專利名稱：利用多個電阻膜研磨薄膜磁性元件條的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于研磨其中形成具有感應(yīng)電磁換能器和MR傳感器的薄膜磁性元件的元件條的方法。
背景技術(shù)：
硬盤驅(qū)動器一般使用薄膜磁頭。在其它種類的磁頭中，復(fù)合薄膜磁頭已經(jīng)被廣泛使用，其具有堆疊的結(jié)構(gòu)，包括具有用于讀取磁數(shù)據(jù)的磁阻傳感器(也稱作MR傳感器)的讀取頭和具有用于寫入磁數(shù)據(jù)的感應(yīng)電磁換能器的寫入頭。
這種薄膜磁頭是按照下述步驟制造的。首先，在一陶瓷襯底上形成多個薄膜元件，每個薄膜元件在一堆疊結(jié)構(gòu)中具有一MR傳感器和/或感應(yīng)電磁換能器。然后將其上形成有薄膜元件的晶片切成細(xì)長條使得多個薄膜元件排列在一條直線上。然后通過特殊的研磨機研磨切割條以形成一空氣軸承表面。


圖1A-1C示意的表示用于研磨其中按照直線形成有薄膜元件的元件條的傳統(tǒng)方法。其上按照兩種尺寸形成有薄膜磁性元件的晶片被逐行切割成條172。如圖1A所示，條172承載在支架156上，并且如圖1B所示，在承載于支架156上的同時，條172壓靠在研磨機的旋轉(zhuǎn)研磨盤152上，由此條172的整個研磨表面都由研磨盤152進(jìn)行了研磨。
然而，如果條172以傾斜的位置壓靠在研磨盤152上，則條172在條172的縱向，也就是在薄膜磁性元件進(jìn)行排列的方向上被不均勻的研磨。換句話說，內(nèi)圓周部分被過度研磨，而外圓周部分研磨得不足，如圖1C所示。在圖1C中，當(dāng)條172被研磨以到達(dá)圖中所示的“目標(biāo)MRH”線時，布置在徑向向外部分中的薄膜磁性元件161a將不會被研磨至目標(biāo)MRH，中心部分的薄膜磁頭161b將被研磨至目標(biāo)MRH，且布置在徑向向內(nèi)部分中的薄膜磁頭161c將被研磨超過目標(biāo)MRH。
為了說明，此處使用了術(shù)語“空氣軸承表面(ABS)”來表示面對記錄介質(zhì)的薄膜磁頭表面。使用術(shù)語“MR高度(MRH)”來表示從ABS到相對端垂直測量的MR傳感器的高度或長度。
作為MR傳感器，例如通常使用利用各向異性磁阻效應(yīng)的AMR(各向異性磁阻)傳感器、利用巨磁阻效應(yīng)的GMR(巨磁阻)傳感器、或利用隧道磁阻效應(yīng)的TMR(隧道磁阻(Tunnel Magneto Resistive))傳感器。按照設(shè)計要求形成MRH以便確保產(chǎn)量性能是重要的。由于此原因，在現(xiàn)有技術(shù)中，以額外數(shù)量的MR高度形成晶片。當(dāng)將晶片切割成條時，該多余的部分仍然保留。然后將條研磨至ABS，并將MR傳感器的多余部分除去以形成目標(biāo)MRH。
因此，如果研磨量如上所述的根據(jù)條內(nèi)的位置發(fā)生變化，則MRH從一個薄膜磁頭變化至另一個薄膜磁頭，從而使生產(chǎn)率顯著降低。為了解決這樣一個問題，提出了這樣一種方法，其中為模型膜(dummy film)的電阻膜被提前嵌入在所述條的研磨表面中。因為電阻膜的電阻隨著電阻膜的研磨而變化，所以可通過監(jiān)視電阻膜的電阻值來控制研磨量。例如，參見日本專利公開文本第101634/2001和242802/99號的說明書等。
然而，在上面的現(xiàn)有技術(shù)中，雖然研磨量在元件條的縱向得到了適當(dāng)?shù)目刂?，但在垂直于元件條的縱向的方向上，即在元件條的短方向上不能適當(dāng)?shù)乜刂蒲心チ?，下面將詳?xì)說明。
薄膜磁頭典型的在堆疊方向上在MR傳感器的上側(cè)具有一感應(yīng)電磁換能器。所述感應(yīng)電磁換能器具有一上部磁極層和一下部磁極層，兩個層的極尖區(qū)域以夾在其間的寫入間隙而與ABS相對。為了說明，這里使用術(shù)語“進(jìn)深高度(TH)”來表示兩個磁極層以插入的寫間隙而彼此相對的區(qū)域的長度(高度)，即從ABS到相對端的極尖區(qū)域的長度。因為進(jìn)深高度TH是寫入特性的關(guān)鍵尺寸，所以期望根據(jù)設(shè)計要求精確形成進(jìn)深高度TH。
圖1C右側(cè)的圖示意的表示研磨量在條172的短方向上的分布。MR傳感器161m和寫入頭部分161t并排的布置在短方向上。如已經(jīng)說明的，通過使用MRH作為目標(biāo)來控制條172在縱向上的研磨量，使得圖中所示的中心部分上的薄膜磁性元件161b被研磨以基本達(dá)到目標(biāo)MRH。然而，實際上，在研磨處理中，由于各種原因，例如支架156和條172本身的變形、條172與支架156的剛性粘結(jié)、以及當(dāng)附在支架156上時條172的位置的變化，條172將在圓周方向上進(jìn)行傾斜運動。這導(dǎo)致研磨量在條172的前向和后向，即在研磨盤152的旋轉(zhuǎn)方向上發(fā)生變化。雖然如圖1C的右側(cè)圖所示，可在如圖中的上部箭頭所述的前向部分中研磨較大數(shù)量的元件條172，但在別的情況下，也可以在圖中的下部箭頭所示的后向部分中研磨較大數(shù)量的元件條172。傾斜運動的方向是不穩(wěn)定的。在實際的研磨處理中，研磨量可在縱向和垂向變化。然而，通過上述傳統(tǒng)的方法可在縱向上恰當(dāng)控制研磨量。
如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中通過將MRH作為基準(zhǔn)而控制了研磨量，因為MRH比進(jìn)深高度TH小得多，因此MRH更可能受到研磨變化較大的影響。事實上，在現(xiàn)有技術(shù)中通過控制MRH而能夠?qū)⑦M(jìn)深高度TH的變化抑制到一個較小的程度。然而，在當(dāng)前趨向更高面密度的過程中，將需要改進(jìn)進(jìn)深高度TH的尺寸精度，以及照樣抑制MRH的變化。
通過傳統(tǒng)的研磨方法來改進(jìn)進(jìn)深高度TH的處理精度已經(jīng)變得困難，在傳統(tǒng)的研磨方法中，進(jìn)深高度TH的處理精度取決于MRH的處理精度，并且需要控制進(jìn)深高度TH本身的處理精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于研磨具有薄膜磁性元件的元件條的方法，所述薄膜磁性元件具有MR傳感器和/或感應(yīng)電磁換能器，使得研磨量不僅在元件條的縱向上而且在垂直于元件條縱向的方向上都得到控制。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種晶片和一種適用于上面的用于研磨元件條的方法的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種用于研磨細(xì)長元件條的表面的方法，所述細(xì)長元件條具有排列成一條直線的多個薄膜磁性元件，每個所述薄膜磁性元件在一堆疊結(jié)構(gòu)中具有用于從記錄介質(zhì)讀取磁記錄的磁阻傳感器和用于將磁記錄寫入到所述記錄介質(zhì)中的感應(yīng)電磁換能器，所述元件條的表面是一研磨表面，從而該表面借助研磨能夠形成一空氣軸承表面。所述方法包括步驟沿與元件條的縱向平行的第一縱向線提前在研磨表面上提供第一電阻膜；和沿與元件條的縱向平行的第二縱向線提前在研磨表面上提供第二電阻膜。所述方法還包括步驟研磨所述研磨表面的同時，將元件條壓靠在一旋轉(zhuǎn)研磨盤上，使元件條的縱向定位朝向研磨盤的徑向；測量第一和第二電阻膜的電阻值，和基于所述第一電阻膜和第二電阻膜的電阻值來控制研磨表面在縱向和垂直于縱向的方向上的研磨量。
在上述方法中，第一和第二電阻膜在所述研磨表面上以二維方式(twodimension)布置在所述元件條的縱向上和垂直于所述元件條縱向的方向上。因此，可監(jiān)視元件條在垂直于縱向的方向上的研磨量，即MR傳感器和感應(yīng)電磁換能器層疊的方向上的研磨量，以及監(jiān)視縱向尺度的研磨量。此外，可根據(jù)兩個尺度監(jiān)視的結(jié)果控制研磨量。這樣，就能夠以確定的方式監(jiān)視并控制在元件條的縱向和垂直于元件條縱向的方向上的研磨量，從而能夠精確生產(chǎn)MR傳感器(MR高度)和感應(yīng)電磁換能器(進(jìn)深高度)。因此，寫入特性和讀出特性的變化將得到抑制，從而即使需要較高的面密度，也能夠得到滿意的產(chǎn)品收得率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供一種晶片，其具有多個薄膜磁性元件，每個所述薄膜磁性元件在一堆疊結(jié)構(gòu)中具有用于從一記錄介質(zhì)讀取磁記錄的磁阻傳感器和用于將磁記錄寫入到所述記錄介質(zhì)中的感應(yīng)電磁換能器。在一研磨表面上提供第一電阻膜和第二電阻膜，所述研磨表面是在將晶片切割成預(yù)定形狀的部分之后形成的。沿與所述部分的縱向平行的第一縱向線提供所述第一電阻膜，和沿與所述部分的縱向平行的第二縱向線提供所述第二電阻膜，和所述第一和第二電阻膜的電阻值隨著研磨表面的研磨而改變。
根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，提供一種用于研磨細(xì)長元件條的表面的裝置，所述細(xì)長元件條具有排列成一條直線的多個薄膜磁性元件，每個所述薄膜磁性元件在一堆疊結(jié)構(gòu)中具有用于從一記錄介質(zhì)讀取磁記錄的磁阻傳感器和用于將磁記錄寫入到所述記錄介質(zhì)中的感應(yīng)電磁換能器，所述元件條的表面是一研磨表面，從而該表面借助研磨能夠形成一空氣軸承表面。所述裝置基于沿平行于所述元件條的縱向的第一縱向線的多個位置處的研磨量和沿平行于元件條的縱向的第二縱向線的多個位置處的研磨量控制在元件條的縱向和垂直于縱向的方向上的元件條研磨量。
本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點通過下面參照附圖的說明將變得顯而易見，所述附圖表示本發(fā)明的例子。
附圖的簡略說明圖1A到1C為用于解釋用于研磨元件條的傳統(tǒng)方法中存在的問題的說明圖；圖2為使用關(guān)于本發(fā)明的薄膜磁頭的磁頭臂組件的示意透視圖；圖3為從ABS側(cè)觀看得到的使用圖2中所示的薄膜磁頭的滑塊的示意透視圖；圖4為在ABS附近的關(guān)于本發(fā)明的薄膜磁頭的示意剖面圖；圖5為圖4中所示的薄膜磁頭的局部放大剖面圖；圖6A至6C為表示在其上形成有薄膜磁性元件的晶片和元件條的示意透視圖；圖7為關(guān)于本發(fā)明的薄膜磁性元件和測量元件的示意透視圖；圖8為測量元件的墊片的說明示圖；圖9A到9C為表示元件條中的薄膜磁性元件和測量元件的排布的說明圖；圖10為表示根據(jù)本發(fā)明的研磨機的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明的用于研磨元件條的方法的示意流程圖；圖12為表示電阻膜的電阻值和研磨量之間的相互關(guān)系的說明圖；圖13A和13B為說明本發(fā)明的效果的說明圖；圖14A和14B為說明本發(fā)明的效果的說明圖；和圖15A和15B為說明本發(fā)明的效果的說明圖。
具體實施例首先將參照圖2說明使用關(guān)于本發(fā)明的薄膜磁頭的磁頭臂組件。在硬盤驅(qū)動器(未示)中提供有多個磁頭臂組件90。磁頭臂組件90的數(shù)量取決于驅(qū)動器的盤的數(shù)量。磁頭臂組件90具有臂91和設(shè)置在臂91的一端處的磁頭萬向架組件92。臂91的另一端由旋轉(zhuǎn)軸96支撐。磁頭萬向架組件92具有滑塊93，其上安裝有薄膜磁頭81(圖3)，用于支撐滑塊93的撓曲部(flexure)95，以及將撓曲部95連接至臂91的負(fù)載梁94。磁頭臂組件90繞軸96旋轉(zhuǎn)并將滑塊93定位在相對于記錄介質(zhì)P的規(guī)定位置。雖然在圖2中滑塊93位于記錄介質(zhì)P的下側(cè)，但類似的磁頭臂組件可設(shè)置在記錄介質(zhì)P的上側(cè)。
圖3為從ABS側(cè)看到的滑塊的透視圖?；瑝K93以與圖2中相同的方向示出，并且定位成與可旋轉(zhuǎn)的記錄介質(zhì)P的下側(cè)相對?；瑝K93提供有主體82，其是由基底1通過保護(hù)層20形成的，將在后面對其進(jìn)行說明。主體82具有基本上六面體的形式。主體82的六個表面中的一個表面用于限定ABS。當(dāng)記錄介質(zhì)P旋轉(zhuǎn)時，氣流通過記錄介質(zhì)P和滑塊93之間以產(chǎn)生動力提升，這種動力提升將在圖3的y方向上向下施加給滑塊93。通過該動力提升而將滑塊93從記錄介質(zhì)P的表面提升起來。為了說明，圖3中的x方向為記錄介質(zhì)p的軌跡的橫向。薄膜磁頭81形成在氣流出口側(cè)上滑塊93的尾沿附近(圖3中左下側(cè)處的末端部分)。
圖4為在圖3中所示的薄膜磁頭的ABS附近的主要部分的剖面圖。圖5為圖4中所示的在ABS附近的薄膜磁頭的局部放大剖面圖。在圖4和5中，記錄介質(zhì)P(未示出)在垂直于圖面的平面中延伸至靠近ABS的左側(cè)。薄膜磁頭81具有適于從磁介質(zhì)P讀取磁記錄的MR傳感器和適于將磁記錄寫入磁介質(zhì)P的感應(yīng)電磁換能器。感應(yīng)電磁換能器在關(guān)于記錄介質(zhì)P的表面的水平方向或垂直方向上磁化記錄介質(zhì)P的磁疇。
薄膜磁頭81具有基底1、電介質(zhì)層2、下部屏蔽層3、屏蔽間隙層4和下部磁極層6，它們是按照從基底1開始的這種順序堆疊的。在該堆疊結(jié)構(gòu)上，形成上部磁極層8、下部線圈16和上部線圈17，并且保護(hù)層20覆蓋整個結(jié)構(gòu)。
基底1由陶瓷材料制成，例如AlTiC(Al2O3TiC)或類似物。形成在基底1上的電介質(zhì)層2由電介質(zhì)材料例如氧化鋁(Al2O3)或類似物制成。下部屏蔽層3由例如坡莫合金(perm-alloy)(NiFe)制成。屏蔽間隙層4由例如氧化鋁制成。
參照圖5，屏蔽間隙層4由下部屏蔽間隙層4a和上部屏蔽間隙層4b以層疊的結(jié)構(gòu)形成的。為讀取元件的MR傳感器5設(shè)置在下部屏蔽間隙層4a和上部屏蔽間隙層4b之間與ABS相對，并且在其間被屏蔽。MR傳感器5是呈現(xiàn)為磁阻效應(yīng)的磁性敏感膜，例如AMR傳感器、GMR傳感器或TMR傳感器等。一對導(dǎo)線層(未示出)被連接至MR傳感器5以提供檢測電流。
參照圖4，下部磁極層6用作寫入頭的下部磁極層和用作讀取頭(MR傳感器5)的上部屏蔽層。下部磁極層6由磁性材料制成，例如坡莫合金、CoNiFe等，所述下部磁極層可通過噴鍍法等形成。
寫入層7設(shè)置在下部磁極層6和上部磁極層8之間以使下部磁極層6和上部磁極層8彼此屏蔽。寫入間隙7的一端與ABS相對。寫入間隙7由非磁性金屬材料制成，例如NiP或類似物，它可通過噴鍍方法形成。
上部磁極層8具有與ABS相對的上部磁極尖部分8a，和與ABS分開形成的并且適于向上部磁極尖部分8a提供磁通量的上部磁極磁軛層8b。上部磁極層8(上部磁極磁軛層8b)和下部磁極層6通過連接部9連接以作為一個整體形成一U形磁鐵。上部磁極層8由類似坡莫合金、CoNiFe等的磁性材料制成，其可通過噴鍍方法形成，優(yōu)選的是高飽和磁通量密度材料。
下部線圈16和上部線圈17設(shè)置在上部磁極層8和下部磁極層6之間，以及ABS和連接部9之間，堆疊成兩層?？蛇x擇的，所述線圈可以是單層結(jié)構(gòu)或者可以堆疊成兩層以上。下部線圈16和上部線圈17通過電介質(zhì)層18、19與上部磁極層8和下部磁極層6屏蔽。下部線圈16和上部線圈17由導(dǎo)電材料制成，例如銅或類似物。導(dǎo)線層(未示)與線圈16、17連接以從外部電路接收電流信號。導(dǎo)線層也由導(dǎo)電材料制成，其可以是與上部磁極磁軛層8b相同的材料。
形成保護(hù)層20以覆蓋上部磁極層8和導(dǎo)線層。電介質(zhì)材料例如氧化鋁等被用于保護(hù)層20的材料。
參照圖5，將再次解釋進(jìn)深高度TH和MRH。如果進(jìn)深高度TH太長，則它將防止磁極層向ABS施加充足數(shù)量的滲漏磁通量。如果進(jìn)深高度TH太短，則使上部磁極尖部分8a和上部磁極磁軛層8b之間的接觸區(qū)域太小，并且還將導(dǎo)致滲漏磁通量不充分。由于此原因，進(jìn)深高度TH對于寫入頭的性能來說是一個非常重要的尺寸，因此就需要高的生產(chǎn)精度，如上所述的，MRH也需要高生產(chǎn)精度。
形成上述各層以提前與研磨表面G的直線對齊，如圖5所示。然后，進(jìn)行將在下面描述的研磨處理，并形成ABS。如果以MR傳感器5位置處的MRH0的數(shù)值從研磨表面G研磨各層，則將根據(jù)設(shè)計要求獲得MRH。如果以寫入間隙7位置處的TH0的數(shù)值從研磨表面G研磨各層，則將根據(jù)設(shè)計要求獲得進(jìn)深高度TH。MRH0和TH0的數(shù)值例如為大約0.7μm。
下面將參照圖6A至12說明用于研磨根據(jù)本發(fā)明的薄膜磁頭的方法。圖6A為在其上形成有多個薄膜磁性元件的晶片的透視圖首先參照圖4，主要解釋用于制造薄膜磁性元件61的方法，其是傳統(tǒng)方法的一種。首先通過例如濺射法在基底1上形成電介質(zhì)層2。接著，通過例如濺射法或噴鍍法在電介質(zhì)層2上形成下部屏蔽層3。接著通過例如濺射法在下部屏蔽層3上形成屏蔽間隙層4。通過例如濺射法在屏蔽間隙層4中形成電連接至MR傳感器5的MR傳感器5和一對導(dǎo)線層(未示出)。形成MR傳感器的每個層借助使用摹制(patterned)抗蝕層的傳統(tǒng)蝕刻處理、噴射處理或兩種處理相結(jié)合來摹制。下面通過例如濺射法或噴鍍法在屏蔽間隙層4上形成下部磁極層6。接著通過例如濺射法在下部磁極層6上形成寫入間隙層7，然后借助框架噴鍍處理形成上部磁極尖部分8a和下部線圈16。用電介質(zhì)層18覆蓋下部線圈16，以類似的方式在電介質(zhì)層18上形成上部線圈17。然后借助于例如框架涂敷處理形成上部磁極磁軛層8b以及連接部9。最后，通過例如濺射法形成保護(hù)層20以覆蓋整個層疊結(jié)構(gòu)。在上述步驟期間，將在后面說明的測量元件62將一起形成。
圖6B為從如圖6A的堆疊方向(以輪廓線箭頭表示)看得到的由晶片71切割的元件條的透視圖。元件條72為具有以排列成直線形成的多個薄膜磁性元件61的細(xì)長條，提供有測量元件62，其被布置在兩端和中間位置用于檢測研磨量。如上所述，測量元件62提前與晶片71一起形成。
圖6C為在研磨表面G向上呈現(xiàn)的方向上觀看得到的元件條的透視圖，也就是在圖6B中描繪的旋轉(zhuǎn)箭頭所示的方向上旋轉(zhuǎn)之后的示圖。元件條72的研磨表面G為將晶片71切割成細(xì)長條72之后形成的切割表面。
圖7為在與圖6C相同的方向上觀看得到的元件條72的局部詳圖。圖7表示整個元件條72中的一個薄膜磁性元件61和一個測量元件62。雖然為了說明的目的，將薄膜磁性元件61和測量元件62表示為彼此分開，但它們實際上是一起形成在一個主體中。稍后將被研磨的MR傳感器5和寫入間隙7被暴露在薄膜磁性元件61的研磨表面G上。測量元件62與薄膜磁性元件61一起形成，并且測量元件62的層結(jié)構(gòu)基本上與薄膜磁性元件61的相同。
在測量元件62中，嵌入第一電阻膜41和第二電阻膜42以代替MR傳感器5和寫入間隙7。第一電阻膜41可與MR傳感器5的結(jié)構(gòu)相同，然而，也可使用各種各樣的導(dǎo)電金屬薄膜例如NiFe、Cu、NiCr、Au、NiCu等。這同樣可適用于第二電阻膜42。第一電阻膜41沿平行于元件條72的縱向的第一縱向線43進(jìn)行布置，第二電阻膜42沿平行于元件條72的縱向的第二條縱向線44進(jìn)行布置。第一縱向線43位于與所述堆疊結(jié)構(gòu)中的MR傳感器5相同的等級。第二縱向線44可位于與寫入間隙7相同的等級?？蛇x擇的，第二縱向線44在堆疊方向上可位于比寫入間隙7高的等級處，因為將MR傳感器5和寫入間隙7插入到第一和第二縱向線43、44這樣一種安排能夠在控制研磨過程中獲得較高的精度。
在測量元件62的與研磨表面G相反的一個表面上提供三個墊片。在本實施例中，第一墊片32、第二墊片33和接地墊片34提供在堆疊方向的頂表面上，即晶片71的最上層。第一墊片32通過內(nèi)信號線(在圖中由虛線表示)與第一電阻膜41連接，接著第一電阻膜41通過其它內(nèi)信號線(在圖中由虛線表示)與接地墊片34連接，而接地墊片與地電勢連接。第二墊片33以一類似的方式通過第三內(nèi)信號線(在圖中由虛線表示)與第二電阻膜42連接，第二電阻膜42接著通過第四內(nèi)信號線(在圖中以虛線表示)與公共接地墊片34連接。
圖8表示上述墊片和墊片之間的間隔的示意尺寸。雖然所述墊片按照接地墊片34、第二墊片33和第一墊片32這樣的順序布置得靠近圖7和8中的研磨表面G的邊沿，但它們(墊片34、33、32)可以按照不同的順序進(jìn)行布置。墊片和間隔的尺寸不限于所示的實施例，只要墊片之間能夠避免短路即可。
如圖7所示，薄膜磁性元件61在與墊片32、33、34相同的表面上提供有四個墊片31。這些墊片與現(xiàn)有技術(shù)中的墊片相同。其中兩個墊片與寫磁頭部分的兩個信號線連接，而另兩個與MR傳感器5的信號線連接。這些墊片還適于與外電路連接。
圖9A至9C表示測量元件62的示意排布。在圖中省略了元件條的中間部分，因為一個元件條通常具有五個或更多個薄膜磁性元件61。在圖9A中，測量元件62設(shè)置在元件條72的兩端處和鄰近的薄膜磁性元件61之間的每個間隙處。在圖9B中，測量元件62只提供在元件條72的兩端處。在圖9C中，在元件條72的兩端處和近似中間位置提供有三個測量元件62。然而，測量元件的排布不限于上述實施例。測量元件62可設(shè)置在元件條72中間部分上的每四到六個薄膜磁性元件的間隔處。測量元件62也可以設(shè)置在靠近元件條72末端的任意位置處?？蛇x擇的，可在一些測量元件62中只提供第一電阻膜41，以便優(yōu)先控制MRH，其是更重要的。因此可以各種方式配置電阻膜。然而，優(yōu)選的配置至少兩個第一電阻膜41和兩個第二電阻膜42，并且當(dāng)配置三個或更多個薄膜時，分別以在元件條72中盡可能遠(yuǎn)的相同間隔布置薄膜41和42。
圖10表示用于薄膜磁頭的研磨機的示意結(jié)構(gòu)。研磨機51具有用于研磨元件條72的旋轉(zhuǎn)研磨盤52、用于提供將元件條72壓靠在研磨盤52上的壓力的加載裝置54、和多個負(fù)荷傳送件55。當(dāng)研磨機51操作時，每個負(fù)荷傳送件55都被布置在相關(guān)的加載裝置54和用于支持元件條72的支架56之間，接收由加載裝置54產(chǎn)生的壓力，并通過支架56將元件條72壓靠在研磨盤52上。負(fù)荷傳送件55沿平行于元件條72的縱向的兩條縱向線布置在與研磨表面相對的側(cè)面上。元件條72壓靠在研磨盤52上，使元件條72的縱向定位得朝向研磨盤52的徑向。
研磨盤52是由例如Sn(錫)形成圓盤，在其表面中嵌入有金剛石研磨劑。研磨盤52與旋轉(zhuǎn)軸53連接并且通過一驅(qū)動機構(gòu)(未示出)旋轉(zhuǎn)。
加載裝置54可以是例如電磁或液壓致動器。每個加載裝置54和負(fù)荷傳送件55優(yōu)選的布置在與測量元件62的第一和第二電阻膜41、42中的每一個相對應(yīng)的位置處。然而，加載裝置54和負(fù)荷傳送件55的排布方式不局限于上述。例如，加載裝置54和負(fù)荷傳送件55的數(shù)量可以小于第一和第二電阻膜41、42的數(shù)量。
其上安裝有元件條72的支架56表面由凹槽57分割成多個部分，每個部分對應(yīng)于相關(guān)的負(fù)荷傳送件55和支架56之間的一個接觸點。例如，在圖10所示的實施例中，支架56的表面被分割成2×4個部分。這種安排方式允許每個傳送件55只在傳送件55的周圍施加壓力。
加載裝置54與控制單元58連接，所述控制單元基于第一和第二電阻膜41、42的電阻值執(zhí)行反饋控制，從而將根據(jù)設(shè)計要求獲得MRH和進(jìn)深高度TH。
研磨機51的結(jié)構(gòu)可與現(xiàn)有技術(shù)的研磨機相同，除了加載裝置54和負(fù)荷傳送件55是提供在一個以上的行中。其細(xì)節(jié)在日本專利公開文本第101634/2001、863/99和10-7231/98號中有所描述。例如，可將研磨機51配置為在垂直于元件條72的研磨表面G的方向上旋轉(zhuǎn)以便避免稱作在元件條72上的某一方向上延伸的托尾(smear)的缺陷。
接著將參照圖11說明根據(jù)本發(fā)明的用于研磨元件條的方法序列。首先，在基底1上布置上述從電介質(zhì)層2到保護(hù)層20的各層。在該序列期間，沿平行于元件條72的縱向的第一縱向線43在元件條72的研磨表面G(還未形成)上預(yù)先形成多個第一電阻膜41(步驟101)。還沿平行于元件條72的縱向的第二縱向線44在元件條72的研磨表面G上預(yù)先形成多個第二電阻膜42(步驟102)。第一電阻膜41可與MR傳感器5一起形成。可在配置寫入間隙7或電介質(zhì)層18時形成第二電阻膜42。
接著，借助于機械加工工具例如鉆石輪劃片機(dicing saw)等將晶片71切割成多個細(xì)長條72，使得多個薄膜磁性元件61和測量元件62排列成一條直線(步驟103)。
然后將元件條72固定在支架56上并設(shè)置在研磨機51上。將每個測量元件62的第一墊片32、第二墊片33和接地墊片34與各信號線進(jìn)行連接，所述信號線將與控制單元58進(jìn)行連接(步驟104)。
接著，在將研磨表面G壓靠在旋轉(zhuǎn)研磨盤52上的同時研磨所述研磨表面G，其中元件條72的縱向朝向研磨盤52的徑向定位。控制單元58通過上述的信號線接收第一和第二電阻膜41、42的電阻值，并基于第一電阻膜41和第二電阻膜42的各個電阻值調(diào)節(jié)每個加載裝置54的壓力，以便控制研磨表面G相對于縱向和垂直于縱向的方向的研磨量(步驟105)。
圖12表示在該步驟中所使用的一電阻膜的高度(研磨量)和電阻值之間的相互關(guān)系的一個示例。橫坐標(biāo)表示電阻膜42的高度，即研磨之后電阻膜的剩余高度，其是在垂直于ABS的方向上測量的?？v坐標(biāo)表示與第二電阻膜42的電阻膜高度對應(yīng)的電阻值。電阻值一般隨著電阻膜的研磨而趨于增加，電阻膜的研磨將使電阻膜的高度降低。換句話說，隨著研磨的進(jìn)行，電阻值在圖中從右向左變化。因此，通過提前準(zhǔn)備圖12中所示的相互關(guān)系(第二相互關(guān)系)并通過參照所述相互關(guān)系確定是否獲得了一規(guī)定的電阻值而可以容易地檢測研磨的期望數(shù)量。作為例子，圖12示出第二電阻膜42的目標(biāo)高度是0.7μm，并且當(dāng)電阻值達(dá)到210Ω時，就獲得了所述目標(biāo)高度。
通過提前準(zhǔn)備一類似的相關(guān)關(guān)系(第一相互關(guān)系)，可以按與圖12中所示的第二電阻膜42的高度相同的方式控制第一電阻膜41的高度。另外，如果第一電阻膜41和第二電阻膜42的組成和尺寸相同，則第一和第二相互關(guān)系是相同的。在該情況下，只需要提前準(zhǔn)備一個相互關(guān)系并在控制中參考。
以這種方式，不但在元件條72的縱向上而且在垂直于縱向的方向上都可以監(jiān)視和控制研磨量，并且可根據(jù)設(shè)計要求形成MR傳感器(MRH)和感應(yīng)電磁換能器(進(jìn)深高度TH)中的每一個。圖13A和13B示意地表示本發(fā)明實施例的效果。例如，如果以傾斜的位置將元件條72固定在支架56上，那么就不會沿“平”的線研磨元件條72，而是沿圖13A中的“傾斜1”線或“傾斜2”線進(jìn)行研磨。換句話說，如果只通過第一電阻膜41監(jiān)視研磨量，那么元件條72在第一電阻膜41的位置處就被正確的研磨，然而，例如當(dāng)元件條72沿“傾斜1”線或“傾斜2”線進(jìn)行研磨時，就不能檢測元件條72在第一電阻膜41以外的位置處是否以規(guī)定數(shù)量進(jìn)行了研磨。正相反，在本發(fā)明中，如果元件條72沿傾斜的線進(jìn)行研磨，則布置在寫入磁頭部分附近的第二電阻膜42的電阻值將發(fā)生分支，如圖13B所示，從而可容易檢測元件條72是沿傾斜線進(jìn)行的研磨。
接著，基于樣本檢驗實際薄膜磁頭的特性變化以便量化的評估本發(fā)明的效果。所述樣本是具有圖4中所示的剖面結(jié)構(gòu)的薄膜磁頭。根據(jù)本發(fā)明的樣本提供有第一和第二電阻膜，而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的樣本只提供有第一電阻膜。分別根據(jù)本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)制造一百個樣本。詳細(xì)的測試條件如下所述晶片直徑約9cmΦ(3.5英寸Φ)研磨中晶片的轉(zhuǎn)數(shù)7200rpm測量位置中間圓周位置(距中心約3cm(1.2英寸))寫入電流30mA，頻率270MHz讀取電流3.0mA磁頭的有效寫入寬度0.25μm磁頭的有效讀取寬度0.17μm圖14A和14B分別為以柱狀圖表示的輸出功率的測量結(jié)果，圖14A表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的樣本的測試結(jié)果，圖14B表示根據(jù)本發(fā)明實施例的樣本的測試結(jié)果。輸出偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)從0.414mV降低至0.248mV，平均輸出從1.499mV增加至1.61mV。因此，證實輸出的絕對值和偏差都得到了改進(jìn)。
圖15A和15B分別以柱狀圖的形式示出了重寫特性的測量結(jié)果，圖15A表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的樣本的測試結(jié)果，圖15B表示根據(jù)本發(fā)明實施例的樣本的測試結(jié)果。重寫特性以dB為單位由比VLF’/VLF來定義，更精確的定義為OW比＝-20Log10(VLF’/VLF)。VLF代表寫入到記錄介質(zhì)中的預(yù)定低頻信號圖案的峰值輸出。VLF’代表在將具有峰值輸出VHF的預(yù)定高頻信號圖案寫入(重寫)到記錄介質(zhì)中之后記錄介質(zhì)中的低頻信號圖案的殘留成分的峰值輸出。因此，較大的OW比對應(yīng)于較好的寫性能(重寫性能)。OW比的變差從2.909dB降低至1.288dB，而平均OW比從37.09dB增加至39.26dB。因此，證實OW比的絕對值和偏差都得到了改進(jìn)。
通過前述說明，根據(jù)本發(fā)明的用于研磨元件條的方法能夠改進(jìn)進(jìn)深高度以及MR高度的處理精度。因此，本發(fā)明可提供一種薄膜磁頭，其中寫入特性和讀取特性的變差將得到抑制，從而即使需要較高的面密度，也能夠得到滿意的產(chǎn)品收得率。
雖然已經(jīng)詳細(xì)示出和說明了本發(fā)明的某一優(yōu)選實施例，但應(yīng)該理解在不脫離后附權(quán)利要求的精神或范圍的情況下，可產(chǎn)生各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于研磨細(xì)長元件條的表面的方法，所述細(xì)長元件條具有排列成一條直線的多個薄膜磁性元件，每個所述薄膜磁性元件在一堆疊結(jié)構(gòu)中具有用于從一記錄介質(zhì)讀取磁記錄的磁阻傳感器和用于將磁記錄寫入到所述記錄介質(zhì)中的感應(yīng)電磁換能器，所述元件條的表面是一研磨表面，從而該表面借助研磨能夠形成一空氣軸承表面，所述方法包括步驟沿與元件條的縱向平行的第一縱向線提前在研磨表面上提供第一電阻膜；沿與元件條的縱向平行的第二縱向線提前在研磨表面上提供第二電阻膜；和研磨所述研磨表面的同時將元件條壓靠在一旋轉(zhuǎn)研磨盤上，使元件條的縱向定位朝向一研磨盤的徑向；測量第一和第二電阻膜的電阻值，和基于所述第一電阻膜和第二電阻膜的電阻值控制研磨表面在縱向和垂直于縱向的方向上的研磨量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中提供第一電阻膜和第二電阻膜的步驟包括在鄰近的薄膜磁性元件之間和/或在元件條的縱向上的一端或兩端處布置多個測量元件，每個都提供有第一電阻膜和第二電阻膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在縱向上基本以相同的間隔布置所述測量元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述薄膜磁性元件具有按照該順序堆疊的磁阻傳感器和/或感應(yīng)電磁換能器的寫入間隙，并且第一和第二縱向線中的任一個位于一堆疊方向上的寫入間隙的上側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在研磨表面之外的一個表面上提前提供用于測量第一和第二電阻膜的電阻值的墊片的步驟，其中研磨研磨表面的步驟包括通過所述墊片測量第一和第二電阻膜的電阻值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述墊片包括用于測量第一電阻膜的電阻值的第一墊片，用于測量第二電阻膜的電阻值的第二墊片，和用于提供對第一和第二墊片公用的地電勢的第三墊片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括計算第一電阻膜的電阻值和其研磨量之間的第一相互關(guān)系和第二電阻膜的電阻值和其研磨量之間的第二相互關(guān)系的步驟，其中研磨研磨表面的步驟包括基于所述第一和第二相互關(guān)系控制研磨量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一相互關(guān)系和第二相互關(guān)系相同。
9.一種晶片，包括多個薄膜磁性元件，每個所述薄膜磁性元件在一堆疊結(jié)構(gòu)中具有用于從一記錄介質(zhì)讀取磁記錄的磁阻傳感器和用于將磁記錄寫入到所述記錄介質(zhì)中的感應(yīng)電磁換能器；和提供在一研磨表面上的第一電阻膜和第二電阻膜，所述研磨表面是在將晶片切割成預(yù)定形狀的部分之后形成的；其中沿與所述部分的縱向平行的第一縱向線提供所述第一電阻膜，和沿與所述部分的縱向平行的第二縱向線提供所述第二電阻膜，和所述第一和第二電阻膜的電阻值隨著研磨表面的研磨而改變。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片，其中所述部分是一細(xì)長條，其具有在一單獨支線上對齊的薄膜磁性元件，所述每個薄膜磁性元件具有一個面對垂直所述元件條的縱向的方向的表面，所述表面是研磨表面，從而它借助于研磨而能形成一空氣軸承表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片，其中所述第一電阻膜和第二電阻膜提供在測量元件中，并且測量元件布置在鄰近的薄膜磁性元件之間，和/或在所述元件條的縱向中的一端或兩端處。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片，其中在縱向上基本以相同的間隔布置所述測量元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片，其中所述薄膜磁性元件具有按照該順序堆疊的磁阻傳感器和/或感應(yīng)電磁換能器的寫入間隙，并且第一和第二縱向線中的任一個位于一堆疊方向上的寫入間隙的上側(cè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片，還包括位于研磨表面之外的一個表面上的用于測量第一和第二電阻膜的電阻值的墊片。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的晶片，其中所述墊片包括用于測量第一電阻膜的電阻值的第一墊片，用于測量第二電阻膜的電阻值的第二墊片，和用于提供對第一和第二墊片公用的地電勢的第三墊片。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片，其中所述第一電阻膜和第二電阻膜是完全相同的。
17.一種用于研磨細(xì)長元件條的表面的裝置，所述細(xì)長元件條具有排列成一條直線的多個薄膜磁性元件，每個所述薄膜磁性元件在一堆疊結(jié)構(gòu)中具有用于從一記錄介質(zhì)讀取磁記錄的磁阻傳感器和用于將磁記錄寫入到所述記錄介質(zhì)中的感應(yīng)電磁換能器，所述元件條的表面是一研磨表面，從而該表面借助研磨能夠形成一空氣軸承表面，其中所述裝置基于沿平行于所述元件條的縱向的第一縱向線的多個位置處的研磨量和沿平行于所述元件條的縱向的第二縱向線的多個位置處的研磨量控制在元件條的縱向和垂直于縱向的方向上的元件條的研磨量。
18.一種用于研磨細(xì)長元件條的裝置，包括用于研磨所述元件條的旋轉(zhuǎn)研磨盤，其中所述細(xì)長元件條具有排列成一條直線的多個薄膜磁性元件，每個所述薄膜磁性元件在一堆疊結(jié)構(gòu)中具有用于從一記錄介質(zhì)讀取磁記錄的磁阻傳感器和用于將磁記錄寫入到所述記錄介質(zhì)中的感應(yīng)電磁換能器，所述元件條的表面是一研磨表面，從而該表面借助研磨能夠形成一空氣軸承表面；加載裝置，用于提供壓力以便將元件條壓靠在所述旋轉(zhuǎn)研磨盤上；和設(shè)置在與所述元件條的研磨表面相對的側(cè)面上的多個負(fù)荷傳送件，它們是沿平行于元件條的縱向的兩條縱向線布置的并且適于接收由所述加載裝置產(chǎn)生的壓力和將所述元件條壓靠在所述研磨盤上，同時使元件條的縱向指向所述研磨盤的徑向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于研磨細(xì)長元件條的表面的方法，所述細(xì)長元件條具有排列成一條直線的多個薄膜磁性元件，每個所述薄膜磁性元件在一堆疊結(jié)構(gòu)中具有用于從一記錄介質(zhì)讀取磁記錄的磁阻傳感器和用于將磁記錄寫入到所述記錄介質(zhì)中的感應(yīng)電磁換能器，所述元件條的表面是一研磨表面，從而該表面借助研磨能夠形成一空氣軸承表面。所述方法包括步驟沿與元件條的縱向平行的第一縱向線提前在研磨表面上提供第一電阻膜；和沿與元件條的縱向平行的第二縱向線提前在研磨表面上提供第二電阻膜。所述方法還包括步驟研磨所述研磨表面的同時，將元件條壓靠在一旋轉(zhuǎn)研磨盤上，使元件條的縱向定位朝向研磨盤的徑向；測量第一和第二電阻膜的電阻值，和基于所述第一電阻膜和第二電阻膜的電阻值控制研磨表面在縱向和垂直于縱向的方向上的研磨量。
文檔編號G11B5/127GK1697024SQ200510067079
公開日2005年11月16日 申請日期2005年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者溝口義之, 山田和秀, 梅原剛, 大山信也, 小出宗司 申請人:Tdk株式會社