专利名称：层积体的研磨量检测元件、晶体、以及层积体的研磨方法
技术领域：
本发明涉及一种在层积体研磨中所使用的研磨量检测元件、晶圓、以及采 用该研磨量检测元件进行层积体研磨的方法，尤其是涉及硬盘装置用薄膜磁头 的研磨加工中所使用的研磨量检测元件的结构。
背景技术：
硬盘装置用薄膜磁头的制造大致经过晶圓工序、磁头滑块工序、以及组装 工序。晶圆工序是指,利用薄膜制造技术在晶圓上形成读取元件(磁场检测传 感器)或写入元件的过程。磁头滑块工序是指，，晶圆切割成长形条，并对这 些长形条进行研磨从而形成介质对置面，同时分离每个磁头滑块的过程。组装 工序是指，将'完成的磁头滑块组装成磁头折片组合等的最终产品的过程。'在本 说明书中，把进行研磨加工之前的，将成为长形条或》兹头滑块的介质对置面的 一面称为研磨面。
在》兹头滑块工序中，通过切断及研磨加工，由晶圆制作出具有M^定尺寸的 多个磁头滑块。在该磁头滑块工序中，对研磨面进行研磨而形成介质对置面的 工序是决定磁头滑块特性、尤其是决定读取元件特性的重要工序，因此要求其 有纳米级的尺寸精度，并提出了各种实施方案。作为其中的一种方案，揭示了 一种并非在实际成上成为元件的部位上，而是在后工序中将被切断的切断间隙 部上设置测量用元件，并测量该元件的阻抗值，同时为获得规定尺寸而对该元 件进行研磨的方法。此研磨方法的技术概况如下所述。
在晶圓工序中，通常在将成为磁头滑块的元件部位的周围形成切断间隙 部。在向宅从横方向延伸的切断间隙部中，沿着其中的一个方向将晶圓;f刀割成长 形条，这些长形条上交替配置有将成为磁头滑块的部位，以及与被切断的切断 间隙部相交叉的切断间隙部。在加工成长形条时位于^兹头滑块部之间的切断间
隙部上，事先在晶圆工序中形成一种被称为RLG (Resistance Lapping Guide) 或ELG (Electric Lapping Guide)的，研磨介质对置面时所使用的阻抗膜。 另外，读取元件是事先从将成为介质对置面的一面伸出而形成的，因此阻抗膜 的形成也要与此相结合，即从将成为介质对置面的一面伸出。而且阻抗膜的两 端则与设置在晶圆切断间隙部表面的2个触片电气连接着。当研磨所述研磨面 时，读取元件也会被研磨。与此同时所述阻抗膜也会被研磨，随着其横截面积 的减少电阻将会发生变化。此时，通过电线接头或探针将2个触片连接到测量 器上，并测量其电阻。如果事先求出阻抗膜的阻抗值与研磨量之间的关系，则 根据监测阻抗值就可以控制读取元件的研磨量。
由于在该方法中所利用的并非是将成为元件的部位，而是最终将被切断的 部位，因此具有可以防止ESD (静电放电)等原因导致的破坏的优点。而且， 像TMR (隧道磁阻效应)元件进行研磨时由于所谓的涂沫物而无法正确检测元 件阻抗的情况下，也能通过该方法有效地进行测量。在专利文献l中，2个触 片形成为三角形，并将各自长边相邻接，以使配置成整体呈长方形的形状。根 据此方法，可以减少连接在各触片上的电线等被缠在一起或相互干涉的可能 性，因此即使设置触片的部位狭窄也能设置好触片。
专利文献l:特开2002-245606号公4艮
由于触片是通过电线接头或探针与探测器连接的，因此要求这些触片具有 一定的大小。在4吏用电线接头的情况下，由于受到电线接头的线径、电线接头 机的精度等限制，因而需要保证触片具有一定的尺寸。在使用探针法的情况下， 也会受到探针直径的约束，因而触片间需要保持一定的距离，以使增加触片的 设置面积。而且，现有技术中，为了确保触片的设置面积，需要设置一定程度 大小的切断间隙部。
然而，增大切断间隙部会牵连着从相关一张晶圆中获取磁头滑块的个数减 少的现象。
而切断间隙部与磁头滑块的大小无关，因而随着今后磁头滑块小型化的发 展，切断间隙部在晶圆中所占的比率相对增加，并且由于高密度集成与采集多
个的原因，限制成本的降低。还有，如果进行磁头滑块的小型化，则磁头滑块 的高度(与介质对置面垂直方向上的磁头滑块的尺寸)也会减少，这样不仅对
测量产生严重影响而且很难设置2个触片。当选择飞米级的磁头滑块(femto slider )时，磁头滑块的高度是比皮米磁头滑块(pico slider )小70ijm的230|jm, 设法对应触片的形状及配置也存在一定的局限性。
还想到了在相邻的长形条之间设置切断间隙部，并将晶圓4安长形条并排的 模块形状切割的方法。此时，在模块状态下对每个长形条进行研磨，对一列长 形条的研磨结束就将其切成长形条，并重复相同的工序。在这种方法中，每个 长形条内的切断间隙部的宽度容易变小，这样的话将4艮难在模块的最终长形条 上设置触片，并无法保证研磨的精度。而且，相反地，也要考虑缩小长形条之 间的切断间隙部宽度较难的情况。
发明内容
本发明提供了一种可以减少触片设置面积的用于磁场检测传感器的研磨 量^r测元件。
本发明提供的研磨量检测元件，是一种包含基板与磁场检测传感器的层积 体的研磨量检测元件。 一种研磨量检测元件，其与磁场检测传感器一同暴露地 设置在所述层积体的研磨面上，并具备其阻抗值根据研磨量发生变化的阻抗 膜、以及与所述阻抗膜的 一端电气连接的并设置在所述层积体的与研磨面不同 的面上，且用于测量阻抗值的触片。另外，阻抗膜的另一端则电气连4^在所述 基板上。
由于阻抗膜的一端通过基板接地，因而没有必要像现有技术那样设置两端 连接着阻抗膜的2个触片。而只需要1个连接到阻抗膜一端的触片即可。而且， 由于触片上连接有电线接头或探针，因此所述触片需要具有一定的面积。在此， 所谓仅需要l个触片是指，可以大大减少设置触片时所需要的面积，并能从一 张晶圓中制造出更多的含^兹场;险测传感器的层积体。
优选的，通过将每个层积体沿层积方向延伸的连接部件对阻抗膜与触片之 间、以及对阻抗膜与基板之间进行连接。
另外，本发明提供的晶圆邻接在含磁场检测传感器的磁头滑块部，并设有 含所迷研磨量4企测元件的切断间隙部。
另外，本发明提供的一种层积体的研磨方法，其包括如下步骤提供一种 层积体的步骤，该层积体包括基板、磁场检测传感器、阻抗膜以及触片，该阻 抗膜与磁场检测传感器一同暴露地设置在层积体的研磨面上，阻抗膜的一端电 气连接在基板上，且该阻抗膜的另一端电气连接在触片上；使基板接地的步骤； 以及根据触片监测所述阻抗膜的阻抗值，同时对研磨面进行研磨的步骤。
发明效果
如上所述，根据本发明可以减少一半的触片设置凄t量。从而，可以减少触 片的设置面积，可以提供用于磁场检测传感器的研磨量检测元件。
图1是设有本发明一实施方式所涉及的研磨量检测元件的晶圓及长形条的 立体图。
图2是磁头滑块部及切断间隙部的局部放大图。 图3是表示研磨量检测元件整体的概念上的立体图。 图4是表示本发明研磨量检测元件中阻抗膜的研磨时间与阻抗值之间关系 的曲线图。
图5是表示本发明研磨量4全测元件中阻抗膜的研磨时间与阻抗值之间关系 的曲线图。
具体实施例方式
接下来，结合附图详细说明本发明涉及的研磨量一全测元件。图l是设有本 发明一实施方式所涉及的研磨量检测元件的晶圆及长形条的立体图。其中，图
1中的(a)是从晶圆层积方向上方(图中用白空心箭头表示)观察的晶圆的外 形略图。在晶圆1中，硅等基板上以二维形状排列有多个磁头滑块部3。各不兹 头滑块部3是具有磁场检测传感器(如后述的MR元件10等)的石兹头滑块。各 i兹头滑块部3的周围形成有切断间隙部4a、 4b。另外，图1中的(b)与图1 (a)相同，是从晶圆层积方向的上方(图中用白空心箭头表示)观察的切割 成长形条时的长形条的外形略图。还有，图1中的(c)是以长形条的切割面 为上方观察的，即将长形条按图1 (b)中的旋转箭头进行旋转后的长形条的立 体图。如图1 (a)所示，沿着切断间隙部4a将晶圓l切割成长形条2，其中 切割面的一侧就成为通过研磨形成介质对置面的研磨面G。长形条2上交替排 列有形成磁头滑块的;兹头滑块部3及切断间隙部4b。在对长形条2的研:磨面G 进行研磨而形成介质对置面S后，将长形条2切割成单个磁头滑块时，该切断 间隙部4b则用作切割线。
接着，图2是由磁头滑块部及切断间隙部构成的层积体的部分放大图。该 图2与图1 (c) 一样，是从相同的方向观察的结果。在图2中，切开表示了磁
头滑块部与切断间隙部，但实际上是一体的。
磁头滑块部3是，从层积方向的下方起按顺序依次堆积基板5、绝缘层6、 下部屏蔽层8、屏蔽间隙膜9、 MR元件10、下部磁极层l2而形成的，其上形 成有上部磁极层14或线圈(图未示)，并且整体被外敷层16覆盖。
另外，所述基板5可以使用Altic(A1203. TiC)等的陶瓷材料。形成在 该基板5之上的绝缘层6可以由氧化铝(A1203 )等的绝缘材^1"所形成。所述 下部屏蔽层8可以选用如坡莫合金(NiFe )等材料。所述屏蔽间隙膜9可以采 用如氧化铝等材料。该屏蔽间隙膜9是堆积下部屏蔽盖膜与上部屏蔽间隙膜(均 未图示)而形成的。作为读取元件的MR元件10,面向所述研磨面G可遮蔽地 设置在所述下部屏蔽间隙膜与上部屏蔽间隙膜之间。该MR元件10是使用了 AMR (各向异性磁阻效应)元件、GMR (巨磁电阻效应)元件、或TMR元件等的表 现出磁阻效应的感磁膜的磁场检测传感器。
所述下部磁极层12不仅具备充当记录磁头下部磁极层的功能，还兼备了
充当再生磁头(MR元件IO)上部屏蔽层的功能，可以选用如坡莫合金或CoNiFe 等的能通过镀膜法形成膜的磁性材料。MR元件10上连接有提供感知电流 (sense current )的电极(图未示)。
为了使下部磁极层12与上部磁极层14相互绝缘，在介于该下部i兹极层12 与上部磁极层14之间的研磨面G —侧的端面上设置了一记录间隙13。作为该 记录间隙13的材料，例如可以选用NiP等的能通过^l莫法形成膜的非磁性金 属材料。
所述上部磁极层14及下部磁极层12是通过连接部(图未示)相连接，整 体上形成为一个U形的导体。该上部磁极层14及下部i兹极层12之间形成有缠 绕所述连接部周围的线圈(图未示)。而在这些层积部的上方形成有外敷层16。 该外^:层16可以采用如氧化铝等的绝缘材冲+。在该外^L层16的顶面上形成有 写入触片23、 24，以及读取触片25、 26。所述各个写入触片23、 24均通过凸 起(bump;图未示)与所述线圈相连接。而所述各个读取触片25、 26也均通 过凸起(bump;图未示)及电极与所述MR元件10相连4妄。
所述切断间隙部4b与磁头滑块部3不同，其上没有形成写入或读取用的 元件，但该切断间隙部4b也是具有与所述^f兹头滑块部3相同膜结构的层积体。 如图2所示，从层积方向的下方按顺序依次堆积了基板5、绝缘层6、下部屏 蔽层8、屏蔽间隙膜9、下部磁极层12，并且在其上方覆盖了外敷层16。如同 图2所示，该切断间隙部4b的特点是形成有阻抗膜32。该阻抗膜32是被称为 RLG或ELG的传感器，其具有与在磁头滑块部3中的MR元件10相同的层积方 向上的高度，从而设置在所述屏蔽间隙膜9之间。然而，该阻抗膜32的位置 不一定设置在与MR元件IO相同水平上，例如可以i殳置在MR元件10与写入元 件的中间位置上。另外，也可以不设置所述下部屏蔽层8及下部;兹极层12。该 阻抗膜32可以采用与MR元件IO相同的元件结构，也可以广泛采用NiFe、 Cu、 NiCr、 Au、 NiCu等导电性金属膜。而且，所述外敷层16的层积面的上面161 上设有触片33。
接着，图3是表示研磨量检测元件整体的概念上的立体图。该图与图2不 同，以触片33为上方，即是从与图1 (b)相同的方向观察的立体图，而且随 意省略了除研磨量^:测元件之外的元件。
如上所述，研磨量检测元件31具有阻抗膜32及触片33。阻抗膜32沿着 研磨面G平行于层积方向延伸。从该阻抗膜32的各端部向着垂直研磨面G的 方向上，延伸有与该阻抗膜电气连接的导引部42、 43。该阻抗膜32的前面则 成为暴露在研磨面G的研磨部32a,通过研磨将其去除。所述MR元件10也同 样具有暴露在研磨面G的研磨部10a，并通过研磨将其去除。当结束规定的研 磨加工，磁头滑块部3上就能形成介质对置面S。从所述导引部42的与阻抗膜 32相反侧的终端部46附近起，朝着层积方向的上方形成有凸起44,其电气连 接于触片33。另一方面，从所述导引部43的与阻抗膜32相反侧的终端部47 附近起，朝着层积方向的下方形成有凸起45,其电气连接于基板5上。所述触 片33是为了测量随着进行研磨部32a的研磨所发生的阻抗膜32的阻抗值的变 化而设置的。如图2所示，为了同时形成写入觥片23、 24及读取触片25、 26, 将该触片设置在所述外敷层16的层积面的上面161，当然，也可以形成在与层 积体研磨面G不同面中的任意一个面上。
在进行研磨时，首先将基板5以适当的方法接地。从而使电气连接在基板 上的导引部43及阻抗膜32的端部48也处于接地电^i。例如，所述基斗反5采 用约30订iC、约70%A12O3的烧结产品时，具有良好的导通性。与此同时，所 述触片33则通过电线接头或探针连接到测量装置(图未示)上。而且，对研 磨面G进行研磨时，所述阻抗膜32的研磨部32a也与MR元件10的研磨部10a 一同被研磨。根据研磨量该阻抗膜32的横截面积A将减少，从而阻抗膜32的 阻抗值将增大。用测量装置监视该阻抗值并继续进行研磨，当达到规定阻抗值 时停止研磨。如果事先获知阻抗值与MR元件10的研磨量之间的关系，则可以 根据规定的MR高度(在与介质对置面垂直的方向上测量的MR元件10的高度) 纟冬止研磨加工。 -
如上所述，在本发明实施例中将所述阻抗膜32的一端通过基板5接地， 因此不必〗象现有技术那样在一个切断间隙部上^:置2个触片。/人而，切断间隙 部4b的宽度^艮难根据触片的配置来控制，并容易缩小切断间隙部。还有，通 过采用飞米级的磁头滑块(femto slider)等情况可以缩小磁头滑块的高度H (参照图2)，即使切断间隙部的高度H也随着缩小，也可以只-没置一个触片， 因此容易操作。而且，只有一个电线接头的连接处，因此相邻的电线接头之间 互不干涉，并可以减弱对电线接头的精度要求。同样地，使用探针时，相邻的 探针之间也互不干涉，因而无需限制探针的直径。并且，由于电线4妄头之间、 或探针之间互不干涉，因此扩大了触片连接方法的自由度，也涉及到了触片自 身平面面积的缩小。另外，在本发明实施例中，需要新设置连接阻抗膜与基板 的凸起，然而这些凸起可以通过现有技术容易形成，而且罩体也只发生最小限 度的变更。
当使用本发明实施例提供的研磨量检测元件重新修改切断间隙部或触片 的形状等时，可以大幅度缩小切断间隙部的.宽度，以使将其宽度从120ijm缩小 到65|jm。这对于飞米级的磁头滑块来说，从一张晶圆中获取的磁头滑块数约增 加7%。
图4、 5是表示本发明研磨量检测元件中阻抗膜的研磨时间与阻抗值之间 关系的曲线图。其中，图4是对一个长形条的9处阻抗膜进^i则量的结果，图 5是对其他长形条的9处阻抗膜进行测量的结果。在各个图中，横轴表示时间， 纵轴表示阻抗值(均为同一刻度)。研磨加工则进行到所述阻抗膜32的直流 阻抗达到30欧姆为止。通常情况下，阻抗值随着时间(研磨)逐渐增加，在 中部其增加趋势加剧，之后又逐渐增加，形成犹如S形的弯曲曲线，而这些获 得的曲线表示着与现有技术相同的倾向。而且，相同长形条内的各阻抗膜、以 及不同长形条之间的隔阻抗膜大体上表示一定的倾向，并可以确认如果事先取 得这些曲线就可以按照与现有技术相同的方法控制MR元件研磨量的状况。
权利要求
1.一种研磨量检测元件，包含基板与磁场检测传感器的层积体，其特征在于该元件具备阻抗膜，其与所述磁场检测传感器一同暴露地设置在所述层积体的研磨面上，并且其阻抗值根据研磨量发生变化；以及触片，其与所述阻抗膜的一端电气连接，并形成于所述层积体的与所述研磨面不同的面上，用于测量所述阻抗值，在此，所述阻抗膜的另一端电气连接在所述基板上。
2. 如权利要求1所述的研磨量检测元件，其特征在于所述阻抗膜与所 述触片之间、以及所述阻抗膜与所述基板之间是通过每个层积体沿层积方向延 伸的连接部件相连接的。
3. —种晶圓，其特征在于该晶圓与含有磁场斥全测传感器的磁头滑块部 相邻接，并设置有含权利要求1或2所述的研磨量检测元件的切断间隙部。
4. 一种层积体的研磨方法，其特征在于包括如下步骤提供一种层积体 的步骤，该层积体包括基板、石兹场^企测传感器、阻抗膜以及触片，该阻抗膜与 所述磁场检测传感器一同暴露地设置在所述层积体的研磨面上，所述阻抗膜的 一端电气连接在所述基板上，且该阻抗膜的另一端电气连接在所述触片上；使 所述基板接地的步骤；以及根据所述触片监测所述阻抗膜的阻抗值，同时对所 述研磨面进行研磨的步骤。
全文摘要
本发明提供一种可以减少触片设置面积的用于磁场检测传感器的研磨量检测元件。本发明提供的研磨量检测元件31是一种含有基板5及磁场检测传感器10的层积体的研磨量检测元件。该研磨量检测元件31，与磁场检测传感器10一同暴露地设置在所述层积体的研磨面G上，并具备其阻抗值根据研磨量发生变化的阻抗膜32；以及与该阻抗膜32的一端电气连接的，设置在所述层积体的与研磨面G不同的面上，且用于测量阻抗值的触片33。另外，该阻抗膜32的另一端则电气连接在所述基板5上。
文档编号G11B5/31GK101113996SQ20071012645
公开日2008年1月30日 申请日期2007年6月8日 优先权日2006年6月12日
发明者袋井修 申请人:新科实业有限公司