JPH11242806A

JPH11242806A - 薄膜磁気ヘッド、磁気ディスク装置及び研磨加工方法並びにその測定方法

Info

Publication number: JPH11242806A
Application number: JP4484798A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yamakura; 英雄山倉; Toshio Tamura; 利夫田村; Tokuo Nakajo; 徳男中條; Chihiro Isono; 千博磯野; Koji Tanaka; 幸治田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1999-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のＭＲヘッドでは、電極の抵抗値も測定し
てしまうため、ＭＲ素子単体に対する抵抗値の測定精度
が低いという問題があった。【解決手段】ＭＲヘッドにおいて、ＭＲ素子の両端をそ
れぞれ２個の端子に接続する構造にする。そして、ＭＲ
素子高さ測定時に、１組の端子に電流を流し、他方の１
組の端子の電圧を測定することで、ＭＲ素子の抵抗値を
直接測定し、それをＭＲ素子高さに換算することで、Ｍ
Ｒ素子高さの測定精度を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に誘導型磁
気変換素子及び磁気抵抗効果素子を積層した薄膜磁気ヘ
ッドに係わり、特に、磁気抵抗効果素子の抵抗値を精度
良く検出するための薄膜磁気ヘッド構造とこれを用いた
磁気ディスク装置、および薄膜磁気ヘッドの加工方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置においては、小
型・大容量化が進んでおり、現在３．５インチと２．５
インチサイズのディスクを用いた小型磁気ディスク装置
が主流になっている。このような小型ディスク装置で
は、ディスクの速度が低いため、再生出力がディスク速
度に依存する磁気誘導型ヘッドでは、再生出力が低下
し、問題になる。

【０００３】これに対し、磁界の変化によって抵抗値が
変化する磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と呼ぶ）を
用いた磁気抵抗効果型ヘッド（以下、ＭＲヘッドと呼
ぶ）では、再生出力がディスク速度に依存しないため、
小型磁気ディスク装置においても高い再生出力を得るこ
とができる。また、ＭＲヘッドでは、高密度化に伴う狭
トラック化に対しても磁気誘導型磁気ヘッドと比べて高
い再生出力を得られることから、小型化・大容量化に適
した磁気ヘッドであると考えられている。

【０００４】一方、ＭＲヘッドでは、磁界の変化に起因
するＭＲ素子の抵抗値変化を検出するため、磁気ヘッド
スライダのディスクに対向する面（以下、浮上面と呼
ぶ）にＭＲ素子を露出させて使用する構造が最も再生効
率が高い。このような浮上面にＭＲ素子が露出するＭＲ
ヘッドでは、浮上面加工時にＭＲ素子の一部を加工（研
磨加工）して、浮上面に露出させる。そして、ＭＲ素子
の浮上面と直角方向の寸法をＭＲ素子高さと呼び、この
ＭＲ素子高さは研磨加工における加工量を制御すること
で決められている。

【０００５】ＭＲヘッドでは、このＭＲ素子高さによっ
て、再生出力が変化するため、ＭＲ素子高さがばらつく
と、再生出力が変動するという問題が生じる。したがっ
て、ＭＲヘッドの再生出力変動を制御するためには、Ｍ
Ｒ素子高さを研磨加工工程において精度良く加工するこ
とが必要となる。

【０００６】研磨加工において、ＭＲ素子高さの加工精
度を高精度化するためには、ＭＲ素子高さを高精度に測
定することが重要になる。ＭＲ素子高さは現状０．５〜
３μｍ程度の寸法であるが、ＭＲ素子の上にはデータ書
き込み用の誘導型ヘッドが形成されているため、ＭＲ素
子高さを光学的に直接図ることは困難である。ＭＲ素子
を光学的に測定する方法としては、浮上面からＦＩＢで
ＭＲ素子を加工し、加工断面に露出したＭＲ素子を測定
する方法と、特開昭６３−３４７１３号公報及び特開平
２−２９９１３号公報に記載されているように、ＭＲ素
子とは別に測定用のマーカーを素子の形成工程において
形成し、このマーカーを光学的に測定することで、ＭＲ
素子高さ（研磨加工時の加工量）を測定する方法があ
る。

【０００７】また、光学的な測定以外で一般的なＭＲ素
子高さの測定方法として、ＭＲ素子の抵抗値を測定し、
ＭＲ素子高さに換算する方法がある。抵抗値を測定する
場合においても、特開平５−４６９４５号公報に記載さ
れているように、ＭＲ素子の抵抗値を測定し、ＭＲ素子
高さに換算する方法と、特開昭６３−１９１５７０号公
報に記載されているように、ＭＲ素子とは別に素子の形
成工程においてあらかじめ形成し測定用のパターンの抵
抗値測定し、ＭＲ素子高さを算出する方法がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ＭＲ素子高さを測定し
た場合の測定データの使い方としては、以下の２通りあ
る。

【０００９】（１）浮上面の研磨工程において、測定し
たＭＲ素子高さのデータを研磨条件（加工、停止、加工
圧力等）の制御に用いる場合。

【００１０】（２）浮上面の研磨加工が終了した時点
で、ＭＲ素子高さが所定の仕様値の範囲内に加工されて
いることを確認するためにＭＲ素子高さのデータを用い
る場合。（この場合には、磁気ヘッドの良否の判定とな
る）前述した測定方法の中で、浮上面からＦＩＢでＭＲ素子
を加工し、加工断面に露出したＭＲ素子を測定する方法
は、ＭＲ素子を破壊して測定するため、磁気ヘッドとし
ては機能しないという問題がある。

【００１１】また、特開昭６３−３４７１３号公報及び
特開平２−２９９１３号公報に記載されている測定方法
は、実ＭＲ素子を測定していないため、たとえ同じマス
クを用い、同じＭＲ膜で形成したとしても、マスク作成
時の誤差が入ってしまうという問題と、（１）の用途と
してしようする場合には、研磨加工の最中インプロセス
で測定することが困難であるため、浮上面の研磨工程に
おけるＭＲ素子高さを高精度化するための測定方法とし
ては効率が悪い。

【００１２】上記した光学的なＭＲ素子高さの測定方法
に対し、抵抗値を測定してＭＲ素子高さに換算する方法
は、以下の利点がある。

【００１３】（１）測定が簡単である（２）研磨中にインプロセスで測定することが可能であ
るこのことから、抵抗値を測定する方法は一般によく用い
られている。そして、抵抗値を測定し、ＭＲ素子高さに
換算する方法としては、測定用のパターンの抵抗値を測
定し、その抵抗値をＭＲ素子高さに換算する方法と、実
際にＭＲ素子の抵抗値を測定し、ＭＲ素子高さに換算す
る方法があるが、前者については、実際のＭＲ素子を測
定していないため、誤差が大きいという問題がある。よ
って、ＭＲ素子高さの測定としては、実際のＭＲ素子の
抵抗値を測定し、その抵抗値をＭＲ素子高さに換算する
方法が、誤差も小さく、簡便な方法であると言える。

【００１４】しかし、ＭＲ素子の抵抗値を測定し、ＭＲ
素子高さに換算する場合には、以下の問題がある。

【００１５】ＭＲ素子の抵抗値を測定する場合、測定し
た抵抗値には、ＭＲ素子自体の抵抗値とＭＲ素子と端子
間の配線である電極の抵抗値が同時に測定される。そし
て、この電極も研磨加工により加工されるため、研磨量
とともに電極の抵抗値が変化する。よって、ＭＲ素子の
抵抗値変化によりＭＲ素子高さを求める場合に、電極の
抵抗値が誤差の要因となる。

【００１６】また、記録密度の向上の観点から、ＭＲ素
子の幅（トラック幅）は狭くなる傾向にある。そして、
ＭＲ素子のトラック幅が狭くなると、ＭＲ素子の抵抗値
は減少する。これに対し、電極の抵抗値はほとんど変化
しないことから、測定した抵抗値におけるＭＲ素子の抵
抗値の割合は減少し、電極抵抗の割合が増加している。
これにより、ＭＲ素子の抵抗値の測定精度が低下すると
いう問題が生じる。

【００１７】本発明の第１の課題は、ＭＲ素子の抵抗値
を測定し、ＭＲ素子高さに換算する場合において、誤差
要因である電極の抵抗値を取り除き、ＭＲ素子の抵抗値
を直接測定できる磁気ヘッド構造の提供と、この磁気ヘ
ッドのＭＲ素子高さを高精度に加工するための研磨加工
方法を提供することである。

【００１８】また、本発明の第２の課題は、ＭＲヘッド
を組み込んだ磁気ディスク装置において、ディスクに書
き込んであるデータをＭＲ素子の抵抗値変化により読み
取る際に、抵抗値変化の検出精度を向上するための磁気
ヘッドの構造と、検出方法を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題は、ＭＲ
素子の両端をそれぞれ２個の端子に接続し、１組の端子
に電流を流し、もう１組の端子の電圧を測定することに
より達成される。

【００２０】また、上記第２の課題は、ＭＲ素子の両端
をそれぞれ２個の端子に接続した磁気ヘッドを磁気ディ
スク装置に搭載し、１組の端子に電流を流し、もう１組
の端子の電圧を測定することにより達成される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。

【００２２】始めに、磁気ディスク装置の概要について
説明する。図２（ａ）、（ｂ）は磁気ヘッドとディスク
の配置図である。ＣＳＳ（Ｃontact Ｓtart Ｓtop）方
式の磁気ディスク装置では、磁気記録媒体であるディス
ク１９の回転による動圧を利用することで、磁気ヘッド
スライダ３をディスクの表面から微小量だけ浮上させ、
スライダの端部に形成された磁気記録素子によってデー
タの記録再生を行なっている。このとき、ディスク１９
の表面と磁気ヘッド１との間隔を浮上量ｈと呼び、ディ
スク１９に対する磁気ヘッド１の角度を仰角θと呼ぶ。

【００２３】ＭＲヘッドを用いた磁気ディスク装置の記
録再生は、次のように行われる。

【００２４】・コイル５と上部磁性膜６により、ディス
ク表面を磁化することにより、記録が行われる。

【００２５】・磁化されているディスク１９の表面と磁
気ヘッドスライズ３が相対的に移動することで、ディス
ク１９に書き込まれたＳ、Ｎの極性により、ＭＲ素子４
の抵抗値が変化する。このＭＲ素子４の抵抗値変化を検
出することにより、ディスク１９の表面に書き込んだデ
ータが再生される。

【００２６】次に、従来のＭＲヘッドの構造について説
明する。図３（ａ）、（ｂ）はＭＲヘッドの構造図であ
る。ＭＲヘッドは、セラミックスのウエハ１の表面に誘
導型磁気変換素子とＭＲ素子をスパッタリング、マスク
形成、エッチング等に代表される薄膜工程により形成
し、これを切断加工することで、複数個の磁気ヘッドス
ライダが連なったロウバー２に加工する。そして、ロウ
バーの状態で研磨加工（浮上面研磨）を行い、浮上面１
８を所定の形状と表面状態に加工する。そして、研磨後
のロウバー２を再度切断加工することで磁気ヘッドスラ
イダ３の状態にする。このため、磁気ヘッドスライダ３
の端面には、ウエハ１の状態で形成した磁気記録素子が
形成される。次に、素子部の構造について説明する。

【００２７】誘導型磁気記録素子はコイル５と上部磁性
膜６により構成されており、上部磁性膜６の端部は、浮
上面１８に露出し、この露出部によりデータの記録を行
う。そして、上部磁性膜６の下には、ＭＲ素子４が配置
されており、その両端には電極７が接続される。また、
ＭＲ素子のデータ再生時のノイズを低減するために、上
部シールド膜８と下部シールド膜９にＭＲ素子４は挾ま
れる構造となっている。

【００２８】また、大多数のＭＲヘッドの場合、ＭＲ素
子４は上部磁性膜６と同じように浮上面１８に露出する
構造になっているため、ＭＲ素子４は、浮上面１８を研
磨加工する際に、その一部が除去される。よって、ＭＲ
素子４の浮上面と直角方向の高さであるＭＲ素子高さ
は、この研磨加工によってその寸法が決められる。

【００２９】そして、このＭＲ素子高さは、データを再
生する際の再生出力に大きく影響することから、研磨加
工時の加工公差は非常に狭くなっている。よって、研磨
加工後にＭＲ素子高さが所定の寸法に入っているか確認
することは、磁気ディスク装置の信頼性を確保するため
に必要となる。

【００３０】このＭＲ素子高さの測定は、測定が簡便で
あり、信頼性も高いことから、ＭＲ素子の抵抗値を測定
し、この抵抗値をＭＲ素子高さに換算する方法が一般的
に行われている。

【００３１】次に、ＭＲ素子高さの制御研磨方法につい
て説明する。図４（ａ）、（ｂ）は現状の磁気ヘッドス
ライダの構造図（ロウバー状態）である。１つの磁気ヘ
ッドスライダには、誘導型磁気変換素子とＭＲ素子、そ
して、それぞれを磁気ディスク装置の信号処理回路と接
続するために、ＭＲ素子用の端子１０、誘導型磁気変換
素子用の端子１１が形成されている。そして、磁気ヘッ
ドスライダと磁気ヘッドスライダの間には切断部が設け
られ、この切断部には浮上面研磨加工時にＭＲ素子高さ
を検出するための抵抗検知パターン１２と抵抗検知パタ
ーン用の端子１３が形成される。

【００３２】研磨加工におけるＭＲ素子高さの制御に
は、この抵抗検知パターン１２の一部が研磨加工により
除去される際の抵抗値の変化を検出することで、ＭＲ素
子高さを換算し、研磨加工量を制御している。一般的
に、この抵抗検知パターン１１は、ＭＲ素子と同じ工程
において、同じＭＲ膜で形成されるため、実際のＭＲ素
子との位置のずれ量が小さく抑えられるとともに、同じ
膜であるため、ＭＲ膜の膜厚変化、比抵抗変化をキャン
セルできる。よって、抵抗検知パターン１３により換算
したＭＲ素子高さと実際のＭＲ素子高さとの測定誤差を
小さくできる。

【００３３】次に、ＭＲ素子高さの測定精度を向上する
ためのＭＲ素子部の構造及び測定方法を説明する。

【００３４】ここでは、ＭＲ素子高さの測定精度の向上
を目的に開発したＭＲヘッドの構造及びＭＲ素子高さの
測定方法について、以下に説明する。始めに、従来の磁
気ヘッドスライダのＭＲ素子高さの検出方法について説
明する。

【００３５】図４（ａ）、（ｂ）は従来の磁気ヘッドス
ライダのＭＲ素子部の概念図である。構造としては、Ｍ
Ｒ素子４の両端に電極７が接続されており、電極７のも
う一方の端部は、磁気ディスク装置の信号処理回路と接
続するための端子１０に接続される。測定時には、ＭＲ
素子４と電極７に電流ｉを流し、そのときの端子１０間
の電圧Ｖを測定する。そして、電極７の抵抗値をＲｄ、
ＭＲ素子４の抵抗値をＲｍとすると、電圧Ｖは次の［数
１］で現わされる。

【００３６】

【数１】Ｖ＝ｉ（２Ｒｄ＋Ｒｍ）また、ＭＲ素子高さの変換式は次の［数２］で現わされ
る。

【００３７】

【数２】ＭＲ素子高さ＝ρ・Ｔｗ／ｔ・Ｒｍ ρ：膜の比抵抗Ｔｗ：トラック幅ｔ：膜厚Ｒｍ：抵抗値これら［数１］、［数２］よりＭＲ素子高さを計算する
が、従来のＭＲヘッドでは、Ｒｍを直接測定できないた
め、以下の誤差要因が含まれる。

【００３８】（１）測定した抵抗値には電極抵抗Ｒｄが
含まれるため、抵抗値の測定精度はＲｍ／（２Ｒｄ＋Ｒ
ｍ）となり、測定精度が低下する。

【００３９】（２）測定した抵抗値から、電極抵抗Ｒｄ
とＭＲ素子抵抗Ｒｍを分離することはできないため、実
際のやり方としては、Ｒｄだけの抵抗値を測定できるパ
ターンを別途形成し、そのパターンの抵抗値を測定する
ことでＲｄ’をあらかじめ求める。そして、Ｒｄ’を
［数１］に代入することで、Ｒｍを算出している。この
方法では、電極抵抗Ｒｄのばらつきがそのまま誤差にな
る。また、電極７の先端は浮上面研磨時に除去されるた
め、Ｒｄは研磨加工量の関数である。よって、研磨加工
量により実際のＲｄは変化するため、Ｒｄ′との誤差が
生じやすい。

【００４０】（３）ＭＲ素子の幅であるトラック幅は、
記録密度の向上とともに幅が狭くなってきている。これ
にともない、ＭＲ素子抵抗Ｒｍの抵抗値は小さくなる傾
向にある。しかし、電極抵抗Ｒｄはほとんど変化しない
ため、（１）において説明したＲｍの測定精度は低下す
る傾向にある。

【００４１】次に、上記従来のＭＲヘッドのＭＲ素子高
さ測定の問題点を解決するために開発した本発明のＭＲ
ヘッド構造と測定方法について、以下に説明する。

【００４２】図５（ａ）、（ｂ）は本発明の磁気ヘッド
スライダ（ＭＲヘッド）の構造図である。従来の磁気ヘ
ッドのＭＲ素子高さの測定精度の低下は、電極抵抗Ｒｄ
が原因であった。よって、本発明では、電極抵抗Ｒｄを
無視できるようにするため、図５に示すように、ＭＲ素
子の両端をそれぞれ２個の電極（電圧測定用電極１４、
電流用電極１３）に接続する構造とした。このとき、外
側の電極である電流用電極１３には電流ｉを流し、内側
の電極である電圧測定用電極１４にかかる電圧Ｖを測定
すると、電圧Ｖは次の［数３］により求められる。

【００４３】

【数３】Ｖ＝ｉ・Ｒｍ［数３］において、電極Ｒｄが入らないことから、ＭＲ
素子の抵抗値Ｒｍの直接測定が可能になることがわか
る。

【００４４】そして、［数２］にＲｍを代入することに
より、Ｒｍの値からＭＲ素子高さを求めることができ
る。これにより、ＭＲ素子高さを高精度に測定すること
が可能になる。

【００４５】上記したＭＲヘッドでは、ＭＲ素子の両端
をそれぞれ２個の端子に接続するため、１つの磁気ヘッ
ドスライダに対し、６個の端子が必要となる。開発した
磁気ヘッドでは、図５に示すように、ＭＲ素子に一番近
い位置に電圧測定用電極１４に接続する端子１６、その
隣に電流用電極１３に接続する端子１５、一番外側に誘
導型磁気変換素子に接続する端子１１を配置した。しか
し、１つの磁気ヘッドスライダに６個の端子を入れる
と、端子とコイル５にほとんどのスペースを使用してし
まう。

【００４６】この問題に対し、端子の配置を考慮した場
合のＭＲヘッドも合わせて開発した。図６（ａ）、
（ｂ）に示すように、電流用電極１３に接続する端子１
５を切断部に形成することにより、１つの磁気ヘッドス
ライダに入れる端子を従来のＭＲヘッドと同じ４個にす
ることができる。ただし、この場合には、切断部に抵抗
検知パターン１２とその端子１３を形成するスペースが
なくなるため、浮上面研磨時にインプロセスでＭＲ素子
高さを測定し、それによりＭＲ素子高さを制御すること
はできない。この場合には、ＭＲ素子の抵抗値を測定
し、これにより求めたＭＲ素子高さによりＭＲ素子高さ
を制御することになる。

【００４７】次に、インプロセスＭＲ素子高さ検出によ
る高精度ＭＲ素子高さ制御研磨加工を説明する。

【００４８】ここでは、上記説明したＭＲヘッドの構造
と測定方法を用いたＭＲ素子高さの制御研磨加工につい
て説明する。始めに、従来のＭＲヘッドにおけるＭＲ素
子高さの制御研磨加工について説明する。

【００４９】図７にＭＲヘッドの加工プロセスを示す。
前述したように、ＭＲヘッドの加工は、ウエハ１の表面
に素子を形成した後、切断加工によりロウバー２の状態
に加工する。そして、ロウバーの状態で浮上面を研磨す
ることにより、浮上面の表面粗さを向上し、ＭＲ素子と
上部磁性膜の一部も研磨することで、それらを浮上面に
露出させるとともに、ＭＲ素子高さを所定の寸法まで追
い込んでいる。

【００５０】この浮上面研磨では、専用の治具にロウバ
ーを接着するため、接着時のワックスの収縮力等によ
り、ロウバーには２次の曲がり成分と２次以上の曲がり
成分（うねり成分）が生じる。この２次の曲がりとうね
りが混在した状態で浮上面を研磨加工すると、同一ロウ
バー内において、加工後のＭＲ素子高さにばらつきが生
じる。

【００５１】これを防止するため、接着面を曲げられる
構造の治具を用い、接着面を曲げることで、接着後のロ
ウバーの２次曲がり成分を研磨前にあらかじめ補正する
方法がとられている。

【００５２】そして、浮上面研磨では、切断部に形成し
た抵抗検知パターンの抵抗値をインプロセスで測定し、
この値をＭＲ素子高さに換算することでロウバー内のＭ
Ｒ素子高さの分布を把握し、ＭＲ素子高さの分布に傾き
が生じている場合には、治具の両端に加える荷重のバラ
ンスを制御することにより、ＭＲ素子高さの傾きを補正
するとともに、検出したＭＲ素子高さの分布が所定の寸
法になった時点で、研磨加工を停止することで、ＭＲ素
子高さを所定の寸法に加工している。

【００５３】研磨加工終了後には、ＭＲ素子が所定の寸
法に加工できているかを確認するために、全てのＭＲ素
子の抵抗値を測定し、これをＭＲ素子高さに換算するこ
とで、チェックを行っている。その後、ロウバー状態を
切断加工することで、スライダに分割し、磁気ヘッドス
ライダが完了する。そして、良品については、組み立て
工程に投入して、磁気ディスク装置に組み込まれる。

【００５４】以上が従来のＭＲヘッド一般的な加工工程
であるが、ＭＲ素子高さに関して、下記の問題が生じ
る。

【００５５】（１）浮上面研磨では、抵抗検知パターン
の抵抗値からＭＲ素子高さを計算するため、抵抗検知パ
ターンから計算したＭＲ素子高さとＭＲ素子の抵抗値か
ら計算したＭＲ素子高さの間に、０．１〜０．３μｍ程
度ズレを生じる場合がある。

【００５６】この原因としては、次のように考える。１
つは、抵抗検知パターンは、ＭＲ素子形成時に、同じマ
スクで形成されるがマスクの精度だけ、ＭＲ素子と抵抗
検知パターンに位置ズレが生じており、この位置ズレに
起因する誤差である。もう１つは、各々が電極抵抗の影
響を受けており、その電極抵抗とＭＲ素子の割合も違っ
ていることから生じる誤差である。

【００５７】（２）浮上面ラップ後のＭＲ素子高さの測
定に関しても、前述した電極抵抗の影響等によりＭＲ素
子の抵抗値から換算したＭＲ素子高さと、同じＭＲ素子
をＦＩＢ（Ｆocused Ｉon Ｂeam）加工し、その断面か
ら光学的に測定した実ＭＲ素子高さとの間には、０．１
〜０．２μｍ程度の誤差が生じることがある。

【００５８】これに対し、本発明では、以下に説明する
加工プロセスによりＭＲヘッドを加工した。

【００５９】図８に本発明のＭＲヘッド加工プロセスを
示す。素子の形成工程では、ＭＲ素子部の電極と端子を
図５に示す構造に形成する。また、切断部には、抵抗検
知パターンとその端子を形成する。次に、素子形成後の
ウエハを切断加工し、ロウバーの状態にする。そして、
切断後のロウバーを治具に接着するが、この時の治具に
は、治具接着面を２次以上の高次モードで曲げ変形させ
るための治具を用いる。

【００６０】そして、浮上面研磨に用いる加工機は、治
具の接着面を変形させるための荷重を加える荷重制御装
置を１個以上有し、研磨時の治具の傾きを制御するとと
もに、研磨荷重を加えるための荷重制御装置を２個有
し、これらの荷重制御装置はコンピュータにより制御す
る。また、研磨定盤の回転後、加工液の供給量に関して
もコンピュータにより制御する。そして、浮上面研磨
は、以下のプロセスにより行う。

【００６１】（１）制御工程１研磨加工時にインプロセスで抵抗検知パターンの抵抗値
を測定し、これをＭＲ素子高さに換算する。そして、ロ
ウバー内のＭＲ素子高さの分布をコンピュータにより計
算する。そして、計算したＭＲ素子高さの分布より、研
磨荷重と定盤回転数、加工液の供給量を制御することに
より、研磨能率を制御する。また、この時、治具の両端
に加える研磨荷重のバランスを制御することでＭＲ素子
高さの分布の傾きを補正するとともに、治具の接着面に
加える荷重を制御することによりＭＲ素子高さの分布に
おける２次曲がり成分とうねり成分を補正する。

【００６２】このＭＲ素子高さの分布の傾きと２次曲が
り成分、うねり成分に関しては、所定のサンプリングタ
イムのＭＲ素子高さの分布データを基にその都度、加え
る荷重の値を変えることで、ＭＲ素子高さの分布の傾
き、２次曲がり成分、うねり成分を低減する。そして、
ＭＲ素子高さの分布が所定の寸法になった時点で、制御
工程２に移行する。

【００６３】（２）制御工程２この工程では、ロウバー内の３個以上のＭＲ素子の抵抗
値を電流用電極１３に電流ｉを流し、電圧測定用電極１
４の電圧を測定することにより、ＭＲ素子の抵抗値Ｒｍ
を研磨加工中にインプロセスで直接測定する。そして、
この値を［数２］に代入することで、ＭＲ素子高さに換
算し、ロウバー内のＭＲ素子高さの分布を計算する。そ
して、このデータを基に制御工程１と同じように、研磨
荷重と定盤回転後、加工液の供給量を制御することによ
り、研磨能率を制御し、治具の両端に加える研磨荷重の
バランスを制御することでＭＲ素子高さの分布の傾きを
補正し、治具の接着面に加える荷重を制御することによ
りＭＲ素子高さの分布における２次曲がり成分とうねり
成分を補正する。そして、研磨加工が進行し、ＭＲ素子
高さが所定の寸法になった時点で、加工を停止する。

【００６４】以上説明した研磨加工を行うことにより、
従来のＭＲヘッド加工プロセスにおいて問題となる抵抗
検知パターンから計算したＭＲ素子高さとＭＲ素子の抵
抗値から計算したＭＲ素子高さのズレ量を低減すること
ができる。これにより、ＭＲヘッド加工におけるＭＲ素
子高さの加工精度を向上できるため、ＭＲ素子高さ起因
の加工歩留まりを向上することができる。

【００６５】また、本発明では、浮上面研磨後のＭＲ素
子高さの測定においても、電流用電極１３に電流ｉを流
し、電圧測定用電極１４の電圧を測定することにより、
ＭＲ素子の抵抗値Ｒｍを直接測定し、これをＭＲ素子高
さに換算することで、ＭＲ素子の抵抗値から換算したＭ
Ｒ素子高さと、同じＭＲ素子をＦＩＢ加工し、その断面
からＭＲ素子高さを測定した実ＭＲ素子高さとの間の誤
差を低減することができる。これにより、ＭＲ素子高さ
が所定の寸法になった磁気ヘッドスライダを組み立て工
程に送ることができ、磁気ディスク装置の再生出力の安
定化を図ることができる。

【００６６】また、図６に示す切断部に電極１５を形成
する場合には、抵抗検知パターンを形成することがスペ
ース的に困難であるため、図９に示すように、ＭＲ素子
の抵抗値を測定する制御工程２だけでＭＲ素子高さを制
御することになる。

【００６７】次に、磁気ディスク装置におけるＭＲ素子
の抵抗値変化の検出方法を説明する。

【００６８】ここでは、本発明の磁気ディスク装置にお
けるＭＲ素子の抵抗値変化の検出方法について説明す
る。始めに、本発明の磁気ディスク装置の構造について
説明する。図１（ａ）、（ｂ）はＭＲヘッドを搭載した
磁気ディスク装置の外観図である。ＣＳＳ方式の磁気デ
ィスク装置では、記録媒体であるディスク１９の表面と
磁気ヘッドスライダ３の浮上面１８が接触するように配
置される。また、磁気ヘッド３は、板ばね２０の先端付
近に固定されており、板ばね２０のもう一方の端にある
アクチュエータ２１により、ディスク１９の半径方向に
移動する。

【００６９】搭載するＭＲヘッドは、図５に示すＭＲヘ
ッド構造であり、ディスク１９に書き込まれたデータの
再生を行う際に、次のようにＭＲ素子の抵抗値変化を検
出することで、ディスク１９に記録されたデータを再生
することができる。

【００７０】実際のデータの再生は次のように行われ
る。ＭＲ素子の両端をそれぞれ２個の電極（電圧測定用
電極１４、電流用電極１３）に対し、電流用電極１３に
は電流ｉを流し、内側の電極である電圧測定用電極１４
にかかる電圧Ｖを測定する。そして、このときの電圧Ｖ
は［数３］により現わされる。そして、ディスク１９と
磁気ヘッドラスイダ３が摺動すると、ディスク１９に書
き込まれた極性により、ＭＲ素子の抵抗値Ｒｍが変化す
る。

【００７１】この抵抗値変化により、電圧Ｖが変化する
ため、これを信号処理することで、ディスクに書き込ま
れたデータをデジタル信号に変換することができる。ま
た、［数３］において、電極Ｒｄが入らないことから、
ＭＲ素子の抵抗値Ｒｍの直接測定が可能になる。よっ
て、データを読み取る際のＭＲ素子の抵抗値変化の検出
精度を向上することができる。これにより、データの読
み取りエラーを防止を抑制することになるため、磁気デ
ィスク装置としての信頼性を向上することができる。

【００７２】ここでは、ＭＲ素子を用いたＭＲヘッドに
ついて記述したが、次世代の磁気ヘッドであるＧＭＲ
（Ｇiant ＭＲ）ヘッドに関しても同様の測定が可能で
ある。

【００７３】

【発明の効果】（１）本発明では、電極抵抗の影響を排
除し、ＭＲ素子の抵抗値を直接測定することが可能にな
るため、ＭＲ素子高さの測定精度が向上する。これによ
り、ＭＲ素子高さが所定の寸法になった磁気ヘッドスラ
イダだけを組み立て工程に送ることができるようにな
る。よって、組み立て工程における検査工程の簡便化
と、ＭＲヘッドにおける再生出力の安定化により、磁気
ディスク装置としての信頼性を向上することができる。

【００７４】（２）上記ＭＲ素子高さの測定を浮上面研
磨工程にインプロセスで行い、このとき測定したＭＲ素
子高さを基に、研磨条件を制御することで、ＭＲ素子高
さの加工精度を向上することができる。これにより、Ｍ
Ｒヘッド生産におけるＭＲヘッド起因の歩留まりを向上
することができる。

【００７５】（３）ディスクに書き込んであるデータを
ＭＲ素子の抵抗値変化により読み取る際に、ＭＲ素子高
さの測定と同じ測定方法を用いることにより、ＭＲ素子
の抵抗値変化の測定精度を向上することができる。これ
により、データの読み取りエラーを防止を抑制すること
になるため、磁気ディスク装置としての信頼性を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である磁気ディスク装置の構造
を示す斜視図。

【図２】磁気ヘッド（ＭＲヘッド）の構造を説明する構
造図。

【図３】図１の従来のＭＲヘッドの構造を説明する斜視
図。

【図４】本発明の実施例であるＭＲヘッドの構造を説明
する構造図。（抵抗測定パターンを併用する場合）

【図５】本発明の実施例であるＭＲヘッドの構造を説明
する構造図。（抵抗測定パターンを併用しない場合）

【図６】磁気ヘッドとディスクの配置を示す配置図。

【図７】従来のＭＲヘッドの加工プロセスを示すフロー
チャート。

【図８】本発明のＭＲヘッドの加工プロセスを示すフロ
ーチャート。

【図９】電流用電極を接続するための端子を切断部に形
成した場合のＭＲヘッドの加工プロセスを示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

１…ウエハ、２…ローバー、３…
磁気ヘッドスライダ、４…ＭＲ素子（磁気抵抗
効果素子）、５…コイル、６…上
部磁性膜、７…電極、８…上部
シールド膜、９…下部シールド膜、１０…Ｍ
Ｒ素子接続用端子、１１…誘導型磁気変換素子接続用の
端子、１２…抵抗測定パターン、１３…電流用電極（電
流を流す専用の電極）、１４…電圧測定用電極（電圧測
定専用の電極）、１５…電流用電極との接続用端子、１
６…電圧測定用電極との接続用端子、１７…抵抗測定パ
ターン用端子、１８…浮上面、１９…ディスク、
２０…板ばね、２１…アクチュエータ、
２２…基板材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者磯野千博神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者田中幸治神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に誘導型磁気変換素子及び磁気抵抗
効果素子を積層した薄膜磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗
効果素子の両端をそれぞれ２個の端子に接続することを
特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】記録媒体であるディスクと、磁気抵抗効果
素子の両端をそれぞれ２個の端子に接続した薄膜磁気ヘ
ッドと、該磁気ヘッドを駆動するアクチュエータとを備
えたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの測定方法
において、磁気抵抗効果素子の両端を接続した端子１組
に電流を流し、他方の１組の端子の電圧を測定すること
で、磁気抵抗効果素子の抵抗値を求め、この値を基に磁
気抵抗効果素子の浮上面と直角方向の高さを算出するこ
とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの測定方法。
【請求項４】請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの測定方法
を、薄膜磁気ヘッドの浮上面を研磨加工する際にインプ
ロセスで行い、これによって算出した磁気抵抗効果素子
の浮上面と直角方向の高さデータを基に、研磨荷重、加
工停止、定盤回転数、加工液の供給を制御することを特
徴とする薄膜磁気ヘッドの研磨加工方法。
【請求項５】請求項４記載の薄膜磁気ヘッドの研磨加工
方法において、第一の工程として磁気抵抗効果素子とは
別に形成した研磨加工量検知素子の抵抗値より加工量を
算出し、このデータを基に研磨荷重、定盤回転数、加工
液の供給を制御を行い、第２の工程として請求項３記載
の薄膜磁気ヘッドの測定方法を、薄膜磁気ヘッドの浮上
面を研磨加工する際にインプロセスで行い、これによっ
て算出した磁気抵抗効果素子の浮上面と直角方向の高さ
データを基に、研磨圧力、加工停止、定盤回転数、加工
液の供給を制御することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの
研磨加工方法。
【請求項６】請求項１記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、
磁気抵抗効果素子の両端を接続した端子１組を、個々の
磁気ヘッドを切り離す際の切断代に形成することを特徴
とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】請求項２記載の磁気ディスク装置におい
て、あらかじめ記録媒体であるディスクに書き込んだデ
ータを磁気抵抗効果素子の抵抗値変化により読み取る際
に、磁気抵抗効果素子の両端を接続した端子１組に電流
を流し、他方の１組の端子の電圧を測定することで、磁
気抵抗効果素子の抵抗値変化を検出することを特徴とす
る磁気ディスク装置。