＱＳＴ(Quasi Static Test)の実施方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置などに用いられる薄膜磁気ヘッドは、フリー層とピンド層とが非磁性層を介して積層された積層構造を有している。この積層構造は、いわゆるＭＲ(Magneto Resistance)素子の中心部分を構成している。フリー層とは、外部磁界に応じて磁化方向が変化する磁性層である。ピンド層とは、外部磁界に対して磁化方向が固定された磁性層である。記録媒体からの磁界を受けてフリー層の磁化方向が変化すると、ピンド層の磁化方向との相対角度が変化し、その変化に応じて得られる磁気抵抗変化が再生出力として検出される。
【０００３】
ＭＲ素子においては、印加された磁界と再生出力との関係（以下、ＭＲ特性という。）ができるだけきれいな線形性を示すことが重要である。すなわち、横軸に印加磁界、縦軸に再生出力をとったグラフ（ＭＲ曲線）において、途中に極大値や極小値が現れたり、曲線の勾配が大きく変動したりすることは好ましくない。このため、フリー層のトラック幅両側にはハードバイアス層が設けられ、フリー層は、外部磁界を受けないときにはトラック幅方向に磁化されている。このような、ハードバイアス層がフリー層に及ぼす磁界をハードバイアス磁界といい、これによって、ＭＲ曲線の線形性が改善される。ハードバイアス層には、フリー層の磁化を一定方向に揃えることによって、磁区の磁壁移動に起因するバルクハウゼンノイズを抑制するという効果もある。
【０００４】
ＭＲ特性の線形性には、印加磁界が正方向に増加するにつれて再生出力も正方向に線形で増加し、印加磁界が負方向に減少するにつれて再生出力も負方向に線形で減少する右上がり特性と、印加磁界が正方向に増加するにつれて再生出力は負方向に線形で減少し、印加磁界が負方向に減少するにつれて再生出力が正方向に線形で増加する右下がり特性とがある。右下がり特性をとるか右上がり特性をとるかは、ＭＲ素子の設計に応じて定められる。しかし、設計で定められた右上がり特性または右下がり特性とは逆向きの特性となることは、たとえ線形性が十分であっても好ましいことではなく、不良品とせざるをえない。
【０００５】
このようなＭＲ特性の重要性に鑑み、薄膜磁気ヘッドの製造においては、製造段階でＱＳＴと呼ばれる測定がおこなわれることが多い（特許文献１，２参照）。ＱＳＴでは、ヘルムホルツコイル等の磁界発生装置で薄膜磁気ヘッドの媒体対向面と直交する方向に磁界を加えながら、フリー層の磁化方向を変化させ、再生出力を測定する。従来は、薄膜磁気ヘッドのＭＲ特性を測定するためにはヘッドを完成品の状態まで仕上げ、実際のハードディスク装置と同様の測定装置で再生出力を測定していたが、ＱＳＴによって、完成品に至る前段階で不良素子の検出が可能となり、製造プロセスの合理化が図られている。
【特許文献１】特開２００５−６３５９８号公報
【特許文献２】特開２００５−７８７３７号公報
【特許文献３】特開平９−１９０６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フリー層の積層方向両側には、磁気シールド層が設けられることが一般的である。これは、記録媒体から磁気記録を読み出す際に、読み取り対象ビットからの磁気情報だけを読み取り、読み取り対象ビットの周辺ビットからの磁気的影響をできるだけ遮断するためである。
【０００７】
ところで、ＱＳＴでは、シールド層も、ヘルムホルツコイル等の磁界発生装置から及ぼされる交番磁界を受ける。その周波数は１００Ｈｚ程度と低いため、シールド層の磁区も容易に追随し、試験中、シールド層の磁化方向は交番的に変化する。この磁化方向の変化はフリー層の磁化に影響を与えるため、ＱＳＴで得られたＭＲ曲線は、シールド層の磁化変動の影響を受けたものとなる。一方、実際のハードディスク装置では、薄膜磁気ヘッドが記録媒体から受ける磁界は１００ＭＨｚ以上の超高周波数で変化するため、シールド層はこの変化に追随できず、シールド層の磁化状態は実質的に固定される。すなわち、従来技術のＱＳＴでは、実際の使用状態ではほとんど無視できるシールド層の磁化変動の影響が重畳されている。これは、ＱＳＴの測定精度に影響を及ぼし、本来良品である薄膜磁気ヘッドまでが不良品と判定される可能性を高めている。
【０００８】
また、近年ではフリー層の平面寸法が０．３μｍ四方程度以下と極めて小さく、シールド層の磁区の大きさ（０．５〜１．０μｍ程度）のほうが大きい場合が多い。したがって、フリー層は、シールド層の局所的な磁化変化に、より大きく影響される傾向にある。たとえ、実際の使用状況ではシールド層の磁化方向が変動しないとしても、フリー層と隣接する領域（磁区）の磁化方向がフリー層の膜面に対して平行でないと、膜面直交方向を向く磁界成分が常時フリー層に印加されることになる。このことは、ハードバイアス層によって本来トラック幅方向に平行に印加されるべき磁界がシールド層によって擾乱され、トラック幅方向に対して斜め方向にかけられることを意味する。これはＭＲ特性に悪影響を及ぼし、安定したＭＲ特性を得るための障害となる。
【０００９】
従来技術には、さらに以下のような問題もあった。すなわち、上記の現象は、薄膜磁気ヘッドが不良と判定される原因となるが、ＱＳＴで不良と判定される原因はこれだけではなく、フリー層やピンド層のなどのＭＲ素子本来の不良や、ハードバイアス層の着磁不良など様々な原因が考えられる。しかし、従来はどのような原因で不良が生じたのか原因究明が困難であった。このため、その後の対策も立てにくく、いたずらに歩留まりが悪化するという状況にあった。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされ、ＱＳＴの測定精度をより高め、不良の原因究明や歩留まり改善を容易とする薄膜磁気ヘッドの製造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】
【００１１】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、外部磁界に応じて磁化方向が変化するフリー層を備えた磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子の積層方向両側に設けられた磁気シールド層とを備えた薄膜磁気ヘッドを準備するステップと、磁気シールド層の少なくとも一方を永久磁石によって一定の方向に磁化させる磁化安定化処理をおこないながら、かつ磁気抵抗効果素子にセンス電流を流しながら、フリー層に外部磁界を印加し、外部磁界と磁気抵抗効果素子の抵抗値との関係を求める第１の測定ステップと、を有している。
【００１２】
従来技術では、外部磁界と磁気抵抗効果素子の抵抗値との関係を求める測定の際、磁気シールド層の磁化が交番磁界の影響を受けて変動していたため、その影響がフリー層に及び、正確な測定をおこなうことが難しかった。しかし、本発明では、磁気シールド層の少なくとも一方は一定の方向に磁化されるため、交番磁界を受けても、磁化が変動することはない。このため、磁気シールド層の磁化の変動に起因する測定結果への影響を排除することが可能となり、測定精度の向上が可能となる。しかも、磁気シールド層の磁化安定化処理は永久磁石という簡便な方法によって実現されるため、設備コストへの影響は最小であり、測定方法の信頼性も高い。
【００１３】
磁化安定化処理は、磁気シールド層を薄膜磁気ヘッドのトラック幅方向と平行な方向に磁化することが望ましい。
【００１４】
本発明の他の実施態様によれば、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、磁化安定化処理をおこなわず、磁気抵抗効果素子にセンス電流を流しながら、フリー層に外部磁界を印加し、外部磁界と磁気抵抗効果素子の抵抗値との関係を求める第２の測定ステップと、第１の測定ステップで得られた関係と、第２の測定ステップで得られた関係とを比較する比較ステップと、を有し、比較ステップにおいて、関係が、第１の測定ステップでは外部磁界の変動に対してあらかじめ定められた単純増加または単純減少の傾向を示し、第２の測定ステップでは傾向を示さない場合に、薄膜磁気ヘッドは良品であると判定することを含んでいる。
【００１５】
本発明のさらに別の実施態様によれば、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、磁化安定化処理をおこなわず、磁気抵抗効果素子にセンス電流を流しながら、フリー層に外部磁界を印加し、外部磁界と磁気抵抗効果素子の抵抗値との関係を求める第２の測定ステップと、第１の測定ステップで得られた関係と、第２の測定ステップで得られた関係とを比較する比較ステップと、を有し、第１の測定ステップは、フリー層に永久磁石によってバイアス磁界を印加することを含み、比較ステップにおいて、関係が、第１の測定ステップでは外部磁界の変動に対してあらかじめ定められた単純増加または単純減少の傾向を示し、第２の測定ステップでは傾向を示さない場合に、フリー層のトラック幅方向の両側にフリー層にバイアス磁界を印加するために設けられたハードバイアス層を着磁するステップをさらに有している。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、ＱＳＴの測定精度をより高め、不良の原因究明や歩留まり改善を容易とする薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、本発明の対象となる薄膜磁気ヘッドの基本的な構成について説明する。薄膜磁気ヘッドは、膜面平行方向にセンス電流を流すＣＩＰ(Current in Plane)-ＧＭＲセンサ、膜面直交方向にセンス電流を流すＣＰＰ(Current Perpendicular to the Plane)-ＧＭＲセンサおよびＴＭＲ(Tunnel Magneto-resistance)センサのすべてに共通して適用可能であるが、以下では、ＴＭＲセンサを例に説明する。
【００１８】
図１は、薄膜磁気ヘッドの部分斜視図である。薄膜磁気ヘッド１は読み込み専用のヘッドでもよく、書込部をさらに有するＭＲ／インダクティブ複合ヘッドでもよいが、ここでは書込部についての図示および説明は省略する。磁気抵抗効果素子であるＭＲ素子２は、上部磁気シールド層３と下部磁気シールド層４との間に挟まれ、先端部が記録媒体２１と対向する位置に配置されている。上部磁気シールド層３および下部磁気シールド層４は、パーマロイ(NiFe)などで形成され、ＭＲ素子２、特に後述するフリー層７の磁気シールドのために設けられている。上部磁気シールド層３および下部磁気シールド層４は、ＭＲ素子２を積層方向両側から覆うように形成されている。上部磁気シールド層３および下部磁気シールド層４は、ＴＭＲセンサの場合、センス電流２２を流す電極としても機能する。すなわち、ＭＲ素子２には、図１中の矢印に示すように、上部磁気シールド層３と下部磁気シールド層４との間にかかる電圧によって、上部磁気シールド層３からＭＲ素子２を膜面直交方向に貫通して下部磁気シールド層４に向かうセンス電流２２が流れている。ＭＲ素子２が記録媒体２１から受ける磁界は、記録媒体２１の記録媒体移動方向２３への移動につれて変化する。
【００１９】
図２は、図１のＡ−Ａ方向（媒体対向面）から見た、ＭＲ素子の積層構成を示す側面図である。ＭＲ素子２は、NiFe層などからなる下部磁気シールド層４の上に、バッファ層５、反強磁性層６、ピンド層７、トンネルバリア層８、フリー層９、キャップ層１０がこの順に積層された積層体１８を有している。ＭＲ素子２はまた、積層体１８のトラック幅方向Ｔの両側に設けられた一対の絶縁膜１１および一対のハードバイアス層１２を有している。トラック幅方向Ｔは記録媒体２１の半径方向に対応する。
【００２０】
バッファ層５はTa/NiCr層などからなり、その上方に積層される強磁性層の結晶性を高める。反強磁性層６はIrMn層などからなり、ピンド層７の磁化方向を固定する。ピンド層７はCoFe層などからなり、外部磁界に対して磁化方向が固定されている。トンネルバリア層８はアルミナ等の非磁性非導電性物質からなり、後述するトンネルバリア効果を発生させる。フリー層９はCoFe層などからなり、外部磁界に応じて磁化方向が変化する。キャップ層１０はCu層、Ru層などからなり、下層の劣化防止のために設けられている。キャップ層１０の上には上部磁気シールド層３が形成されている。
【００２１】
積層体１８のトラック幅方向Ｔの両側には、絶縁膜１１を介してハードバイアス層１２が形成されている。絶縁膜１１はAl2O3などからなり、センス電流２２のリークを防止する。ハードバイアス層１２は、CoPt、CoCrPtなどの強磁性層からなる一対の磁区制御膜であり、フリー層９にトラック幅方向Ｔへのバイアス磁界を印加し、フリー層９を単磁区化する。したがって、ハードバイアス層１２は、積層体１８のすべての層の側方にある必要はないが、少なくとも、フリー層９のトラック幅方向Ｔの両側に設けられていることが望ましい。ＭＲ素子２の幅は０．１μｍ以下程度に形成されている。書込部は、上部磁気シールド層３の更に上方に形成されている（図示せず）。
【００２２】
センス電流２２を薄膜磁気ヘッド１（積層体１８）の積層方向に流すと、電子はトンネルバリア層８のエネルギ障壁を通過して、上部から下部へ（またはその逆に）流れる。これはトンネルバリア効果と呼ばれる。センス電流２２に対する抵抗値は、フリー層９の磁化の向きとピンド層７の磁化の向きとの相対的な角度に応じて変化することが知られており、フリー層９の磁化の向きが外部磁界に応じて変化することによって、センス電流２２に対する抵抗値の変化（磁気抵抗変化）が検出される。ＴＭＲセンサは、このようにして外部磁界の大きさを検知し、記録媒体の磁気データを読み出す。磁気抵抗効果素子の再生出力は磁気抵抗変化率（以下、ＭＲ比という。）に依存する。なお、上述の説明において、トンネルバリア層の代わりにCuなどから形成されるスペーサ層を設ければＣＰＰ-ＭＲセンサの膜構成となる。
【００２３】
以下、薄膜磁気ヘッドの製造方法を、ＱＳＴの手順を中心に、図３のフロー図を参照して説明する。
【００２４】
（ステップＳ１）まず、従来技術と同様の方法によって薄膜磁気ヘッド１を形成する。すなわち、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等の基板（図示せず）の上に、絶縁層（図示せず）を介して、スパッタリングまたはめっき法等により下部磁気シールド層４を成膜する。下部磁気シールド層４の上に上述したバッファ層５〜キャップ層１０までの各層（積層体１８）をスパッタリング等によって成膜する。次に、フォトレジストをマスクとして、積層体１８を略方形にミリングする。次に、一対の絶縁膜１１をスパッタリング等で成膜し、さらにその上に、一対のハードバイアス層１２を同じくスパッタリング等で成膜する。次に、積層体１８および一対のハードバイアス層１２の上に、スパッタリングまたはめっき法等により上部磁気シールド層３を形成する。さらに、上部磁気シールド層３の上方に書込素子（図示せず）を形成する。以上の工程で、基板上に多数の薄膜磁気ヘッド１が形成される。
【００２５】
（ステップＳ２）次に、ハードバイアス層１２をバイアス磁界の印加方向に磁化する。着磁は、室温で、所定の磁界（例えば、１２７２ｋＡ／ｍ（１６ｋＯｅ程度））をトラック幅方向Ｔに印加することによっておこなわれる。その後、基板は、多数の薄膜磁気ヘッド１が一列に配列したバーに切り出される。バーのＭＲ素子が形成された面がラッピングされ、媒体対向面が形成される。ハードバイアス層１２の磁化特性の安定化のために、バーの状態で再度ハードバイアス層１２の着磁を繰り返してもよい。
【００２６】
（ステップＳ３）次に、下部磁気シールド層４および上部磁気シールド層３の磁化安定化処理をおこないながらＱＳＴを実施する（第１の測定ステップ）。図４を参照すると、バー３１は、ヘルムホルツコイル４１を備えた磁界発生器にセットされる。ヘルムホルツコイル４１はバー３１の媒体対向面Ｓの裏側と、媒体対向面Ｓ側とに設けられている（媒体対向面Ｓ側のヘルムホルツコイルは図示せず。）。バー３１は２つのヘルムホルツコイル４１で挟まれ、媒体対向面Ｓの膜面と直交する方向に交番磁界が印加される。バー３１の積層方向上面には、薄膜磁気ヘッド１毎に、書込素子用の電極とＭＲ素子用の電極（図示せず）とが形成されている。定電圧電源４２をプローブ（図示せず）によって電極に接続する。これによって、プローブの接続されたＭＲ素子２にセンス電流が流れ、外部磁界に対応した出力電圧を取り出すことができ、その結果から、ＭＲ素子２の抵抗値を知ることができる。
【００２７】
測定対象の薄膜磁気ヘッド１の媒体対向面Ｓ側には永久磁石４３が設けられている。永久磁石４３はトラック幅方向ＴがＮ極およびＳ極となる向きに位置決めされている。したがって、測定対象の薄膜磁気ヘッド１には、トラック幅方向Ｔの直流磁界がかけられる。換言すれば、下部磁気シールド層４および上部磁気シールド層３は、バイアス磁界印加方向と同一方向に永久磁石４３によって磁化される。このように、下部磁気シールド層４および上部磁気シールド層３の磁化方向の向きをバイアス磁界印加方向に揃えることを、本明細書では磁化安定化処理という。この際、フリー層９も永久磁石４３による磁界を受けるため、フリー層９は、永久磁石４３によってバイアス磁界が印加されたのと同様の状態となっている。なお、実施例では、２つのヘルムホルツコイル４１を上下方向に配置し、媒体対向面Ｓが下向きとなるようバー３１を設置したが、ヘルムホルツコイル４１およびバー３１の向きはこれに限定されない。また、通常は下部磁気シールド層４および上部磁気シールド層３の双方に直流磁界がかけられるが、フリー層９に近いシールド層（本実施形態では上部シールド層３）のみに磁界がかかるようにしてもよい。あるいは、フリー層９に近いシールド層により強い磁界がかかるようにすることもできる。
【００２８】
次に、磁化安定化処理を続けながら、薄膜磁気ヘッド１、より具体的にはフリー層９に、ヘルムホルツコイル４１によって、積層体１８の媒体対向面Ｓと直交する方向に磁界を印加する。この磁界の向きは、ＭＲ素子２が実際の使用状況で受ける磁界の向きと一致している。実際の使用状況と同様、磁界は交番的に印加されるが、その周波数は、前述の通り１００Ｈｚ程度と低い。センス電流を流し、印加磁界の向きおよび大きさを変えながらＭＲ素子２の出力電圧を測定すると、図６〜８に示すようなＭＲ曲線が得られる。
【００２９】
ここで、図５を参照して、磁化安定化処理の効果を説明する。以下の説明では、上部磁気シールド層３、ハードバイアス層１２、およびフリー層９について説明するが、下部磁気シールド層４についても全く同様である。図５は、図２と同じ方向から、上部磁気シールド層３、ハードバイアス層１２、およびフリー層９だけを切り出した図である。同図（ａ）のように、永久磁石４３による直流磁界がかけられていない状態では、上部磁気シールド層３はランダムな磁化状態となっている。ハードバイアス層１２は上述のようにすでに着磁されているため、フリー層９には図中左から右向きのバイアス磁界がかけられている。この状態でヘルムホルツコイル４１によって交番磁界を印加すると、前述のとおり、上部磁気シールド層３の各磁区（磁区は、模式的には図中の矢印で示される。）の向きは交番磁界の向きに対応して変動し、その変動する磁界がフリー層に及ぶ。すなわち、フリー層９は、実際の使用状況では生じない磁界の変動を受けることになる。
【００３０】
これに対して、同図（ｂ）に示すように、永久磁石４３で直流磁界を、トラック幅方向Ｔにバイアス磁界と同じ向きに印加すると、永久磁石４３によって、上部磁気シールド層３の磁化の向きがトラック幅方向Ｔに揃えられる。したがって、ヘルムホルツコイル４１によって交番磁界を印加しても、上部磁気シールド層３の磁化の向きは固定される。実際の使用状況では、前述のように超高周波数で磁界が変動するため、上部磁気シールド層３の磁化の向きは事実上固定されているが、それと同様の状況が模擬できることになる。
【００３１】
（ステップＳ４）次に、磁気安定化処理をおこなわないで、ＱＳＴを実施する（第２の測定ステップ）。実施方法はステップＳ３と同様であり、直流磁石による磁気安定化処理が省略されるだけである。本ステップはステップＳ３の前におこなってもよいし、後におこなってもよい。
【００３２】
（ステップＳ５）次に、第１，第２の測定ステップで得られたＭＲ曲線を比較する。この比較によって、不良の発生原因を追究することができる。第１の測定ステップで良品と判定され、第２の測定ステップで不良品と判定された場合、考えられる原因は２つある。一つは、下部磁気シールド層４または上部磁気シールド層３の磁化状態である。すなわち、下部磁気シールド層４または上部磁気シールド層３の、フリー層９に近接する領域（磁区）から発生する磁界が膜面直交方向の成分を多く含んでいる場合である。この場合、第１の磁界印加ステップでは直流磁化の印加によって当該領域の磁化が矯正され、膜面直交方向の磁界成分が減少するため、一時的に正常な状態になっているが、第２の磁界印加ステップでは、矯正効果が得られないため、ＭＲ特性が悪化する。もう一つは、ハードバイアス層１２の着磁不良である。この場合、第１の磁界印加ステップでは直流磁化の印加によって、フリー層にかけられるバイアス磁界の向きが矯正される。しかし、第２の磁界印加ステップでは、矯正効果が得られないため、ＭＲ特性が悪化する。一方、層間のショートなど積層体１８自身の不良の場合は、直流磁界の有無が結果に及ぼす影響は小さい。このようにして、本ステップによって、少なくともシールド層の不良およびハードバイアス層の不良を積層体自体の不良と分離することが可能となる。
【００３３】
（ステップＳ６）もし、第１の測定ステップで良品と判定され、第２の測定ステップで不良品と判定された場合には、ハードバイアス層１２の再着磁をおこなうことが有効である。また、ＭＲ素子２のアニール処理をおこなえば、シールド層の磁化が安定し、ＭＲ特性、さらには歩留まりの向上につながる。その後、バー３１は切断され、個々の薄膜磁気ヘッド１（スライダ）に分離される。
【００３４】
（実施例）次に、実施例に基づいて本発明の効果を確認した。本実施例では、ＭＲ曲線が右下がりとなるＤＮヘッドを対象として、従来の測定方法では不良品となる素子と良品となる素子とに対して本発明を適用し、ＱＳＴを測定した。従来の測定方法で良品となる素子とは、従来の測定方法を用いて、右下がりでかつ線形性の高いＭＲ曲線が得られたもので、このような素子をＦタイプと呼ぶ。なお、ＵＰヘッドではＭＲ曲線が右下がりとなるため、良品とは、外部磁界の変動に対して、ＵＰヘッド、ＤＮヘッドに対応してあらかじめ定められた単純増加または単純減少の傾向を示す素子である。従来の測定方法で不良品となる素子は２種類ある。ひとつは、ＭＲ曲線が山形あるいは谷形となるものである。必ずしも明確な山形あるいは谷形である必要はなく、フラットに近い形状で磁界が大きくなっても出力があまり変動しない場合も含む。以下、このような素子をＦＭタイプと呼ぶ。もうひとつは、ＭＲ曲線の勾配が、本来の傾きに対して正負が逆となるもので、以下、ＦＲタイプと呼ぶ。ＤＮヘッドの場合、ＦＲタイプとは右上がりの勾配となるものをいう。以下に述べるように、実際には、本実施例におけるＦＲタイプやＦＭタイプの素子は良品であり、従来技術の測定方法で不良品と判定されたに過ぎない。
【００３５】
試験手順は、
・１回目のＱＳＴ（以下、ＱＳＴ１という。）
・１回目のハードバイアス層の着磁（４７８ｋＡ／ｍ（６ｋＯｅ）、２０ｓｅｃ）（以下、ＨＭＩ１という。）
・２回目のＱＳＴ（以下、ＱＳＴ２という。）
・２回目のハードバイアス層の着磁（４７８ｋＡ／ｍ（６ｋＯｅ）、２０ｓｅｃ）（以下、ＨＭＩ２という。）
・３回目のＱＳＴ（以下、ＱＳＴ３という。）
・４回目のＱＳＴ（以下、ＱＳＴ４という。）
の順とした。ここで、ＱＳＴ１は一次測定結果の再確認、ＱＳＴ２は、ＨＭＩ１の効果の確認、ＱＳＴ３は、ＨＭＩ２の効果の確認のためにおこなった。ＱＳＴ４は、本発明の特徴的なステップである、永久磁石による磁化安定化処理下でのＱＳＴである。
【００３６】
図６には、ＦＭタイプの素子のＭＲ曲線を示す。ここでは、４つの素子(ＦＭ１，ＦＭ２，ＦＭ３，ＦＭ４）について、ＱＳＴ１，ＱＳＴ２，ＱＳＴ３，ＱＳＴ４で得られたＭＲ曲線を示している。各図において、横軸は磁界、縦軸はＭＲ素子の出力電圧を示している。同様に、図７には、ＦＲタイプの素子のＭＲ曲線を示す。ここでは、３つの素子(ＦＲ１，ＦＲ２，ＦＲ３）について、ＱＳＴ１，ＱＳＴ２，ＱＳＴ３，ＱＳＴ４で得られたＭＲ曲線を示している。さらに、図８には、Ｆタイプの素子のＭＲ曲線を示す。ここでは、４つの素子(Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４）について、ＱＳＴ１，ＱＳＴ２，ＱＳＴ３，ＱＳＴ４で得られたＭＲ曲線を示している。縦軸のスケールは図６〜８を通じて各図共通であり、横軸のスケールも各図の中では統一されている。
【００３７】
図６を参照すると、ＱＳＴ１ではいずれも素子もＦＭの傾向を示し、ＱＳＴ２，３では一部でＦの傾向を示すものもあるが、各素子ＦＭ１，ＦＭ２，ＦＭ３，ＦＭ４で結果のばらつきが大きく、全体的にはＱＳＴ３の時点でもＦＭの傾向が残っている。これに対して、ＱＳＴ４では、すべての素子でＦの傾向を示している。図７を参照すると、ＱＳＴ１からＱＳＴ３においては、右下がりの傾向を示す場合もあるが、右上がりの傾向を示す場合のほうが多く、不安定な結果となっている。これに対して、ＱＳＴ４では、すべての素子でＦの傾向を示している。図８を参照すると、各素子Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４はＱＳＴ１の段階からＦの傾向を示している。そして、ＱＳＴ４においても、同様に安定的にＦの傾向を示している。
【００３８】
このように、本発明によって、磁気シールド層の磁化が安定化され、磁気シールド層のフリー層への磁気的な影響が抑制されるため、従来技術では不良品と判定された素子のうち、測定方法に起因する素子は良品と判定される。本実施例ではＱＳＴ４が前述の第１の測定ステップに、ＱＳＴ３が前述の第２の測定ステップに相当するが、ＱＳＴ４をおこなうことによって、ＱＳＴ４で所定のＭＲ曲線が得られた素子を良品であると判定することができる。また、ＱＳＴ３とＱＳＴ４の結果を比較することで、不良の原因が何であるかの追及も容易となる。
【００３９】
図９は、良品と不良品の発生率を示すグラフである。本グラフは、多数の素子について上記実施例と同様の測定をおこない、ＱＳＴの各段階におけるＦＭとＦＲの発生率を示したものである。ＦＲの発生率は、ＱＳＴ３までの段階では、着磁が行われるごとに多少減少する傾向はあるものの、大きな変化はない。これに対して、磁気シールド層の磁化を安定させておこなうＱＳＴ４では、ＦＲの発生率は大きく減少している。また、ＦＭの発生率は、ＦＲの発生率よりは小さいが、ＱＳＴ３までの段階では１０〜２０％程度の発生率が認められた。これに対して、磁気シールド層の磁化を安定させた後のＱＳＴ４では、ＦＭの発生率は０となり、本発明の効果が立証された。
【００４０】
以上説明したように、本発明では、直流磁界を印加することによって、磁気シールド層４の磁化が抑制され、本来の使用状況により近いＱＳＴが可能となる。したがって、ステップ３までをおこなうだけでも本来良品である薄膜磁気ヘッドが不良品と判定される可能性が減り、歩留まり向上が可能となる。特に、本発明は直流磁化の発生を永久磁石という簡易な手段で可能としており、設備コストや信頼性の面でも有利である。
【００４１】
また、磁化安定化処理をおこないながらＱＳＴを測定することによって、不良原因の追究とその対策が容易となる。磁化安定化処理の有無でＱＳＴの結果が異なる場合、その原因はハードバイアス層の着磁不良やシールド層の局部的な磁化状態にあることが考えられるため、ハードバイアス層の再着磁や素子のアニールをおこなえば不良品を良品に転換させることができ、歩留まりの向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】薄膜磁気ヘッドの部分斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向から見た、ＭＲ素子の積層構成を示す側面図である。
【図３】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法を示すフロー図である。
【図４】ＱＳＴをおこなう装置の概念図である。
【図５】磁化安定化処理の効果を説明する概念図である。
【図６】ＦＭタイプの特性を示す素子のＭＲ曲線である。
【図７】ＦＲタイプの特性を示す素子のＭＲ曲線である。
【図８】Ｆタイプの特性を示す素子のＭＲ曲線である。
【図９】良品と不良品の発生率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１  薄膜磁気ヘッド
２  ＭＲ素子
３  上部磁気シールド層
４  下部磁気シールド層
７  フリー層
１２  ハードバイアス層
１８  積層体
２２  センス電流
３１  バー
４１  ヘルムホルツコイル
４３  永久磁石
Ｔ  トラック幅方向
【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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【図９】
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