(57)【要約】【課題】ウエハ段階においてリード素子の特性を的確に試験することを可能とし、とくに加熱下、冷却下におけるリード素子の特性を的確に試験することを可能にする磁気ヘッドの特性試験方法を提供する。【解決手段】完成品と同一の寸法に形成された試験用のリード素子２２と、製品用のリード素子と、前記試験用のリード素子の近傍に配された伝熱部５０とを備えるウエハを被試験体とし、前記被試験体に対し、試験用の磁界を外部から作用させ、前記伝熱部５０に伝熱部材４０を接触させ、伝熱部５０を介して前記試験用のリード素子２２を加熱あるいは冷却することにより、加熱下あるいは冷却下における前記試験用のリード素子２２の電磁変換特性を試験する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
完成品と同一の寸法に形成された試験用のリード素子と、製品用のリード素子と、前記試験用のリード素子の近傍に配された伝熱部とを備えるウエハを被試験体とし、
前記被試験体に対し、試験用の磁界を外部から作用させ、
前記伝熱部に伝熱部材を接触させ、伝熱部を介して前記試験用のリード素子を加熱あるいは冷却することにより、加熱下あるいは冷却下における前記試験用のリード素子の電磁変換特性を試験することを特徴とする磁気ヘッドの特性試験方法。
【請求項２】
前記ウエハにおける露光領域ごとに、前記試験用のリード素子が形成され、これらの試験用のリード素子ごとに前記伝熱部が形成された被試験体を使用することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの特性試験方法。
【請求項３】
完成品と同一の寸法に形成された試験用のリード素子と、製品用のリード素子と、前記試験用のリード素子の近傍に配された伝熱部とを備える被試験体としてのウエハに対して、試験用の磁界を作用させる磁界発生手段と、
前記伝熱部に伝熱部材を接触させ、伝熱部を介して前記試験用のリード素子を加熱あるいは冷却する加熱・冷却手段と、
前記試験用のリード素子の加熱下あるいは冷却下における、電磁変換出力を検知する試験機とを備えることを特徴とする磁気ヘッドの特性試験装置。
【請求項４】
前記加熱・冷却手段は、加熱・冷却用としてペルチェ素子を備えた伝熱部材を有することを特徴とする請求項３記載の磁気ヘッドの特性試験装置。
【請求項５】
完成品と同一の寸法に形成された試験用のリード素子と、
製品用のリード素子と、
前記試験用のリード素子を加熱あるいは冷却する熱伝導用として、前記試験用のリード素子の近傍に設けられた伝熱部とを備えていることを特徴とする磁気ヘッド製造用のウエハ。
【請求項６】
前記試験用のリード素子は、ウエハにおける露光領域ごとに、一または複数個配置され、これらの試験用のリード素子ごとに前記伝熱部が配置されていることを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド製造用のウエハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ヘッドの特性試験方法および試験装置に関し、より詳細にはウエハ段階において磁気ヘッドのリード素子の特性を試験する方法および磁気ヘッドの試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ヘッドの製造工程では、適宜工程において、磁気ヘッドの一構成部分であるリード素子の電磁変換特性を試験している。このように製造工程中においてリード素子の特性を試験するのは、不良品を後工程に進める無駄を排し、検査結果を前工程にフィードバックして、不良品の発生を未然に防止するためである。
【０００３】
リード素子の電磁変換特性を試験する工程としては、ヘッドサスペンションにスライダーを搭載したHGA(ヘッド・ジンバル・アセンブリ）の段階、ウエハからスライダーが一列状に連結されたロウバーを形成した段階で行うことが多い。これらの段階においてリード素子の特性を試験しているのは、ロウバーあるいはスライダーに加工された状態ではじめてリード素子のハイト方向の寸法が決められ、リード素子の特性を的確に評価できるからである。
【０００４】
しかしながら、ロウバーあるいはHGAの段階で試験するということは、製品の完成体に近い状態で試験することになるから、製造段階の早期に試験結果をフィードバックすることができないという問題があった。
このような問題を解決する方法として、ウエハにリード素子を形成した段階でリード素子の特性を評価する方法が検討されている。
【特許文献１】特開平１０−２２２８１８号公報
【特許文献２】特開２００１−１４６２２号公報
【特許文献３】特開平１−２０１８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウエハにリード素子を形成した段階でリード素子の電磁変換特性を試験する際に問題となるのが、リード素子のハイト方向の寸法出しが行われていないウエハ段階ではリード素子の特性が的確に評価できない可能性があるという点である。このため、ウエハにリード素子を形成する際に、最終製品と同一のハイト寸法に形成した評価用のリード素子を形成し、この評価用のリード素子を利用してリード素子の特性を評価することが考えられる。
【０００６】
また、リード素子の特性の試験としては、加熱条件下あるいは冷却条件下においてリード素子の特性がどのように変化するかを試験する必要がある。また、加熱下におけるリード素子の耐久性について試験する必要もある。このような加熱下あるいは冷却下においてリード素子を試験する場合、従来は恒温槽に被試験体を配置して試験している。したがって、ウエハ段階で加熱試験、冷却試験を行うと、評価用に形成したリード素子以外の製品用のリード素子についても、加熱あるいはヒートサイクルが印加され、リード素子の特性が劣化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、ウエハ段階においてリード素子の特性を的確に試験することを可能とし、とくに加熱下、冷却下におけるリード素子の特性を的確に試験することを可能にする磁気ヘッドの特性試験方法および磁気ヘッドの特性試験装置ならびにこの試験に使用する磁気ヘッド製造用のウエハ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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、ウエハ段階において磁気ヘッドの特性を試験する試験方法において、完成品と同一の寸法に形成された試験用のリード素子と、製品用のリード素子と、前記試験用のリード素子の近傍に配された伝熱部とを備えるウエハを被試験体とし、前記被試験体に対し、試験用の磁界を外部から作用させ、前記伝熱部に伝熱部材を接触させ、伝熱部を介して前記試験用のリード素子を加熱あるいは冷却することにより、加熱下あるいは冷却下における前記試験用のリード素子の電磁変換特性を試験することを特徴とする。
前記被試験体として、前記ウエハにおける露光領域ごとに、前記試験用のリード素子が形成され、これらの試験用のリード素子ごとに前記伝熱部が形成された被試験体を使用することによってウエハ全体としてのリード素子の特性のばらつき、成膜条件のばらつき等を検知することができる。
【０００９】
また、磁気ヘッドのリード素子の特性を試験する特性試験装置として、完成品と同一の寸法に形成された試験用のリード素子と、製品用のリード素子と、前記試験用のリード素子の近傍に配された伝熱部とを備える被試験体としてのウエハに対して、試験用の磁界を作用させる磁界発生手段と、前記伝熱部に伝熱部材を接触させ、伝熱部を介して前記試験用のリード素子を加熱あるいは冷却する加熱・冷却手段と、前記試験用のリード素子の加熱下あるいは冷却下における、電磁変換出力を検知する試験機とを備えることを特徴とする。この特性試験装置によれば、ウエハに形成された試験用のリード素子を効果的に加熱あるいは冷却してリード素子の電磁変換特性を試験することができる。
また、前記加熱・冷却手段は、加熱・冷却用としてペルチェ素子を備えた伝熱部材を有することによって、微小なリード素子に対しても加熱または冷却下での特性を的確に試験することができる。
【００１０】
また、磁気ヘッド製造用のウエハとして、完成品と同一の寸法に形成された試験用のリード素子と、製品用のリード素子と、前記試験用のリード素子を加熱あるいは冷却する熱伝導用として、前記試験用のリード素子の近傍に設けられた伝熱部とを備えていることを特徴とする。この磁気ヘッド製造用のウエハによれば、試験用のリード素子を効果的に加熱あるいは冷却した状態でその特性を試験することが可能となる。
また、前記試験用のリード素子は、ウエハにおける露光領域ごとに、一または複数個配置され、これらの試験用のリード素子ごとに前記伝熱部が配置されていることにより、ウエハ内におけるリード素子の特性のばらつき、成膜条件等の製造上のばらつきを的確に検査することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る磁気ヘッドの特性試験方法によれば、ウエハ段階において完成品と同一寸法に形成した試験用のリード素子についてその電磁変換特性を試験することによって、ウエハ段階における不良等の問題を検査することができる。とくに、伝熱部を利用して試験用のリード素子の加熱あるいは冷却状態における特性を試験することにより、より正確にリード素子の特性を試験することができ、ウエハ段階の問題を検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る磁気ヘッドの特性を試験する方法について、添付図面とともに詳細に説明する。
（磁気ヘッド製造用のウエハ）
図１は、アルチック（Al2O3-TiC)からなるウエハ基板上に形成したリード素子を、ABS面（浮上面）に垂直な断面方向から見た状態を示す。
図１（ａ）は、ウエハ基板１０に形成した試験用のリード素子の構成を示し、図１（ｂ）は製品用のリード素子の構成を示す。試験用のリード素子とは、ウエハ段階においてリード素子の電磁変換特性を試験するために形成するリード素子のことである。
【００１３】
図１（ａ）は、ウエハ基板１０上に下部シールド層２１とリード素子２２と上部シールド層２３とを積層して形成した試験用のリードヘッド２０を示す。
図１（ｂ）は、ウエハ基板１０上に、下部シールド層２１ａとリード素子２２ａと上部シールド層２３ａとを積層して形成した製品用のリードヘッド２０ａを示す。下部シールド層２１、２１ａと、リード素子２２、２２ａと、上部シールド層２３、２３ａの各層間はアルミナ等の絶縁材２４によって充填されている。
【００１４】
下部シールド層２１、２１ａと上部シールド層２３、２３ａは、NiFe等の軟磁性材からなる。リード素子２２、２２ａは、ピン層およびフリー層を備え、磁性層および非磁性層等の積層構造からなる。これらシールド層およびリード素子は、一般的な構造を備えるものであり、その構造が限定されるものではない。
【００１５】
試験用のリード素子２２を備えたリードヘッド２０と、製品用のリード素子２２ａを備えたリードヘッド２０ａとにおいて相違する構造は、試験用のリードヘッド２０については、下部シールド層２１、リード素子２２、上部素子２３が完成品の寸法と同一に形成されているという点である。
図１（ａ）において、リード素子２２のハイト寸法をＡ，下部シールド層２１と上部シールド層２３のハイト方向の寸法をＢによって示す。完成品では、リード素子２２の端面と、下部シールド層２１および上部シールド層２３の端面はABS面に臨んで配置されるから、これらの端面位置は略一直線上に位置する。
【００１６】
図１（ｂ）に、リード素子２２のハイト寸法Ａと、下部シールド層２１と上部シールド層２３のハイト方向の寸法Ｂを対比して示している。図１（ｂ）からわかるように、製品用のリードヘッド２０ａについては、ウエハ段階では、下部シールド層２１ａ、リード素子２２ａ、上部シールド層２３ａともに、ABS面を超えて端部が延出するように形成される。これらの下部シールド層２１ａ、リード素子２２ａ、上部シールド層２３ａは、ウエハからロウバーを切り出しした後、ロウバーを研削加工し、ハイト方向の寸法出しをすることによって製品寸法となる。
【００１７】
本発明に係る磁気ヘッドの特性試験方法では、一つのウエハ基板１０に試験用のリードヘッド２０と製品用のリードヘッド２０ａを作り込むことになる。試験用のリードヘッド２０と製品用のリードヘッド２０ａは、従来のリードヘッドの製造工程を適用して形成することができる。すなわち、ウエハ基板１０には、単位となるスライダーの配置にしたがって、縦横に整列してリードヘッドが形成される。このリードヘッドの製造工程では、下部シールド層、リード素子、上部シールド層をパターニングして成膜するから、このパターニング工程の際に試験用のリードヘッド２０と製品用のリードヘッド２０ａとをそれぞれの平面パターンにしたがって形成すればよい。
【００１８】
試験用のリード素子を形成する方法は、パターニングによって形成する方法に限られるものではない。たとえば、ウエハ基板１０にリード素子を形成する際には通常の製造工程によってリード素子を形成し、リードヘッドを形成した後、イオンミリング等により、完成品のリードヘッドの寸法にトリミングして試験用のリードヘッド２０とすることも可能である。
【００１９】
ウエハ基板１０に形成する試験用のリードヘッド２０は、ウエハ基板１０上の適宜位置に配置する。図２に、ウエハ基板１０に設ける試験用のリードヘッド２０の配置例を示す。図２に示す各々の矩形領域は、ウエハ基板１０に対する一回の露光領域Ｃを示す。本実施形態では、この露光領域Ｃごとに、露光領域Ｃの対角位置のコーナー部に一つずつ試験用のリードヘッド２０を配置している。
【００２０】
リード素子を形成する工程では、所定パターンに磁性層を成膜したり、エッチングしたりする工程があり、これらの工程の操作においてはウエハ基板１０上に形成される露光領域ごとにその特性がばらつく可能性がある。また、ウエハ基板１０の表面に磁性層を成膜したりする場合に、ウエハ基板１０内の位置によって膜厚がばらつくといったことがあり得る。ウエハ基板１０の平面領域を複数の領域に区分し、各々の領域に試験用のリードヘッド２０を配置する方法によれば、ウエハ基板１０の平面領域内におけるリード素子の特性のばらつきを的確に評価することができる。
【００２１】
（磁気ヘッドの特性試験方法）
図３は、試験用のリードヘッド２０と製品用のリードヘッド２０ａを形成した被試験体としてのウエハ１０ａについてリード素子の特性を評価する概略方法を示す。
リード素子の特性試験は、磁界発生用の一対の電磁石３０ａ、３０ｂを対向配置した中間位置に被試験体としてのウエハ１０ａを配置し、加熱あるいは冷却用の伝熱部材４０をウエハ１０ａに接触させながら、ウエハ１０ａに磁界を作用させて行う。
【００２２】
本実施形態においては、電磁石３０ａ、３０ｂが、被試験体に磁界を作用させる磁界発生手段に相当する。この磁界発生手段は、磁界の向きおよび大きさを適宜制御することが可能である。試験用のリード素子の加熱・冷却手段として、ウエハ１０ａに接触して試験用のリード素子を加熱あるいは冷却する伝熱部材４０が設けられている。また、被試験体に磁界を作用させたときの試験用のリード素子の出力を検知する試験機４４が設けられている。
【００２３】
加熱・冷却手段としての伝熱部材４０は、加熱用としてヒータを内蔵した構造、あるいは熱源からの熱伝導によってリード素子を加熱する構造とすることができる。加熱・冷却用の伝熱部材４０としては、ペルチェ素子が使用できる。図３は、伝熱部材４０としてペルチェ素子を利用する場合で、放熱用にヒートシンク４１を設けた例を示す。
【００２４】
本実施形態において、伝熱部材４０をウエハ１０ａに接触させて試験用のリード素子の特性を試験するのは、試験用のリード素子を効果的に加熱あるいは冷却して、加熱下あるいは冷却下でのリード素子の特性を的確に試験できるようにするためである。
伝熱部材４０を使用してリード素子を効率的に加熱あるいは冷却できるように、本実施形態においては、ウエハ基板１０に形成する試験用のリードヘッド２０の近傍に、熱伝導性の良好な材料からなる伝熱部５０を設けた構造としている。
【００２５】
図４（ａ）に、試験用のリードヘッド２０を形成した近傍部分を拡大して示す。伝熱部５０は、銅等の絶縁材にくらべて熱伝導性の良好な金属によって形成する  。伝熱部５０は、ウエハ基板１０の表面にめっき法あるいはスパッタリング法によって成膜して形成することができる。試験用のリードヘッド２０はウエハ基板１０の所定位置に形成するから、これらの試験用のリードヘッド２０を配置する位置の近傍に伝熱部５０を配置する。伝熱部５０からリードヘッド２０へ効果的に熱伝導させるため、伝熱部５０はできるだけリードヘッド２０に近接して配置する。ただし、伝熱部５０が導電材である場合はリード素子２２と伝熱部５０が接触して電気的に短絡しないように、リードヘッド２０と伝熱部５０とを離間させて配置する。
【００２６】
伝熱部５０はリード素子２２を効率的に加熱あるいは冷却することを目的として設けるものであり、その形状はとくに限定されるものではない。試験用のリード素子２２は試験のみを目的とし、製品として使用するものではないから、伝熱部５０の配置位置や形状等は任意に設定してかまわない。
本実施形態では、伝熱部５０の表面に耐蝕性を考慮して金層等の保護層５２を設けている。保護層５２は高温に加熱するヒートサイクル試験を行ったりした場合に、伝熱部５０が腐蝕したりすることを防止するために設ける。リード素子２２の特性を試験する場合は、個々のリード素子２２に伝熱部材４０を接触させて順次試験を行う。試験中に、伝熱部５０が腐蝕したりすると、伝熱部材４０を伝熱部５０に確実に接触させることができず、伝熱部材４０から伝熱部５０への熱伝導が的確になされなくなる。保護層５２を設けることにより、伝熱部材４０と伝熱部５０との熱的なコンタクトが確実になされ、リード素子２２の加熱下あるいは冷却下での特性の試験を確実に行うことができる。
【００２７】
図４（ｂ）は、伝熱部材４０を伝熱部５０に接触（当接）させてリード素子２２の特性を試験している状態を拡大して示す。
伝熱部材４０は、伝熱部５０に当接する当接面が平坦面に形成され、当接面によって伝熱部５０の表面領域の全体を覆う大きさに形成される。伝熱部材４０を伝熱部５０に当接させた状態で、伝熱部材４０の当接面が伝熱部５０の表面を被覆する保護層５２に面的に接触し、伝熱部材４０から伝熱部５０に効果的に熱伝導される。
【００２８】
試験用のリード素子２２には通電用の端子が接続されている。この端子に特性試験用の端子２５を設け、端子２５に試験機４４のプローブ４２を接触させる。ウエハ１０ａに磁界を作用させながら、リード素子２２の出力を試験機４４により検出することによってリード素子２２の電磁変換特性を試験する。
本実施形態ではウエハ１０ａに設定される露光領域ごとに試験用のリード素子２２を配置しているから、これらのリード素子２２のそれぞれについて特性を試験することにより、ウエハ１０ａ内における特性のばらつき、良否を試験することができる。
【００２９】
本実施形態では、試験用のリード素子２２の近傍に熱伝導性の良好な伝熱部５０を設け、伝熱部５０を介してリード素子２２を加熱あるいは冷却することによって、きわめて効率的にリード素子２２を加熱あるいは冷却してその特性を試験することができる。従来の恒温槽を利用するような場合は、ウエハ全体を加熱あるいは冷却することになるから、個々のリード素子について局所的に加熱あるいは冷却するといったことができず、個々のリード素子等についてみると必ずしも効果的な加熱あるいは冷却がなされているとは言い難い。これに対して、本実施形態では、試験用のリード素子２２について集中的に加熱あるいは冷却することが可能であり、加熱あるいは冷却条件下におけるリード素子２２の特性を的確に試験することができるという利点がある。
【００３０】
また、試験用のリード素子２２について局所的に加熱あるいは冷却するということは、いいかえれば、試験用のリード素子２２以外の製品用のリード素子２２ａについては熱的な影響を及ぼさずに試験できるということである。すなわち、製品用のリード素子２２ａに悪影響を及ぼすことなく試験できるという利点がある。
【００３１】
伝熱部材４０を用いてリード素子２２を加熱あるいは冷却して特性を試験する方法としては、リード素子２２を単に加熱あるいは冷却して試験する方法の他に、リード素子２２に加熱と冷却のヒートサイクルを印加して試験することもできる。また、リード素子２２を高温に加熱して加速加熱試験を行うこともできる。いずれも場合も、試験用のリード素子２２について加熱あるいは冷却することにより、製品用のリードヘッド２０ａが過熱されたりすることを防止することができる。
なお、リード素子２２の加熱温度、冷却温度は適宜設定することができる。加熱温度としては、たとえば１５０℃、冷却温度としては、−１５℃といった温度設定である。
【００３２】
図４（ｃ）は、プローブ４２を試験用の端子２５に接触させて試験するかわりに、試験用の端子２５と試験用の基板４３との間をワイヤボンディングによって接続して試験する例を示す。ヒートサイクル試験を行う場合や、高温での加熱加速試験を行うような場合に、プローブ４２を用いる試験では、試験用の端子２５と試験機との電気的接続の信頼性が十分でない場合がある。このような場合には、試験用の基板４３と端子２５とをワイヤボンディング接続することにより、被試験体と試験機との電気的接続が確保され、より信頼性の高い試験が可能となる。
【００３３】
本実施形態におけるリード素子の特性試験方法は、ウエハ基板１０にリード素子２２、２２ａを形成した段階で行うものである。試験用のリード素子２２を完成品の形態（寸法）として試験することによって、ウエハ段階において製品用のリード素子の特性を的確に類推することが可能となる。ウエハ段階でリード素子の特性のばらつき、特性の良否を判断することにより、製造段階が後工程に進む前に、試験結果を迅速に前工程にフィードバックすることができる。
【００３４】
スライダー加工後にリード素子の特性を試験してフィードバックするといった後工程での試験結果は、ウエハ段階やスライダー加工等の問題が混在したものとなる。したがって、ウエハ段階で生じた不具合を抽出してフィードバックすることが困難である。これに対して、本実施形態の方法によれば、ウエハにリード素子を形成した段階で試験することによって、その試験結果がウエハ段階の製造工程における問題としてフィードバックすることができるという利点がある。
また、本実施形態においては、加熱下および冷却下におけるリード素子２２の特性を容易に評価できるという利点もある。
【００３５】
なお、上記実施形態は、ウエハ基板１０にリード素子を形成した段階でリード素子の特性を試験しているが、ウエハ基板１０にリード素子とライト素子とを形成した段階でリード素子の特性を試験することも可能である。この場合もウエハ１０ａに伝熱部５０を設けることにより、リード素子２２を集中的に加熱あるいは冷却して試験することができる。ライト素子はリード素子の上層に磁性層や絶縁層を積層して形成するから、ライト素子を形成した後にリード素子の特性を試験する場合は、ウエハ１０ａの表面に伝熱部５０の表面が露出するようにする。
また、ライト素子をリード素子の下層に形成する形態の場合は、リード素子を形成する工程で、ウエハ１０ａの表面に伝熱部５０の表面が露出するように形成する。
【００３６】
また、上記実施形態では、試験用のリード素子については、磁気ヘッドの完成品における寸法にあらかじめ形成してその特性を試験した。製品用のリード素子の形態であっても一定程度、リード素子の特性が評価できる場合には、試験用のリード素子を完成品のリード素子の寸法に形成することなく試験することも可能である。この場合も、試験用のリード素子の近傍に伝熱部５０を配して、試験用のリード素子について局所的に加熱あるいは冷却できるようにするとよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】試験用のリード素子と製品用のリード素子の構成を示す断面図である。
【図２】ウエハ内における試験用のリード素子の配置例を示す説明図である。
【図３】リード素子の特性を試験する試験装置の概略構成を示す説明図である。
【図４】ウエハに伝熱部を形成した構成、伝熱部に伝熱部材を接触させてリード素子の特性を試験する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ウエハ基板
１０ａ  ウエハ
２０、２０ａ  リードヘッド
２１、２１ａ  下部シールド層
２２、２２ａ  リード素子
２３、２３ａ  上部シールド層
２４  絶縁材
２５  端子
３０ａ、３０ｂ  電磁石
４０  伝熱部材
４２  プローブ
４３  基板
４４  試験機
５０  伝熱部
５２  保護層
【図１】
2009230829.tif 000003
【図２】
2009230829.tif 000004
【図３】
2009230829.tif 000005
【図４】
2009230829.tif 000006