專利名稱：層積體的研磨量檢測元件、晶體、以及層積體的研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在層積體研磨中所使用的研磨量檢測元件、晶圓、以及采 用該研磨量檢測元件進(jìn)行層積體研磨的方法，尤其是涉及硬盤裝置用薄膜磁頭 的研磨加工中所使用的研磨量檢測元件的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
硬盤裝置用薄膜磁頭的制造大致經(jīng)過晶圓工序、磁頭滑塊工序、以及組裝 工序。晶圓工序是指,利用薄膜制造技術(shù)在晶圓上形成讀取元件(磁場檢測傳 感器)或?qū)懭朐倪^程。磁頭滑塊工序是指，，晶圓切割成長形條，并對(duì)這 些長形條進(jìn)行研磨從而形成介質(zhì)對(duì)置面，同時(shí)分離每個(gè)磁頭滑塊的過程。組裝 工序是指，將'完成的磁頭滑塊組裝成磁頭折片組合等的最終產(chǎn)品的過程。'在本 說明書中，把進(jìn)行研磨加工之前的，將成為長形條或》茲頭滑塊的介質(zhì)對(duì)置面的 一面稱為研磨面。
在》茲頭滑塊工序中，通過切斷及研磨加工，由晶圓制作出具有M^定尺寸的 多個(gè)磁頭滑塊。在該磁頭滑塊工序中，對(duì)研磨面進(jìn)行研磨而形成介質(zhì)對(duì)置面的 工序是決定磁頭滑塊特性、尤其是決定讀取元件特性的重要工序，因此要求其 有納米級(jí)的尺寸精度，并提出了各種實(shí)施方案。作為其中的一種方案，揭示了 一種并非在實(shí)際成上成為元件的部位上，而是在后工序中將被切斷的切斷間隙 部上設(shè)置測量用元件，并測量該元件的阻抗值，同時(shí)為獲得規(guī)定尺寸而對(duì)該元 件進(jìn)行研磨的方法。此研磨方法的技術(shù)概況如下所述。
在晶圓工序中，通常在將成為磁頭滑塊的元件部位的周圍形成切斷間隙 部。在向宅從橫方向延伸的切斷間隙部中，沿著其中的一個(gè)方向?qū)⒕A;f刀割成長 形條，這些長形條上交替配置有將成為磁頭滑塊的部位，以及與被切斷的切斷 間隙部相交叉的切斷間隙部。在加工成長形條時(shí)位于^茲頭滑塊部之間的切斷間
隙部上，事先在晶圓工序中形成一種被稱為RLG (Resistance Lapping Guide) 或ELG (Electric Lapping Guide)的，研磨介質(zhì)對(duì)置面時(shí)所使用的阻抗膜。 另外，讀取元件是事先從將成為介質(zhì)對(duì)置面的一面伸出而形成的，因此阻抗膜 的形成也要與此相結(jié)合，即從將成為介質(zhì)對(duì)置面的一面伸出。而且阻抗膜的兩 端則與設(shè)置在晶圓切斷間隙部表面的2個(gè)觸片電氣連接著。當(dāng)研磨所述研磨面 時(shí)，讀取元件也會(huì)被研磨。與此同時(shí)所述阻抗膜也會(huì)被研磨，隨著其橫截面積 的減少電阻將會(huì)發(fā)生變化。此時(shí)，通過電線接頭或探針將2個(gè)觸片連接到測量 器上，并測量其電阻。如果事先求出阻抗膜的阻抗值與研磨量之間的關(guān)系，則 根據(jù)監(jiān)測阻抗值就可以控制讀取元件的研磨量。
由于在該方法中所利用的并非是將成為元件的部位，而是最終將被切斷的 部位，因此具有可以防止ESD (靜電放電)等原因?qū)е碌钠茐牡膬?yōu)點(diǎn)。而且， 像TMR (隧道磁阻效應(yīng))元件進(jìn)行研磨時(shí)由于所謂的涂沫物而無法正確檢測元 件阻抗的情況下，也能通過該方法有效地進(jìn)行測量。在專利文獻(xiàn)l中，2個(gè)觸 片形成為三角形，并將各自長邊相鄰接，以使配置成整體呈長方形的形狀。根 據(jù)此方法，可以減少連接在各觸片上的電線等被纏在一起或相互干涉的可能 性，因此即使設(shè)置觸片的部位狹窄也能設(shè)置好觸片。
專利文獻(xiàn)l:特開2002-245606號(hào)公4艮
由于觸片是通過電線接頭或探針與探測器連接的，因此要求這些觸片具有 一定的大小。在4吏用電線接頭的情況下，由于受到電線接頭的線徑、電線接頭 機(jī)的精度等限制，因而需要保證觸片具有一定的尺寸。在使用探針法的情況下， 也會(huì)受到探針直徑的約束，因而觸片間需要保持一定的距離，以使增加觸片的 設(shè)置面積。而且，現(xiàn)有技術(shù)中，為了確保觸片的設(shè)置面積，需要設(shè)置一定程度 大小的切斷間隙部。
然而，增大切斷間隙部會(huì)牽連著從相關(guān)一張晶圓中獲取磁頭滑塊的個(gè)數(shù)減 少的現(xiàn)象。
而切斷間隙部與磁頭滑塊的大小無關(guān)，因而隨著今后磁頭滑塊小型化的發(fā) 展，切斷間隙部在晶圓中所占的比率相對(duì)增加，并且由于高密度集成與采集多
個(gè)的原因，限制成本的降低。還有，如果進(jìn)行磁頭滑塊的小型化，則磁頭滑塊 的高度(與介質(zhì)對(duì)置面垂直方向上的磁頭滑塊的尺寸)也會(huì)減少，這樣不僅對(duì)
測量產(chǎn)生嚴(yán)重影響而且很難設(shè)置2個(gè)觸片。當(dāng)選擇飛米級(jí)的磁頭滑塊(femto slider )時(shí)，磁頭滑塊的高度是比皮米磁頭滑塊(pico slider )小70ijm的230|jm, 設(shè)法對(duì)應(yīng)觸片的形狀及配置也存在一定的局限性。
還想到了在相鄰的長形條之間設(shè)置切斷間隙部，并將晶圓4安長形條并排的 模塊形狀切割的方法。此時(shí)，在模塊狀態(tài)下對(duì)每個(gè)長形條進(jìn)行研磨，對(duì)一列長 形條的研磨結(jié)束就將其切成長形條，并重復(fù)相同的工序。在這種方法中，每個(gè) 長形條內(nèi)的切斷間隙部的寬度容易變小，這樣的話將4艮難在模塊的最終長形條 上設(shè)置觸片，并無法保證研磨的精度。而且，相反地，也要考慮縮小長形條之 間的切斷間隙部寬度較難的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可以減少觸片設(shè)置面積的用于磁場檢測傳感器的研磨 量^r測元件。
本發(fā)明提供的研磨量檢測元件，是一種包含基板與磁場檢測傳感器的層積 體的研磨量檢測元件。 一種研磨量檢測元件，其與磁場檢測傳感器一同暴露地 設(shè)置在所述層積體的研磨面上，并具備其阻抗值根據(jù)研磨量發(fā)生變化的阻抗 膜、以及與所述阻抗膜的 一端電氣連接的并設(shè)置在所述層積體的與研磨面不同 的面上，且用于測量阻抗值的觸片。另外，阻抗膜的另一端則電氣連4^在所述 基板上。
由于阻抗膜的一端通過基板接地，因而沒有必要像現(xiàn)有技術(shù)那樣設(shè)置兩端 連接著阻抗膜的2個(gè)觸片。而只需要1個(gè)連接到阻抗膜一端的觸片即可。而且， 由于觸片上連接有電線接頭或探針，因此所述觸片需要具有一定的面積。在此， 所謂僅需要l個(gè)觸片是指，可以大大減少設(shè)置觸片時(shí)所需要的面積，并能從一 張晶圓中制造出更多的含^茲場;險(xiǎn)測傳感器的層積體。
優(yōu)選的，通過將每個(gè)層積體沿層積方向延伸的連接部件對(duì)阻抗膜與觸片之 間、以及對(duì)阻抗膜與基板之間進(jìn)行連接。
另外，本發(fā)明提供的晶圓鄰接在含磁場檢測傳感器的磁頭滑塊部，并設(shè)有 含所迷研磨量4企測元件的切斷間隙部。
另外，本發(fā)明提供的一種層積體的研磨方法，其包括如下步驟提供一種 層積體的步驟，該層積體包括基板、磁場檢測傳感器、阻抗膜以及觸片，該阻 抗膜與磁場檢測傳感器一同暴露地設(shè)置在層積體的研磨面上，阻抗膜的一端電 氣連接在基板上，且該阻抗膜的另一端電氣連接在觸片上；使基板接地的步驟； 以及根據(jù)觸片監(jiān)測所述阻抗膜的阻抗值，同時(shí)對(duì)研磨面進(jìn)行研磨的步驟。
發(fā)明效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明可以減少一半的觸片設(shè)置凄t量。從而，可以減少觸 片的設(shè)置面積，可以提供用于磁場檢測傳感器的研磨量檢測元件。


圖1是設(shè)有本發(fā)明一實(shí)施方式所涉及的研磨量檢測元件的晶圓及長形條的 立體圖。
圖2是磁頭滑塊部及切斷間隙部的局部放大圖。 圖3是表示研磨量檢測元件整體的概念上的立體圖。 圖4是表示本發(fā)明研磨量檢測元件中阻抗膜的研磨時(shí)間與阻抗值之間關(guān)系 的曲線圖。
圖5是表示本發(fā)明研磨量4全測元件中阻抗膜的研磨時(shí)間與阻抗值之間關(guān)系 的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
接下來，結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明涉及的研磨量一全測元件。圖l是設(shè)有本 發(fā)明一實(shí)施方式所涉及的研磨量檢測元件的晶圓及長形條的立體圖。其中，圖
1中的(a)是從晶圓層積方向上方(圖中用白空心箭頭表示)觀察的晶圓的外 形略圖。在晶圓1中，硅等基板上以二維形狀排列有多個(gè)磁頭滑塊部3。各不茲 頭滑塊部3是具有磁場檢測傳感器(如后述的MR元件10等)的石茲頭滑塊。各 i茲頭滑塊部3的周圍形成有切斷間隙部4a、 4b。另外，圖1中的(b)與圖1 (a)相同，是從晶圓層積方向的上方(圖中用白空心箭頭表示)觀察的切割 成長形條時(shí)的長形條的外形略圖。還有，圖1中的(c)是以長形條的切割面 為上方觀察的，即將長形條按圖1 (b)中的旋轉(zhuǎn)箭頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)后的長形條的立 體圖。如圖1 (a)所示，沿著切斷間隙部4a將晶圓l切割成長形條2，其中 切割面的一側(cè)就成為通過研磨形成介質(zhì)對(duì)置面的研磨面G。長形條2上交替排 列有形成磁頭滑塊的;茲頭滑塊部3及切斷間隙部4b。在對(duì)長形條2的研:磨面G 進(jìn)行研磨而形成介質(zhì)對(duì)置面S后，將長形條2切割成單個(gè)磁頭滑塊時(shí)，該切斷 間隙部4b則用作切割線。
接著，圖2是由磁頭滑塊部及切斷間隙部構(gòu)成的層積體的部分放大圖。該 圖2與圖1 (c) 一樣，是從相同的方向觀察的結(jié)果。在圖2中，切開表示了磁
頭滑塊部與切斷間隙部，但實(shí)際上是一體的。
磁頭滑塊部3是，從層積方向的下方起按順序依次堆積基板5、絕緣層6、 下部屏蔽層8、屏蔽間隙膜9、 MR元件10、下部磁極層l2而形成的，其上形 成有上部磁極層14或線圈(圖未示)，并且整體被外敷層16覆蓋。
另外，所述基板5可以使用Altic(A1203. TiC)等的陶瓷材料。形成在 該基板5之上的絕緣層6可以由氧化鋁(A1203 )等的絕緣材^1"所形成。所述 下部屏蔽層8可以選用如坡莫合金(NiFe )等材料。所述屏蔽間隙膜9可以采 用如氧化鋁等材料。該屏蔽間隙膜9是堆積下部屏蔽蓋膜與上部屏蔽間隙膜(均 未圖示)而形成的。作為讀取元件的MR元件10,面向所述研磨面G可遮蔽地 設(shè)置在所述下部屏蔽間隙膜與上部屏蔽間隙膜之間。該MR元件10是使用了 AMR (各向異性磁阻效應(yīng))元件、GMR (巨磁電阻效應(yīng))元件、或TMR元件等的表 現(xiàn)出磁阻效應(yīng)的感磁膜的磁場檢測傳感器。
所述下部磁極層12不僅具備充當(dāng)記錄磁頭下部磁極層的功能，還兼?zhèn)淞?br> 充當(dāng)再生磁頭(MR元件IO)上部屏蔽層的功能，可以選用如坡莫合金或CoNiFe 等的能通過鍍膜法形成膜的磁性材料。MR元件10上連接有提供感知電流 (sense current )的電極(圖未示)。
為了使下部磁極層12與上部磁極層14相互絕緣，在介于該下部i茲極層12 與上部磁極層14之間的研磨面G —側(cè)的端面上設(shè)置了一記錄間隙13。作為該 記錄間隙13的材料，例如可以選用NiP等的能通過^l莫法形成膜的非磁性金 屬材料。
所述上部磁極層14及下部磁極層12是通過連接部(圖未示)相連接，整 體上形成為一個(gè)U形的導(dǎo)體。該上部磁極層14及下部i茲極層12之間形成有纏 繞所述連接部周圍的線圈(圖未示)。而在這些層積部的上方形成有外敷層16。 該外^:層16可以采用如氧化鋁等的絕緣材沖+。在該外^L層16的頂面上形成有 寫入觸片23、 24，以及讀取觸片25、 26。所述各個(gè)寫入觸片23、 24均通過凸 起(bump;圖未示)與所述線圈相連接。而所述各個(gè)讀取觸片25、 26也均通 過凸起(bump;圖未示)及電極與所述MR元件10相連4妄。
所述切斷間隙部4b與磁頭滑塊部3不同，其上沒有形成寫入或讀取用的 元件，但該切斷間隙部4b也是具有與所述^f茲頭滑塊部3相同膜結(jié)構(gòu)的層積體。 如圖2所示，從層積方向的下方按順序依次堆積了基板5、絕緣層6、下部屏 蔽層8、屏蔽間隙膜9、下部磁極層12，并且在其上方覆蓋了外敷層16。如同 圖2所示，該切斷間隙部4b的特點(diǎn)是形成有阻抗膜32。該阻抗膜32是被稱為 RLG或ELG的傳感器，其具有與在磁頭滑塊部3中的MR元件10相同的層積方 向上的高度，從而設(shè)置在所述屏蔽間隙膜9之間。然而，該阻抗膜32的位置 不一定設(shè)置在與MR元件IO相同水平上，例如可以i殳置在MR元件10與寫入元 件的中間位置上。另外，也可以不設(shè)置所述下部屏蔽層8及下部;茲極層12。該 阻抗膜32可以采用與MR元件IO相同的元件結(jié)構(gòu)，也可以廣泛采用NiFe、 Cu、 NiCr、 Au、 NiCu等導(dǎo)電性金屬膜。而且，所述外敷層16的層積面的上面161 上設(shè)有觸片33。
接著，圖3是表示研磨量檢測元件整體的概念上的立體圖。該圖與圖2不 同，以觸片33為上方，即是從與圖1 (b)相同的方向觀察的立體圖，而且隨 意省略了除研磨量^:測元件之外的元件。
如上所述，研磨量檢測元件31具有阻抗膜32及觸片33。阻抗膜32沿著 研磨面G平行于層積方向延伸。從該阻抗膜32的各端部向著垂直研磨面G的 方向上，延伸有與該阻抗膜電氣連接的導(dǎo)引部42、 43。該阻抗膜32的前面則 成為暴露在研磨面G的研磨部32a,通過研磨將其去除。所述MR元件10也同 樣具有暴露在研磨面G的研磨部10a，并通過研磨將其去除。當(dāng)結(jié)束規(guī)定的研 磨加工，磁頭滑塊部3上就能形成介質(zhì)對(duì)置面S。從所述導(dǎo)引部42的與阻抗膜 32相反側(cè)的終端部46附近起，朝著層積方向的上方形成有凸起44,其電氣連 接于觸片33。另一方面，從所述導(dǎo)引部43的與阻抗膜32相反側(cè)的終端部47 附近起，朝著層積方向的下方形成有凸起45,其電氣連接于基板5上。所述觸 片33是為了測量隨著進(jìn)行研磨部32a的研磨所發(fā)生的阻抗膜32的阻抗值的變 化而設(shè)置的。如圖2所示，為了同時(shí)形成寫入觥片23、 24及讀取觸片25、 26, 將該觸片設(shè)置在所述外敷層16的層積面的上面161，當(dāng)然，也可以形成在與層 積體研磨面G不同面中的任意一個(gè)面上。
在進(jìn)行研磨時(shí)，首先將基板5以適當(dāng)?shù)姆椒ń拥?。從而使電氣連接在基板 上的導(dǎo)引部43及阻抗膜32的端部48也處于接地電^i。例如，所述基斗反5采 用約30訂iC、約70%A12O3的燒結(jié)產(chǎn)品時(shí)，具有良好的導(dǎo)通性。與此同時(shí)，所 述觸片33則通過電線接頭或探針連接到測量裝置(圖未示)上。而且，對(duì)研 磨面G進(jìn)行研磨時(shí)，所述阻抗膜32的研磨部32a也與MR元件10的研磨部10a 一同被研磨。根據(jù)研磨量該阻抗膜32的橫截面積A將減少，從而阻抗膜32的 阻抗值將增大。用測量裝置監(jiān)視該阻抗值并繼續(xù)進(jìn)行研磨，當(dāng)達(dá)到規(guī)定阻抗值 時(shí)停止研磨。如果事先獲知阻抗值與MR元件10的研磨量之間的關(guān)系，則可以 根據(jù)規(guī)定的MR高度(在與介質(zhì)對(duì)置面垂直的方向上測量的MR元件10的高度) 纟冬止研磨加工。 -
如上所述，在本發(fā)明實(shí)施例中將所述阻抗膜32的一端通過基板5接地， 因此不必〗象現(xiàn)有技術(shù)那樣在一個(gè)切斷間隙部上^:置2個(gè)觸片。/人而，切斷間隙 部4b的寬度^艮難根據(jù)觸片的配置來控制，并容易縮小切斷間隙部。還有，通 過采用飛米級(jí)的磁頭滑塊(femto slider)等情況可以縮小磁頭滑塊的高度H (參照?qǐng)D2)，即使切斷間隙部的高度H也隨著縮小，也可以只-沒置一個(gè)觸片， 因此容易操作。而且，只有一個(gè)電線接頭的連接處，因此相鄰的電線接頭之間 互不干涉，并可以減弱對(duì)電線接頭的精度要求。同樣地，使用探針時(shí)，相鄰的 探針之間也互不干涉，因而無需限制探針的直徑。并且，由于電線4妄頭之間、 或探針之間互不干涉，因此擴(kuò)大了觸片連接方法的自由度，也涉及到了觸片自 身平面面積的縮小。另外，在本發(fā)明實(shí)施例中，需要新設(shè)置連接阻抗膜與基板 的凸起，然而這些凸起可以通過現(xiàn)有技術(shù)容易形成，而且罩體也只發(fā)生最小限 度的變更。
當(dāng)使用本發(fā)明實(shí)施例提供的研磨量檢測元件重新修改切斷間隙部或觸片 的形狀等時(shí)，可以大幅度縮小切斷間隙部的.寬度，以使將其寬度從120ijm縮小 到65|jm。這對(duì)于飛米級(jí)的磁頭滑塊來說，從一張晶圓中獲取的磁頭滑塊數(shù)約增 加7%。
圖4、 5是表示本發(fā)明研磨量檢測元件中阻抗膜的研磨時(shí)間與阻抗值之間 關(guān)系的曲線圖。其中，圖4是對(duì)一個(gè)長形條的9處阻抗膜進(jìn)^i則量的結(jié)果，圖 5是對(duì)其他長形條的9處阻抗膜進(jìn)行測量的結(jié)果。在各個(gè)圖中，橫軸表示時(shí)間， 縱軸表示阻抗值(均為同一刻度)。研磨加工則進(jìn)行到所述阻抗膜32的直流 阻抗達(dá)到30歐姆為止。通常情況下，阻抗值隨著時(shí)間(研磨)逐漸增加，在 中部其增加趨勢加劇，之后又逐漸增加，形成猶如S形的彎曲曲線，而這些獲 得的曲線表示著與現(xiàn)有技術(shù)相同的傾向。而且，相同長形條內(nèi)的各阻抗膜、以 及不同長形條之間的隔阻抗膜大體上表示一定的傾向，并可以確認(rèn)如果事先取 得這些曲線就可以按照與現(xiàn)有技術(shù)相同的方法控制MR元件研磨量的狀況。
權(quán)利要求
1.一種研磨量檢測元件，包含基板與磁場檢測傳感器的層積體，其特征在于該元件具備阻抗膜，其與所述磁場檢測傳感器一同暴露地設(shè)置在所述層積體的研磨面上，并且其阻抗值根據(jù)研磨量發(fā)生變化；以及觸片，其與所述阻抗膜的一端電氣連接，并形成于所述層積體的與所述研磨面不同的面上，用于測量所述阻抗值，在此，所述阻抗膜的另一端電氣連接在所述基板上。
2. 如權(quán)利要求1所述的研磨量檢測元件，其特征在于所述阻抗膜與所 述觸片之間、以及所述阻抗膜與所述基板之間是通過每個(gè)層積體沿層積方向延 伸的連接部件相連接的。
3. —種晶圓，其特征在于該晶圓與含有磁場斥全測傳感器的磁頭滑塊部 相鄰接，并設(shè)置有含權(quán)利要求1或2所述的研磨量檢測元件的切斷間隙部。
4. 一種層積體的研磨方法，其特征在于包括如下步驟提供一種層積體 的步驟，該層積體包括基板、石茲場^企測傳感器、阻抗膜以及觸片，該阻抗膜與 所述磁場檢測傳感器一同暴露地設(shè)置在所述層積體的研磨面上，所述阻抗膜的 一端電氣連接在所述基板上，且該阻抗膜的另一端電氣連接在所述觸片上；使 所述基板接地的步驟；以及根據(jù)所述觸片監(jiān)測所述阻抗膜的阻抗值，同時(shí)對(duì)所 述研磨面進(jìn)行研磨的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以減少觸片設(shè)置面積的用于磁場檢測傳感器的研磨量檢測元件。本發(fā)明提供的研磨量檢測元件31是一種含有基板5及磁場檢測傳感器10的層積體的研磨量檢測元件。該研磨量檢測元件31，與磁場檢測傳感器10一同暴露地設(shè)置在所述層積體的研磨面G上，并具備其阻抗值根據(jù)研磨量發(fā)生變化的阻抗膜32；以及與該阻抗膜32的一端電氣連接的，設(shè)置在所述層積體的與研磨面G不同的面上，且用于測量阻抗值的觸片33。另外，該阻抗膜32的另一端則電氣連接在所述基板5上。
文檔編號(hào)G11B5/31GK101113996SQ20071012645
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者袋井修 申請(qǐng)人:新科實(shí)業(yè)有限公司