JP2008010023A - Manufacturing method of thin film magnetic head - Google Patents
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Abstract
【課題】磁気ディスク装置の高記録密度化に対応してヘッド素子のサイズが狭小化している。素子寸法の微細化に伴い研磨加工が磁気抵抗効果素子に与える加工ダメージを如何に小さくするかが極めて重要な課題となっている。
【解決手段】ワーク保持治具63に磁界発生機構632を装着し、ローバー50を接着材により磁界発生機構632に貼り付けて、GMR素子12のピンド層24の磁気モーメントを補強する。磁界発生機構632の磁界発生方向は、ピンド層24の磁化方向26bと一致している。次にローバー50の、後で浮上面となる面を、表面が所定の形状の研磨定盤64に所定の力で押しつけ、研磨定盤64を回転させると同時に、ワーク保持治具63を揺動機構部61により定盤の半径方向に揺動させ、所定の加工量を研磨して除去する。
【選択図】図1The size of a head element is reduced in response to an increase in recording density of a magnetic disk device. Along with the miniaturization of the element size, how to reduce the processing damage caused by the polishing process on the magnetoresistive element is a very important issue.
A magnetic field generating mechanism 632 is mounted on a work holding jig 63, and a row bar 50 is attached to the magnetic field generating mechanism 632 with an adhesive to reinforce the magnetic moment of the pinned layer 24 of the GMR element 12. The magnetic field generation direction of the magnetic field generation mechanism 632 coincides with the magnetization direction 26 b of the pinned layer 24. Next, the surface of the row bar 50 that will later become the air bearing surface is pressed against the polishing surface plate 64 having a predetermined shape with a predetermined force, and the polishing surface plate 64 is rotated and simultaneously the workpiece holding jig 63 is swung. The mechanism 61 is swung in the radial direction of the surface plate to polish and remove a predetermined processing amount.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は磁気ディスク装置に搭載される薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a thin film magnetic head mounted on a magnetic disk device.
近年、コンピュータの外部記録装置として用いられている磁気ディスク装置は大容量化が進み、その記録密度は年々高まっている。磁気ディスク装置は、大別すると磁気ディスクと磁気ヘッド(薄膜磁気ヘッド)から構成されている。また、薄膜磁気ヘッドは、記録用素子としての誘導型磁気変換素子(インダクティブ型素子)と、再生用素子としての磁気抵抗効果(Magnetoresistive:MR)素子とで構成されている。磁気抵抗効果素子としてはGMR(Giant Magnetoresistive)素子が一般的であるが、TMR素子の実用化も進められている。
薄膜磁気ヘッドは、一般的に、以下のような製造方法で作製される。まず、セラミックのウエハ上に薄膜成膜技術とリソグラフィ技術により、磁気抵抗効果素子(GMR素子)とインダクティブ型素子を積層して複数のヘッド素子を形成する。その後、ウエハを一列ずつ切り出し、複数のヘッド素子が連結した状態のブロック(ローバー)とする。このローバーの、後で浮上面となる面を、GMR素子の高さを規制すると同時に平滑に研磨加工する。その後、研磨加工した面に、浮上レールをドライエッチングにより形成する。この後、ローバーをヘッド素子毎に切断して、各薄膜磁気ヘッドに分割する。このような薄膜磁気ヘッドの製造方法は、特許文献1に記載されている。
In recent years, the capacity of a magnetic disk device used as an external recording device of a computer has been increased, and its recording density has been increasing year by year. The magnetic disk device is roughly composed of a magnetic disk and a magnetic head (thin film magnetic head). The thin film magnetic head includes an inductive magnetic transducer (inductive element) as a recording element and a magnetoresistive (MR) element as a reproducing element. As a magnetoresistive effect element, a GMR (Giant Magnetoresistive) element is generally used, but a TMR element is being put into practical use.
A thin film magnetic head is generally manufactured by the following manufacturing method. First, a magnetoresistive effect element (GMR element) and an inductive element are stacked on a ceramic wafer by a thin film deposition technique and a lithography technique to form a plurality of head elements. Thereafter, the wafers are cut out one by one to form a block (row bar) in which a plurality of head elements are connected. The surface of this row bar that will later become the air bearing surface is polished smoothly while regulating the height of the GMR element. Thereafter, a floating rail is formed on the polished surface by dry etching. Thereafter, the row bar is cut for each head element and divided into thin film magnetic heads. A method of manufacturing such a thin film magnetic head is described in
上記研磨加工において、ELG(エレクトロラッピングガイド)センサの出力に基づいてGMR素子高さの制御を行うのが一般的である。特許文献2には、ELGセンサの抵抗自体が周囲の磁界により変動して正確な研磨量を把握できず、正しい素子高さ制御を行えない場合があるので、ELGセンサに使われているGMR膜のフリー層の磁化方向とピンド層の磁化方向とがほぼ平行になるように、ピンド層がピン止めされている方向に直流バイアス磁界を印加しながら研磨する方法が開示されている。
In the polishing process, the GMR element height is generally controlled based on the output of an ELG (electro lapping guide) sensor. In
高記録密度化を実現するには、記録用素子及び磁気抵抗効果素子の素子サイズを狭小化し、磁気ディスク上の1ビットの大きさを小さくする必要がある。そのため、高記録密度化に対応して、素子サイズは年々小さくなっており、特にGMR素子等の磁気抵抗効果素子の素子サイズは、サブミクロンオーダとなっている。ところが、素子サイズの狭小化にともない、GMR素子の反強磁性層の体積が減少すると、反強磁性層がピンド層の磁化方向の向きを決める交換結合力も減少する。したがって、磁化方向を決めているピンド層との交換結合が弱くなることにより、ピンド層の磁化方向が不安定になり、これに起因する不具合が深刻な課題になりつつある。 In order to realize a high recording density, it is necessary to reduce the element size of the recording element and the magnetoresistive effect element and to reduce the size of one bit on the magnetic disk. Therefore, the element size has been reduced year by year in response to the increase in recording density, and in particular, the element size of magnetoresistive effect elements such as GMR elements is on the order of submicrons. However, when the volume of the antiferromagnetic layer of the GMR element is reduced as the element size is reduced, the exchange coupling force that determines the direction of the magnetization direction of the pinned layer is also reduced. Therefore, since the exchange coupling with the pinned layer that determines the magnetization direction becomes weak, the magnetization direction of the pinned layer becomes unstable, and problems caused by this become a serious problem.
特に、素子サイズの狭小化に伴い、素子高さも微小になり、上記で説明したごとく、素子高さは研磨加工で寸法を制御して仕上げているので、ピンド層あるいは反強磁性層が、研磨加工による応力を受け、その応力により磁化方向が局部的若しくは全体的に歪曲して磁気的特性にダメージを受けると、ピンド層の磁化方向が不安定になり、GMR素子の特性を劣化させる。 In particular, as the element size becomes narrower, the element height also becomes minute. As explained above, the element height is finished by controlling the dimensions by polishing, so that the pinned layer or antiferromagnetic layer is polished. When the stress due to processing is received and the magnetization direction is locally or totally distorted by the stress and the magnetic characteristics are damaged, the magnetization direction of the pinned layer becomes unstable and the characteristics of the GMR element are deteriorated.
従って、上記従来技術では考慮されていないが、素子寸法の微細化に伴い研磨加工がGMR素子に与える加工ダメージを如何に小さくするかが極めて重要な課題となっている。
本発明の目的は、磁気抵抗効果素子のピンド層の磁気特性が不安定になりえる素子サイズであっても、出力特性が安定な薄膜磁気ヘッドを製造する方法を提供することである。
Therefore, although not taken into consideration in the above-described prior art, it is an extremely important issue how to reduce the processing damage that the polishing process gives to the GMR element as the element size is reduced.
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film magnetic head having stable output characteristics even when the element size of the pinned layer of the magnetoresistive effect element can be unstable.
上記目的を達成するための本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
ウエハ上に少なくともフリー層とピンド層とを有する磁気抵抗効果素子を複数個形成するステップと、
前記ウエハから、複数の磁気抵抗効果素子が連結した状態のローバーを切り出すステップと、
前記磁気抵抗効果素子のピンド層の磁化方向と同じ方向に、当該ピンド層の保磁力以上の外部磁界を印加しながら、前記ローバーの後で浮上面となる面を研磨するステップと、
前記研磨後の面に、浮上レールを形成するステップと、
前記ローバーを前記磁気抵抗効果素子毎に切断するステップと、
を含むことを特徴とする。
前記ピンド層に印加する外部磁界の強度は、約130kA/m以上であることが望ましい。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film magnetic head of the present invention includes:
Forming a plurality of magnetoresistive elements having at least a free layer and a pinned layer on the wafer;
Cutting out a row bar in a state where a plurality of magnetoresistive elements are connected from the wafer;
Polishing the surface that becomes the air bearing surface after the row bar while applying an external magnetic field equal to or greater than the coercive force of the pinned layer in the same direction as the magnetization direction of the pinned layer of the magnetoresistive element;
Forming a floating rail on the polished surface;
Cutting the row bar for each magnetoresistive element;
It is characterized by including.
The intensity of the external magnetic field applied to the pinned layer is preferably about 130 kA / m or more.
本発明によれば、磁気抵抗効果素子のピンド層の磁気特性が不安定になりえる素子サイズであっても、出力特性が安定な薄膜磁気ヘッドを製造することができる。 According to the present invention, a thin film magnetic head having stable output characteristics can be manufactured even if the element size is such that the magnetic characteristics of the pinned layer of the magnetoresistive effect element can be unstable.
本発明の実施例による薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する前に、磁気ディスク装置の基本構成及び薄膜磁気ヘッドの基本構造を説明する。図2は、磁気ディスク装置の基本構成を説明する図であって、薄膜磁気ヘッドが磁気ディスクの磁界を読み取る工程の概略を示している図である。薄膜磁気ヘッド10は、基材(スライダ)11と、スライダ11の後端面に形成された磁気抵抗効果素子(GMR素子)12とを有し、回転する磁気ディスク13の上を浮上している。磁気ディスク13は記録単位が1ビット14で表される磁気情報を保持しており、磁気情報からの漏れ磁界15をGMR素子12が感知して信号として読み取る。GMR素子12の素子高さ16が漏れ磁界15を感知する感度に大きく影響する。薄膜磁気ヘッド10の浮上面A-Bは保護膜17で覆われている。なお、上記薄膜磁気ヘッド10は、GMR素子12を内蔵する再生ヘッドの例であるが、GMR素子12の上部にインダクティブ型素子が積層された複合ヘッドであっても良い。
Before describing a method of manufacturing a thin film magnetic head according to an embodiment of the present invention, a basic configuration of a magnetic disk device and a basic structure of a thin film magnetic head will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the basic configuration of the magnetic disk device, and is a diagram illustrating an outline of a process in which the thin film magnetic head reads the magnetic field of the magnetic disk. The thin film
薄膜磁気ヘッド10に内蔵されているGMR素子12の層構成の概略を図3に示す。図3に示す層構成は、矢印27の方向からみた場合とGMR素子12の位置関係が一致する。また、図2に示す薄膜磁気ヘッド10の、磁気ディスク13と対抗する面A-Bは、図3で示す面A-Bと一致している。GMR素子12は、強磁性層(フリー層)22、導電層23、強磁性層(ピンド層)24、反強磁性層25を有し、フリー層22の両脇にはハードバイアス層21が設けられ、ハードバイアス層21の上部には図示しない電極層が設けられている。フリー層22の磁化方向26dは、ハードバイアス層21の磁化方向26cと同じ向きで、磁気ディスク13からの漏れ磁界15と直行する向きで安定化されている。フリー層22の磁化方向26dは、フリー層22が漏れ磁界15を感知すると、漏れ磁界15の向きに従い回転する。
An outline of the layer structure of the
一方、ピンド層24の磁化方向26bは、反強磁性層25との界面で生じる交換結合により反強磁性層25の磁化方向26aと同じ向きに固定されている。したがって、ピンド層24の磁化方向26bは、磁気ディスクからの漏れ磁界15によっては変化しない。なお、磁化方向26a及び26bは漏れ磁界15の向きと平行であればよい。すなわち、図3中の磁化方向26a及び26bの方向は一例であって、共に逆方向でもかまわない。正常なGMR素子12においては、フリー層22が漏れ磁界15を感知して回転し、ピンド層24の磁化方向26bとフリー層22の磁化方向26dとのなす角度が変化する。この角度の変化でGMR素子12の抵抗が変化する特性を利用し、磁気ディスク上の情報を信号として読み取ることができる。
On the other hand, the
図4は、本発明の実施例による薄膜磁気ヘッドの製造方法を概略的に示すフローチャートである。工程41では、アルチック材(Al2O3-TiC)等からなるセラミックのウエハ上にスパッタリング等の薄膜成膜技術とリソグラフィ技術を用いて、図3に示すような、フリー層22、導電層23、ピンド層24、反強磁性層25を積層し、フリー層22の両脇にハードバイアス層21及び図示しない電極層を積層して複数のヘッド素子を形成する。なお、上記の積層順は逆でも良く、反強磁性層25、ピンド層24、導電層23、フリー層22の順に積層しても良い。前者はTop Spin Valveタイプと呼ばれ、後者はBottom Spin Valveタイプと呼ばれる。
FIG. 4 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a thin film magnetic head according to an embodiment of the present invention. In
その後、基板切断工程42において、研削砥石やワイヤソ−等の切断技術によって、ウエハから複数のヘッド素子が連結した状態のローバーと称すブロックを切り出す。本実施例では、図5に示すように、ローバー50は、約50個のヘッド素子が連結したものであり、長さLは約2インチで、厚さtは約0.3mmである。但し、このブロックサイズは上記の例に限定されるものではない。
Thereafter, in a
次に工程43において、上記ローバー50を研磨治具にワックス等により固定した後に、後で浮上面(図2中、A-B面)となる面を研磨定盤に押し付け研磨液を滴下しながら粗研磨加工する。
Next, in
次に最終浮上面研磨工程44において、ローバー50の各ヘッド素子の浮上面となる部分の最終仕上げ研磨を行う。この最終仕上げ研磨は、ローバー50の各ヘッド素子の浮上面となる面(以下、浮上面)を所定の形状に高精度に仕上げるとともに、浮上面の表面粗さを所定の値に仕上げる工程である。なお、最終浮上面研磨工程44については、後で詳述する。
Next, in the final air bearing surface polishing step 44, final finishing polishing is performed on the portion of the
最終浮上面研磨工程44が終了した後に、工程45において浮上面に浅溝レール18と深溝19(図6参照)をイオンミリングやRIE等のドライ加工により形成する。具体的には、ローバー50をレール形成用の治具に熱可塑性の接着テープを用いて固定し、浮上面の表面にレジストを塗布し、露光・現像したのちに、レール以外の部分を上記ドライ加工により除去する。その後、浮上面上に残ったレジストを剥離する。上記レジスト塗布からレジスト剥離までのプロセスを2回繰り返すことにより、図6に示すような2段形状の浮上レール20、浅溝レール18を有する浮上面を形成することができる。
After the final air bearing surface polishing step 44 is finished, in
最後に、工程46において、ローバー50を切断位置でダイシングやワイヤーで切断して分割し、図6に示す個々の薄膜磁気ヘッド10を完成させる。
Finally, in
上記、最終浮上面研磨工程44は、GMR素子12の素子高さ16(図2参照)が仕様値に近い状態で研磨するため、反強磁性層25とピンド層24の交換結合が弱くなり、ピンド層24の磁化方向26bが不安定になる可能性が高い工程である。図7に研磨によるピンダメージの様子を示す。図7(a)は研磨前の反強磁性層25とピンド層24の各結晶内の磁気モーメントの方向112,111と、層全体の平均磁気モーメントの方向26a,26bを示す。図7(b)は、反強磁性層25とピンド層24の研磨定盤に近い領域114の研磨ダメージによって、粒径の小さい結晶の磁気モーメントの方向が変化し、層全体の平均磁気モーメント26A,26Bが小さくなった様子を示している。
In the final air bearing surface polishing step 44, polishing is performed in a state where the element height 16 (see FIG. 2) of the
図8にピンド層24の磁化方向26bの分布が変化する例を示す。図8(a)は研磨前の磁化方向の分布121に対して、研磨後の磁化方向の分布122が、スピン角度の中心は変わらず、強度が小さくなった場合であり、前記図7(b)に対応する。この場合は、磁化方向の総和の向きに変化は見られないが、強度が小さくなっているので外乱因子に弱く、再生出力にノイズが発生しやすくなる。図8(b)は、研磨後の磁化方向の分布123が、スピン角度の中心、強度とも変化した場合である。この場合は、磁化方向の総和の向きが変化するので、再生出力波形の対称性が悪くなる。図8(c)は、研磨後の磁化方向の分布124が、スピン角度の中心が180度回転した場合である。この場合は、磁化方向の総和の向きが反転しているので、再生出力も反転する。
FIG. 8 shows an example in which the distribution of the
図9にピンド層24の磁化方向26bの総和の向きが反転した場合の出力特性を示す。正常なGMR素子の再生出力が出力特性31を示す場合、反強磁性層25とピンド層24の交換結合強度が弱くなって、ピンド層24の磁化方向26bが180度回転すると、再生出力が出力特性32のごとく反転してしまう。このため、最終浮上面研磨工程44においては、以下に説明するように、ピンド層24の磁化方向26bの不安定化を阻止することが磁気ヘッド特性の信頼性向上に有効となる。
FIG. 9 shows output characteristics when the direction of the sum of the
図10(a)、(b)に、上記製造方法の最終浮上面研磨工程44において使用される研磨装置の構成を概略的に示す。図中、61は揺動機構部、62は研磨液、63はワーク保持治具、64は研磨用定盤、631は研磨装置の揺動機構取り付け部、632は磁界発生機構である。本実施例での最終仕上げ研磨は、キスラップ若しくはタッチラップと呼ばれる研磨方法で、予め研磨定盤上に平均粒径が100nm程度の研磨砥粒を固定化させて研磨を行う方法である。従って、研磨中滴下する研磨液62は潤滑油のみであり研磨砥粒は存在しない。ワーク保持治具63は揺動機構取り付け部631とローバー50の間に、ローバー50に磁界を印加できる磁界発生機構632を具備している。本実施例においては、磁界発生機構632として永久磁石を使用している。
10A and 10B schematically show the configuration of a polishing apparatus used in the final air bearing surface polishing step 44 of the above manufacturing method. In the figure, 61 is a swing mechanism, 62 is a polishing liquid, 63 is a work holding jig, 64 is a polishing surface plate, 631 is a swing mechanism mounting portion of the polishing apparatus, and 632 is a magnetic field generating mechanism. The final finish polishing in this embodiment is a polishing method called kiss wrap or touch wrap, and is performed by previously fixing polishing abrasive grains having an average particle size of about 100 nm on a polishing surface plate. Therefore, the polishing
以下、図1を参照して、上記研磨装置を用いた本実施例の最終浮上面研磨工程44について詳細に説明する。工程100において、磁界発生機構632をワーク保持治具63の揺動機構取り付け部631に装着する。次に工程102において、ローバー50を弾性体などの接着材を介して磁界発生機構632に貼り付けて、ピンド層24の磁気モーメントを補強する。すなわち、磁界発生機構632の磁界発生方向は、ピンド層24の磁化方向26bと一致している。
Hereinafter, with reference to FIG. 1, the final air bearing surface polishing step 44 of the present embodiment using the polishing apparatus will be described in detail. In
次に工程104において、ワーク保持治具63を研磨装置に装着し、工程106において、ローバー50の浮上面を、表面が所定の形状(平面あるいは球面あるいは円筒)の研磨定盤64に所定の力で押しつけ、研磨定盤64を回転させると同時に、ワーク保持治具63を揺動機構部61により定盤の半径方向に揺動させ、所定の加工量(例えば50nm)を研磨して除去する。研磨加工は、ダイヤモンドを含まないルブリカントと称する研磨液62を研磨定盤64上に滴下させながら、研磨定盤64を例えば10r/minで回転させ、ワーク保持治具63は50mm/sで揺動させて行う。ローバー50は磁界発生機構632により、磁界を印加された状態で研磨される。
Next, in
次に工程108において、研磨開始からの研磨量を測定し、研磨加工の終点を検出する。研磨量は時間で制御する場合、またはローバー50に内在するELG(エレクトロラッピングガイド)素子もしくGMR素子自身の抵抗を測定して加工量を制御する場合があるが、いずれでもかまわない。所定の研磨量に達した場合、すなわち研磨加工の終点を検出したら、研磨を終了する(工程110)。
Next, in
なお、磁界発生機構632によりローバー50に印加する磁界の強度は、ピンド層24の保磁力以上であれば、ピンド層24の磁化方向26bの変化を抑止することができるので、磁界発生機構632の表面の磁界強度をガウスメータで測定して、1.6kGs(130kA/m)以上であることが望ましい。
In addition, if the intensity of the magnetic field applied to the
次に、図11を参照して、GMR素子12の層構造と、磁界の印加方向と、研磨方向との関係を説明する。図11は、GMR素子12がシングルレイヤ型のピンド層24の場合を示す。図に示す層構成の矢印27からみた場合がGMR素子12を描く方向と一致する。また、図中、64で示す面がGMR素子12を研磨する面と一致する。研磨方向はX方向(定盤の回転方向)とY方向(ワーク保持治具の揺動方向)である。磁界発生機構632の下に接着材(図示せず)などを介してローバー50を保持し、磁界発生機構632が発生する磁界の向き26eを、ピンド層24の磁化方向26bと一致させている。反強磁性層25の磁化方向26aによってピンド層24の磁化方向26bが決まるので、ピンド層24の磁化方向26bが逆向きの場合は磁界発生機構632の磁化方向26eも逆向きにする。
Next, with reference to FIG. 11, the relationship between the layer structure of the
図12は、上記実施例の効果を説明するための図であり、図12(a)は上記実施例の最終浮上面研磨工程44において、約130kA/mの磁界をピンド層24の磁気モーメントの総和と同じ方向に印加して研磨した後、QST(クアジスタティックテスタ)測定で得たELG素子抵抗から換算した素子高さ16とQST測定で得たGMR素子出力の関係を示している。この場合、素子高さ16が約40nmとなった場合でも、良好な出力特性を示している。一方、図12(b)はピンド層24に磁界を印加しないで研磨した後、QST測定により得た換算素子高さ16と素子出力の関係を示している。前記図12(a)で使用した加工サンプルと同一のロットサンプルを研磨したにもかかわらず、この場合は、換算加工量が約100nmより小さくなると、出力値が負の値を示すサンプルが散見される。これは、ピンド層24の磁化方向の総和で決まる磁化方向26bが変わっってしまったことにより、GMR素子12の磁気特性の極性が変わったと考えられる。このように、本実施例の製造方法によれば、GMR素子の出力特性が安定でばらつきの少ない薄膜磁気ヘッドを製造することができる。また、図12(b)に示したようにGMR素子の素子高さ16が約100nm程度に小さくなると、ピンド層24の磁化方向26bの不安定性が顕著に見えてくる。このため、本実施例による製造方法を、素子高さ16が100nmより大きい時点から適用することが望ましい。
FIG. 12 is a diagram for explaining the effect of the above embodiment. FIG. 12A shows a magnetic moment of the pinned
図13も上記実施例の効果を説明するための図であり、研磨後の再生出力の分布(CDF)を示す。特性151は研磨時に磁界を印加しない場合、特性152は約80kA/mの磁界を印加した場合、特性153が上記実施例によるもので約130kA/mの磁界を印加した場合である。この結果から、磁界を印加しない場合、磁界を印加しても80kA/m程度では再生出力の分布を抑制する効果はなく、ピンド層24の保磁力以上の約130kA/mの磁界を印加した場合に、再生出力の分布を抑制する効果が現れている。
FIG. 13 is also a diagram for explaining the effect of the above embodiment, and shows the distribution (CDF) of the reproduction output after polishing. The characteristic 151 is when no magnetic field is applied during polishing, the characteristic 152 is when a magnetic field of about 80 kA / m is applied, and the characteristic 153 is according to the above embodiment, and a magnetic field of about 130 kA / m is applied. From this result, when a magnetic field is not applied, even if a magnetic field is applied, there is no effect of suppressing the distribution of reproduction output at about 80 kA / m, and a magnetic field of about 130 kA / m that is greater than the coercivity of the pinned
上記実施例においては、GMR素子12がシングルレイヤ型のピンド層24の場合を例にして説明したが、その他、反強磁性性層25によって固定されるピンド層24がシンセティックフェリ型のGMR素子、あるいは反強磁性層がなくピンド層24自身で磁化方向26bを保持するセルフピン型のGMR素子であっても、得られる効果は同じである。ピンド層24がシンセティックフェリ型のGMR素子の場合は、ピンド層24がルテニウム等の中間層を介して2枚のピンド層がサンドイッチ構造をなしているが、ピンド層24の磁気モーメントの総和で決まる磁化方向に外部磁界を合わせるようにする。
In the above embodiment, the case where the
また、上記実施例では、磁界発生機構632に永久磁石を用いたが、電磁石など磁界を発生できるものであれば使用することができ、その場合、上記実施例と同じ効果を得ることができる。例えば、図14に示すようにGMR素子の導電層23にパルス電流を流す回路を設け、パルス電流により導電層23に発生する誘導磁界26fを、ピンド層24の磁化方向26bと同じ向きに向けて研磨しても、研磨中にピンド層24の磁化方向26bが回転することを抑制することができる。
Moreover, in the said Example, although the permanent magnet was used for the magnetic
また、上記実施例では、GMR素子を用いてその効果を実証したが、磁気抵抗効果素子がTMR(トンネルバリアMR)素子あるいはCPP型GMR素子であっても、ピンド層24の構成は基本的に同じであるので、上記実施例と同様に磁化方向を安定化できることはいうまでもない。
In the above embodiment, the effect was demonstrated using the GMR element. However, even if the magnetoresistive element is a TMR (tunnel barrier MR) element or a CPP type GMR element, the configuration of the pinned
以上詳細に説明したように上記実施例によれば、ローバーあるいはスライダ上の磁気抵抗効果素子のピンド層の磁化方向が安定化する方向に外部磁界を印加した状態で、薄膜磁気ヘッドの浮上面を研磨加工する。このように、研磨加工中にピンド層の磁化方向を安定化することにより磁気特性の安定な薄膜磁気ヘッドを製造することができる。この結果、高歩留まりでかつ信頼性の高い薄膜磁気ヘッドの製造が可能となる。 As described above in detail, according to the above-described embodiment, the air bearing surface of the thin film magnetic head is applied with an external magnetic field applied in a direction in which the magnetization direction of the pinned layer of the magnetoresistive element on the row bar or slider is stabilized. Polishing. Thus, a thin film magnetic head having stable magnetic characteristics can be manufactured by stabilizing the magnetization direction of the pinned layer during polishing. As a result, it is possible to manufacture a thin film magnetic head with high yield and high reliability.
以上に述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではない。例えば、研磨加工後に、磁気抵抗効果素子の磁気的安定化を目的としてパルス電流などを磁気抵抗効果素子あるいは記録素子に印加して磁気ヘッドの磁気特性を阻害するひずみを緩和させるなどの磁気抵抗効果素子の特性を改善する方法があるが、本発明に関わる薄膜磁気ヘッドの製造方法と相反するものではなく、組み合わせて使用することにより、更に磁気抵抗効果素子の出力特性が安定でばらつきのすくない磁気ヘッドを製造することができることは言うまでもない。 All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting. For example, after polishing, the magnetoresistive effect such as applying a pulse current to the magnetoresistive effect element or the recording element for the purpose of magnetic stabilization of the magnetoresistive effect element to alleviate the distortion that hinders the magnetic characteristics of the magnetic head. There is a method to improve the characteristics of the element, but this is not in conflict with the method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present invention. By using it in combination, the output characteristics of the magnetoresistive effect element are more stable and less variable. It goes without saying that the head can be manufactured.
10…薄膜磁気ヘッド、11…浮上レール、12…磁気抵抗効果素子(GMR素子)、
13…磁気ディスク、14…記録単位(1ビット)、15…漏れ磁界、16…素子高さ、17…保護膜、18…浅溝レール、19…深溝、20…浮上レール、21…ハードバイアス層、22…フリー層、23…導電層、24…ピンド層、25…反強磁性層、26a…反強磁性層の磁化方向、26b…ピンド層の磁化方向、26cバイアス磁化方向、26d…フリー層の磁化方向、26e、26f…磁界印加方向、31,32…出力特性、50…ローバー、61…揺動機構部、62…研磨液、63…ワーク保持治具、64…研磨定盤、111,112…磁気モーメント、114…研磨ダメージ領域、153…再生出力の分布、631…研磨装置の揺動機構取り付け部、632…磁界発生機構。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記ウエハから、複数の磁気抵抗効果素子が連結した状態のローバーを切り出すステップと、
前記磁気抵抗効果素子のピンド層の磁化方向と同じ方向に、当該ピンド層の保磁力以上の外部磁界を印加しながら、前記ローバーの、後で浮上面となる面を研磨するステップと、
前記研磨後の面に、浮上レールを形成するステップと、
前記ローバーを前記磁気抵抗効果素子毎に切断するステップと、
を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 Forming a plurality of magnetoresistive elements having at least a free layer and a pinned layer on the wafer;
Cutting out a row bar in a state where a plurality of magnetoresistive elements are connected from the wafer;
Polishing the surface of the row bar that later becomes the air bearing surface while applying an external magnetic field equal to or greater than the coercive force of the pinned layer in the same direction as the magnetization direction of the pinned layer of the magnetoresistive element;
Forming a floating rail on the polished surface;
Cutting the row bar for each magnetoresistive element;
A method of manufacturing a thin film magnetic head, comprising:
前記ウエハから、複数の磁気抵抗効果素子が連結した状態のローバーを切り出すステップと、
前記ローバーを保持治具に装着された磁界発生機構に取り付け、該磁界発生機構により前記磁気抵抗効果素子のピンド層の磁化方向と同じ方向に、当該ピンド層の保磁力以上の磁界を印加しながら、前記ローバーの、後で浮上面となる面を研磨定盤に押し付け、該研磨定盤を回転させ、前記保持治具を当該研磨定盤の半径方向に揺動させて研磨するステップと、
前記研磨後の面に、浮上レールを形成するステップと、
前記ローバーを前記磁気抵抗効果素子毎に切断するステップと、
を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 Forming a plurality of magnetoresistive elements having at least a free layer and a pinned layer on the wafer;
Cutting out a row bar in a state where a plurality of magnetoresistive elements are connected from the wafer;
The row bar is attached to a magnetic field generating mechanism mounted on a holding jig, and the magnetic field generating mechanism applies a magnetic field greater than the coercive force of the pinned layer in the same direction as the magnetization direction of the pinned layer of the magnetoresistive effect element. Pressing the surface of the row bar that will later become the air bearing surface against a polishing platen, rotating the polishing platen, and swinging the holding jig in the radial direction of the polishing platen for polishing;
Forming a floating rail on the polished surface;
Cutting the row bar for each magnetoresistive element;
A method of manufacturing a thin film magnetic head, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006176433A JP2008010023A (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Manufacturing method of thin film magnetic head |
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JP2006176433A JP2008010023A (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Manufacturing method of thin film magnetic head |
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JP (1) | JP2008010023A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009119582A (en) * | 2007-11-19 | 2009-06-04 | Hitachi Computer Peripherals Co Ltd | Lapping device and lapping method |
-
2006
- 2006-06-27 JP JP2006176433A patent/JP2008010023A/en active Pending
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