JP3250720B2 - Mask alignment method for wafer for thin film magnetic head - Google Patents
Mask alignment method for wafer for thin film magnetic headInfo
- Publication number
- JP3250720B2 JP3250720B2 JP29022496A JP29022496A JP3250720B2 JP 3250720 B2 JP3250720 B2 JP 3250720B2 JP 29022496 A JP29022496 A JP 29022496A JP 29022496 A JP29022496 A JP 29022496A JP 3250720 B2 JP3250720 B2 JP 3250720B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- wafer
- photomask
- center
- key
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 46
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims description 41
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 62
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 51
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 14
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッド用
ウエハーに対するマスク位置合わせ方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for aligning a mask with respect to a wafer for a thin film magnetic head.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ハードディスク装置の小型化、高
密度化に伴い、磁気ヘッドの小型化、電磁変換効率の向
上、低インピーダンス化が要求され、薄膜磁気ヘッドや
複合型MRヘッドが利用されている。2. Description of the Related Art In recent years, as hard disk drives have become smaller and higher in density, smaller magnetic heads, improved electromagnetic conversion efficiency, and lower impedance have been required, and thin-film magnetic heads and composite MR heads have been used. I have.
【0003】薄膜磁気ヘッドは、半導体製造テクノロジ
ーと同様に、ウエハーを用い、ウエハー上でフォトリソ
グラフィを主体とした高精度パターン薄膜形成技術を適
用して製造される。フォトリソグラフィ工程では、前工
程のフォトリソグラフィ工程で、ウエハー上に形成した
アライメント用パターンに対し、フォトマスクのアライ
メントを行ない、素子を形成するためのフォトプロセス
を実行することが一般的に行なわれている。ウエハー上
には、ターゲットと称されるアライメント用パターン
と、前工程で形成された薄膜要素が設けられる。ターゲ
ットと薄膜要素は、予め定められた一定の相対関係を保
つように形成される。A thin-film magnetic head is manufactured by using a wafer and applying a high-precision pattern thin-film forming technique mainly based on photolithography on the wafer, similarly to the semiconductor manufacturing technology. In the photolithography process, it is common practice to perform a photo process for forming an element by performing a photomask alignment on an alignment pattern formed on a wafer in a previous photolithography process. I have. On the wafer, an alignment pattern called a target and the thin-film element formed in the previous step are provided. The target and the thin-film element are formed so as to maintain a predetermined fixed relative relationship.
【0004】フォトマスクは、ターゲットに対する自動
位置合わせのためのキーと、次に得ようとする薄膜要素
の大きさを画定する光学的窓とを含んでいる。光学的窓
はキーのセンタに対して、予め定められた関係を保って
いる。[0004] The photomask includes keys for automatic alignment with the target and optical windows that define the dimensions of the thin film element to be obtained. The optical window maintains a predetermined relationship with the center of the key.
【0005】ウエハー上のターゲットに対するフォトマ
スクの位置合わせに当たって、従来は、フォトマスクの
キーのセンタを、ターゲットのセンタに合わせていた。
センタ位置合わせに当たっては、自動位置合わせ装置が
用いられる。自動位置合わせ装置を用いて、フォトマス
クのキーを通して、ターゲットのセンタを検出し、検出
されたターゲットのセンタに対して、フォトマスクのキ
ーのセンタを位置合わせする。これらの走査は、全て自
動的に行なわれる。In aligning a photomask with a target on a wafer, conventionally, the center of the key of the photomask is aligned with the center of the target.
For the center alignment, an automatic alignment device is used. The center of the target is detected through the key of the photomask using the automatic alignment device, and the center of the key of the photomask is aligned with the detected center of the target. These scans are all performed automatically.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の位置合
わせ方法の問題点の一つは、ウエハー上に形成されるタ
ーゲット及び薄膜要素の面積が大きくなったり、あるい
は小さくなったりした場合に、薄膜要素の端縁の位置が
それにつれて変動することによって引き起こされる。タ
ーゲット及び薄膜要素を作成するフォトリソグラフィ工
程において、ターゲット及び薄膜要素のセンタ位置は変
化しないと考えてよいが、これらの面積が変動すること
がある。薄膜要素の面積が変動した場合、フォトマスク
のセンタをターゲットのセンタに位置合わせする従来方
法では、既設の薄膜要素に対するフォトマスク上の光学
的窓の相対的位置が変化してしまうので、次工程におい
て作成されるべき薄膜要素の位置が変化する。この位置
変動は、薄膜磁気ヘッドにおいて、MRハイト及びスロ
ートハイトの変動をもたらし、電磁変換特性を変動させ
る。One of the problems of the above-described conventional alignment method is that when the area of a target and a thin-film element formed on a wafer becomes large or small, the thin film becomes thin. It is caused by the position of the edge of the element fluctuating accordingly. In the photolithography process of forming the target and the thin-film element, the center position of the target and the thin-film element may be considered not to change, but their area may change. In the conventional method of aligning the center of the photomask with the center of the target when the area of the thin film element changes, the relative position of the optical window on the photomask with respect to the existing thin film element changes. Changes the position of the thin film element to be created. This position fluctuation causes fluctuations in the MR height and the throat height in the thin-film magnetic head, and fluctuates the electromagnetic conversion characteristics.
【0007】例えば、誘導型磁気変換素子において、ス
ロートハイトの画定に直接影響を及ぼす絶縁膜を形成す
る場合、その前工程において、主として、コイル段差を
解消する目的で、基板に凹部を形成する。この凹部がタ
ーゲットと共に、ウエハー上に形成されている。絶縁膜
は上述した凹部の上に形成される。ターゲット及び凹部
を形成するフォトリソグラフィ工程において、凹部のパ
ターンが大きくなった場合、両者のセンタ位置は変動し
ないけれども、凹部の端縁位置が外側に移動する。この
ため、フォトマスクのセンタをターゲットのセンタに位
置合わせする従来方法では、凹部の端部の位置が、フォ
トマスク上に設けられた光学的窓の端部の位置に対して
相対的に変化してしまうので、凹部に対する絶縁膜の位
置が変化する。この位置変動は、薄膜磁気ヘッドにおい
て、スロートハイトの変動をもたらし、電磁変換特性を
変動させる。MRハイトの変動も同様に説明できる。For example, in the case of forming an insulating film which directly affects the definition of the throat height in an inductive magnetic transducer, a concave portion is formed in a substrate in a preceding process mainly for the purpose of eliminating a coil step. This recess is formed on the wafer together with the target. The insulating film is formed on the above-described recess. In the photolithography process for forming the target and the concave portion, when the pattern of the concave portion becomes large, the center position of the both does not change, but the edge position of the concave portion moves outward. Therefore, in the conventional method of aligning the center of the photomask with the center of the target, the position of the end of the concave portion changes relatively to the position of the end of the optical window provided on the photomask. Therefore, the position of the insulating film with respect to the concave portion changes. This position fluctuation causes a fluctuation in the throat height in the thin-film magnetic head, and fluctuates the electromagnetic conversion characteristics. The variation of the MR height can be explained similarly.
【0008】本発明の課題は、ウエハー上に形成される
ターゲット及び薄膜要素のパターン変動に関わらず、一
定のMRハイトを確保できるマスク位置合わせ方法を提
供することである。It is an object of the present invention to provide a mask alignment method capable of securing a constant MR height irrespective of pattern variations of a target and a thin film element formed on a wafer.
【0009】本発明のもう一つの課題は、 ウエハー上
に形成されるターゲット及び薄膜要素のパターン変動に
関わらず、一定のスロートハイトを確保できるマスク位
置合わせ方法を提供することである。Another object of the present invention is to provide a mask alignment method capable of securing a constant throat height irrespective of pattern fluctuations of a target and a thin film element formed on a wafer.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る位置合わせ方法の一つは、薄膜磁気
ヘッド用ウエハー上に磁気抵抗効果膜を形成するための
フォトマスク位置合わせを行なう方法に係る。前記ウエ
ハーは、少なくとも一つのターゲットと、薄膜要素とを
有しており、前記ターゲット及び前記薄膜要素は同じフ
ォトマスクを用いて作成されたものである。In order to solve the above-mentioned problems, one of the positioning methods according to the present invention is to perform photomask positioning for forming a magnetoresistive film on a wafer for a thin film magnetic head. Pertaining to the method of doing. The wafer has at least one target and a thin film element, and the target and the thin film element are formed using the same photomask.
【0011】一方、他のフォトマスクは、キーと、光学
的窓とを有し、前記光学的窓は前記キーのセンタに対し
て、予め定められた関係を保っている。本発明にいう光
学的窓には、光学的透過領域のみならず、光学的不透過
領域も含まれる。On the other hand, the other photomask has a key and an optical window, and the optical window maintains a predetermined relationship with the center of the key. The optical window according to the present invention includes not only an optically transmissive area but also an optically opaque area.
【0012】上記ウエハー及びフォトマスクを用い、前
記キーの前記センタを、前記ターゲットの端縁に合わせ
て前記ウエハーに対する前記フォトマスクの位置決めを
行ない、前記光学的窓の形状により前記磁気抵抗効果膜
のパターンを定める。Using the wafer and the photomask, the photomask is positioned with respect to the wafer such that the center of the key is aligned with the edge of the target, and the shape of the optical window allows the magnetoresistive film to be positioned. Determine the pattern.
【0013】ウエハー上のターゲットに対するフォトマ
スクの位置合わせに当たって、自動位置合わせ装置を用
いて、フォトマスクをウエハー上で直交2軸であるX軸
及びY軸の方向に動かす。そして、フォトマスクのキー
を通して、ターゲットの端縁を検出し、検出されたター
ゲットの端縁に対して、フォトマスクのキーのセンタを
位置合わせする。これらの走査は、全て自動的に行なわ
れる。In positioning the photomask with respect to the target on the wafer, the photomask is moved on the wafer in the directions of the X-axis and the Y-axis, which are two orthogonal axes, using an automatic positioning device. Then, the edge of the target is detected through the key of the photomask, and the center of the key of the photomask is aligned with the detected edge of the target. These scans are all performed automatically.
【0014】ウエハー上に形成されたターゲット及び薄
膜要素の面積が大きくなったり、あるいは小さくなった
りした場合、ターゲット及び薄膜要素は、センタ位置は
変化しないが、センタ位置に対する端縁の位置が、面積
の変動に応じて変化する。ウエハー上のターゲット及び
薄膜要素は、共に、同じフォトマスクを用いて作成され
たものであるから、端縁の位置の変化量は、ターゲット
及び薄膜要素の何れにおいても同量である。When the area of the target and the thin film element formed on the wafer increases or decreases, the center position of the target and the thin film element does not change. It changes according to the fluctuation of. Since the target and the thin-film element on the wafer are both formed using the same photomask, the amount of change in the position of the edge is the same for both the target and the thin-film element.
【0015】そこで、フォトマスクのキーのセンタを、
ターゲットのセンタに合わせるのではなく、変化したタ
ーゲットの端縁に合わせて、ウエハーに対するフォトマ
スクの位置決めを行なう。これにより、光学的窓の位置
が、キーと共に変化し、既設の薄膜要素の端縁の変化量
が吸収され、既設の薄膜要素に対する光学的窓の位置
が、端縁の変動しない状態に修正される。そして、光学
的窓の形状により磁気抵抗効果膜のパターンを定める。
得られる磁気抵抗効果膜は、ターゲット及び前工程の薄
膜要素に対して、予め定まった一定の関係を有するか
ら、所定の一定のMRハイトを確実に確保することがで
きる。Therefore, the center of the photomask key is
Rather than aligning the center of the target, the photomask is positioned relative to the wafer according to the changed target edge. As a result, the position of the optical window changes with the key, the amount of change in the edge of the existing thin film element is absorbed, and the position of the optical window with respect to the existing thin film element is corrected so that the edge does not fluctuate. You. Then, the pattern of the magnetoresistive film is determined by the shape of the optical window.
Since the obtained magnetoresistive film has a predetermined constant relationship with the target and the thin film element in the previous step, a predetermined constant MR height can be reliably ensured.
【0016】本発明に係る位置合わせ方法のもう一つ
は、薄膜磁気ヘッド用ウエハー上に誘導型磁気変換素子
のスロ−トハイトを決定する絶縁膜を形成するためのフ
ォトマスク位置合わせを行なう方法に係る。前記ウエハ
ーは、少なくとも一つのターゲットと、薄膜要素とを有
する。前記ターゲット及び前記薄膜要素は、同じフォト
マスクを用いて作成されたものである。一方、前記フォ
トマスクは、キーと、光学的窓とを有し、前記光学的窓
は前記キーのセンタに対して、予め定められた関係を保
っている。Another alignment method according to the present invention relates to a method of aligning a photomask for forming an insulating film for determining a slot height of an inductive magnetic transducer on a wafer for a thin film magnetic head. Related. The wafer has at least one target and a thin film element. The target and the thin film element are created using the same photomask. On the other hand, the photomask has a key and an optical window, and the optical window maintains a predetermined relationship with the center of the key.
【0017】上記ウエハー及びフォトマスクを用い、前
記キーの前記センタを、前記ターゲットの端縁に合わせ
て前記ウエハーに対する前記フォトマスクの位置決めを
行ない、前記光学的窓の形状により前記絶縁膜のパター
ンを定める。Using the wafer and the photomask, the photomask is positioned with respect to the wafer by aligning the center of the key with the edge of the target, and the pattern of the insulating film is determined by the shape of the optical window. Determine.
【0018】ウエハー上のターゲットに対するフォトマ
スクの位置合わせに当たっては、上述したように、自動
位置合わせ装置を用いて、フォトマスクのキーを通し
て、タ−ゲットのセンタを検出し、検出されたタ−ゲッ
トのセンタを位置合わせする。In positioning the photomask with respect to the target on the wafer, as described above, the center of the target is detected through the key of the photomask using the automatic positioning device, and the detected target is detected. Align the center of
【0019】ウエハー上に形成されたターゲット及び薄
膜要素の面積が大きくなったり、あるいは小さくなった
りした場合、ターゲット及び薄膜要素は、センタ位置は
変化しないが、センタ位置に対する端縁の位置が、面積
の変動に応じて変化する。ウエハー上のターゲット及び
薄膜要素は、共に、同じフォトマスクを用いて作成され
たものであるから、端縁の位置の変化量は、ターゲット
及び絶縁膜の何れにおいても同量である。When the area of the target and the thin-film element formed on the wafer becomes large or small, the center position of the target and the thin-film element does not change. It changes according to the fluctuation of. Since the target and the thin-film element on the wafer are both formed using the same photomask, the amount of change in the position of the edge is the same for both the target and the insulating film.
【0020】そこで、フォトマスクのキーのセンタを、
ターゲットのセンタに合わせるのではなく、変化したタ
ーゲットの端縁に合わせて、ウエハーに対するフォトマ
スクの位置決めを行なう。これにより、光学的窓の位置
が、キーと共に変化し、既設の薄膜要素の端縁の変化量
が吸収され、既設の薄膜要素に対する光学的窓の位置
が、端縁の変動しない状態に修正される。そして、光学
的窓の形状により絶縁膜のパターンが定められる。得ら
れる絶縁膜は、ターゲット及び薄膜要素に対して、予め
定まった一定の関係を有するから、所定の一定のスロー
トハイトを確実に確保することができる。Therefore, the center of the key of the photomask is
Rather than aligning the center of the target, the photomask is positioned relative to the wafer according to the changed target edge. As a result, the position of the optical window changes with the key, the amount of change in the edge of the existing thin film element is absorbed, and the position of the optical window with respect to the existing thin film element is corrected so that the edge does not fluctuate. You. The pattern of the insulating film is determined by the shape of the optical window. The obtained insulating film has a predetermined constant relationship with the target and the thin-film element, so that a predetermined constant throat height can be reliably ensured.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る位置合わせ方
法が適用される薄膜磁気ヘッドの断面図である。図にお
いて、寸法は誇張されている。図示された薄膜磁気ヘッ
ドは、スライダ1と、誘導型磁気変換素子2と、磁気抵
抗効果型磁気変換素子(以下MR素子と称する)3とを
含む。実施例に示すスライダ1はAl2O3ーTiC等でなる基
体101上にAl2O3等の絶縁膜102を付着させた構造
となっている。MR素子3及び誘導型磁気変換素子2は
絶縁膜102の上に積層されている。絶縁膜102はM
R素子3を設けた領域よりは後方の表面に凹部103を
有しており、凹部103の表面には下部シールド膜10
4が付着されている。誘導型磁気変換素子2はこの凹部
103の上方に積層されており、それによって薄型化が
図られる。FIG. 1 is a sectional view of a thin film magnetic head to which a positioning method according to the present invention is applied. In the figures, the dimensions are exaggerated. The illustrated thin-film magnetic head includes a slider 1, an inductive magnetic transducer 2, and a magnetoresistive magnetic transducer (hereinafter referred to as an MR element) 3. The slider 1 shown in the embodiment has a structure in which an insulating film 102 such as Al 2 O 3 is adhered on a base 101 made of Al 2 O 3 —TiC or the like. The MR element 3 and the inductive magnetic transducer 2 are stacked on the insulating film 102. The insulating film 102 is made of M
A recess 103 is provided on the surface behind the region where the R element 3 is provided, and the lower shield film 10 is provided on the surface of the recess 103.
4 are attached. The inductive magnetic transducer 2 is stacked above the concave portion 103, whereby the thickness is reduced.
【0022】磁気変換素子2、3は、スライダ1の媒体
移動方向a1の端部に設けられている。媒体移動方向a
1は、媒体が高速移動した時に連れ回る空気の流出方向
と一致する。誘導型磁気変換素子2は記録用素子であ
り、MR素子3は再生用素子である。The magnetic transducers 2 and 3 are provided at the end of the slider 1 in the medium movement direction a1. Medium moving direction a
1 coincides with the outflow direction of the air that follows when the medium moves at high speed. The inductive magnetic transducer 2 is a recording element, and the MR element 3 is a reproducing element.
【0023】記録用素子となる誘導型磁気変換素子2
は、MR素子3に対する上部シールド層を兼ねている下
部磁性層21、上部磁性層22、コイル膜23、アルミ
ナ等でなるギャップ膜24、ノボラック樹脂等の有機樹
脂で構成された絶縁膜251、252及びアルミナ等で
なる保護膜(図示しない)などを有している。Inductive magnetic transducer 2 serving as a recording element
Are lower magnetic layer 21, upper magnetic layer 22, coil film 23, gap film 24 made of alumina or the like, and insulating films 251 and 252 made of organic resin such as novolak resin. And a protective film (not shown) made of alumina or the like.
【0024】下部磁性層21及び上部磁性層22の先端
部は微小厚みのギャップ膜24を隔てて対向する下部ポ
ール部P1及び上部ポール部P2となっており、下部ポ
ール部P1及び上部ポール部P2において書き込みを行
なう。下部磁性層21及び上部磁性層22は、そのヨー
ク部が下部ポール部P1及び上部ポール部P2とは反対
側にある後方接続部(図示しない)において、磁気回路
を完成するように互いに結合されている。上部ポール部
P2は、その先端面の位置する空気ベアリング面100
から距離TH1の位置で上方に立ち上がっている。前記
距離TH1はスロートハイトと称されるもので、誘導型
磁気変換素子2の電磁変換特性を定める重要な役割を担
っている。スロートハイトTH1は絶縁膜252の端縁
位置によって直接的影響を受ける。The distal end portions of the lower magnetic layer 21 and the upper magnetic layer 22 are a lower pole portion P1 and an upper pole portion P2 opposed to each other with a gap film 24 having a very small thickness, and the lower pole portion P1 and the upper pole portion P2 are opposed to each other. The writing is performed in. The lower magnetic layer 21 and the upper magnetic layer 22 are connected to each other so as to complete a magnetic circuit at a rear connecting portion (not shown) whose yoke portion is opposite to the lower pole portion P1 and the upper pole portion P2. I have. The upper pole portion P2 has an air bearing surface 100 on which the tip surface is located.
And rises upward at a distance TH1 from the camera. The distance TH1 is called a throat height, and plays an important role in determining the electromagnetic conversion characteristics of the inductive magnetic conversion element 2. The throat height TH1 is directly affected by the edge position of the insulating film 252.
【0025】絶縁膜251、252には、後方接続部
(図示しない)のまわりを渦巻状にまわるように、コイ
ル膜23が形成されている。コイル膜23の巻数および
層数は任意である。上記構造の誘導型磁気変換素子2に
よれば、高効率の薄膜磁気回路を構成すると共に、先端
部に位置するポール部P1、P2から生じる記録磁界に
より、磁気記録媒体(図示しない)に対して磁気記録を
行なうことができる。On the insulating films 251 and 252, a coil film 23 is formed so as to spiral around a rear connection portion (not shown). The number of turns and the number of layers of the coil film 23 are arbitrary. According to the inductive magnetic transducer 2 having the above structure, a high-efficiency thin-film magnetic circuit is formed, and a recording magnetic field generated from the pole portions P1 and P2 located at the tip ends causes a magnetic recording medium (not shown) to be formed. Magnetic recording can be performed.
【0026】MR素子3は、これまで、種々の膜構造の
ものが提案され、実用に供されている。例えばパーマロ
イ等による異方性磁気抵抗効果膜を用いたもの、スピン
バルブ膜等の巨大磁気抵抗(GMR)効果膜を用いたも
の等がある。本発明において、何れのタイプのMR素子
を用いても、記録媒体の速度に依存しない高再生出力を
得ることができる。As the MR element 3, various films having various film structures have been proposed and put to practical use. For example, there are a film using an anisotropic magnetoresistive film made of permalloy or the like, a film using a giant magnetoresistive (GMR) film such as a spin valve film, and the like. In the present invention, a high reproduction output independent of the speed of the recording medium can be obtained by using any type of MR element.
【0027】MR素子3の具体例として、磁気抵抗効果
膜(以下MR膜と称する)30の両側の受動領域に、磁
区制御膜を含むリード導体膜31が付与されている。リ
ード導体膜31に含まれる磁区制御膜は、永久磁石膜、
永久磁石膜と非磁性導電膜との積層膜、または反強磁性
膜と強磁性膜との積層膜として構成され得る。As a specific example of the MR element 3, a lead conductor film 31 including a magnetic domain control film is provided in a passive region on both sides of a magnetoresistive film (hereinafter referred to as an MR film) 30. The magnetic domain control film included in the lead conductor film 31 is a permanent magnet film,
It can be configured as a laminated film of a permanent magnet film and a nonmagnetic conductive film, or a laminated film of an antiferromagnetic film and a ferromagnetic film.
【0028】MR素子3は、下部シールド層104と、
上部シールド層を兼ねている下部磁性層21との間にお
いて、絶縁膜321及び322の間に配置されている。The MR element 3 includes a lower shield layer 104,
It is arranged between the insulating films 321 and 322 between the lower magnetic layer 21 also serving as the upper shield layer.
【0029】MR素子3は、その先端の位置する空気ベ
アリング面100を基準として、寸法Hmを有する。寸
法Hmは、MRハイトと称されるもので、MR素子3の
電磁変換特性を定めるのに、重要な役割を担っている。The MR element 3 has a dimension Hm with reference to the air bearing surface 100 where the tip is located. The dimension Hm is called an MR height, and plays an important role in determining the electromagnetic conversion characteristics of the MR element 3.
【0030】本発明は、既に述べたように、スロートハ
イトTH1及びMRハイトHmを高精度で設定する技術
を開示する。As described above, the present invention discloses a technique for setting the throat height TH1 and the MR height Hm with high accuracy.
【0031】次に、図1に示した薄膜磁気ヘッドにおい
て、高精度のMRハイトHmを得るための位置合わせ方
法について説明する。まず、図2に示すようなウエハー
4を用い、ウエハー4上でフォトリソグラフィを中心と
した高精度パターン薄膜形成技術を適用する。図2にお
いて、Qはウエハー4上に整列された多数の薄膜素子で
ある。薄膜素子Qはウエハーのプロセスに従った構造を
有する。ウエハー4は最初の位置合わせを行なうオリエ
ンテーション.フラットと呼ばれる直線部41を有す
る。Next, a description will be given of a method of aligning the thin-film magnetic head shown in FIG. 1 to obtain a highly accurate MR height Hm. First, a wafer 4 as shown in FIG. 2 is used, and a high-precision pattern thin film forming technique centering on photolithography is applied on the wafer 4. In FIG. 2, Q is a number of thin film devices arranged on the wafer 4. The thin film element Q has a structure according to a wafer process. Wafer 4 orientation for initial alignment. It has a straight portion 41 called a flat.
【0032】あるフォトリソグラフィ工程では、前工程
のフォトリソグラフィ工程でウエハー上に形成したアラ
イメント用パターンに対し、フォトマスクのアライメン
トを行ない、素子を形成するためのフォトプロセスを実
行する。複合型MRヘッドを形成するときは、まず非磁
性基板上の下地層の上にアライメント用パターンを形成
する必要がある。但し、最初のアライメントを行なう場
合は、先に形成されたパターンが無いので、基板に形成
された直線部41(図2参照)でウエハーの位置と傾き
を決め、露光機の機械精度でアライメントを行なう。そ
のとき形成されたパターンに合わせて次工程を実行す
る。そして、各工程毎に、次工程のためのターゲットを
作成し、このターゲットを参照して各工程を実行する。In one photolithography step, a photomask is aligned with the alignment pattern formed on the wafer in the previous photolithography step, and a photo process for forming elements is performed. When forming a composite MR head, it is necessary to first form an alignment pattern on an underlayer on a non-magnetic substrate. However, when performing the first alignment, since there is no previously formed pattern, the position and inclination of the wafer are determined by the linear portion 41 (see FIG. 2) formed on the substrate, and the alignment is performed with the mechanical accuracy of the exposure machine. Do. The next step is executed according to the pattern formed at that time. Then, a target for the next step is created for each step, and each step is executed with reference to this target.
【0033】図3は図2の薄膜素子Qの一つを取り出し
て拡大した図である。この図は、ウエハー4上に、ター
ゲット5と、凹部103とを形成した状態を示してい
る。凹部103の表面には、絶縁膜321とMR膜(図
1参照)が既に付与されている。但し、MR膜はパター
ン化されておらず、ベタ膜の状態にある。ターゲット5
はセンタC11を通るX軸方向の延長線上に端縁51、
52を持つ。端縁51、52の長さは互いに等しい。ま
た、ターゲット5は、センタC11を通ってX軸と直交
するY軸の方向には突出部53を有する。センタC11
の上側(図において)の領域は、端縁51、52の端部
から延びる側端縁54、55及び上端56によって囲ま
れた矩形状となっている。凹部103は、ターゲット5
のセンタC11に対して、固定された関係を維持してい
る。この相対関係は、ターゲット5及び凹部103の面
積が変化しても、変化することはない。FIG. 3 is an enlarged view of one of the thin film elements Q shown in FIG. This figure shows a state where a target 5 and a concave portion 103 are formed on a wafer 4. The insulating film 321 and the MR film (see FIG. 1) are already provided on the surface of the concave portion 103. However, the MR film is not patterned and is in a solid film state. Target 5
Is an edge 51 on an extension of the X-axis direction passing through the center C11,
It has 52. The lengths of the edges 51, 52 are equal to each other. In addition, the target 5 has a protruding portion 53 in the direction of the Y axis passing through the center C11 and orthogonal to the X axis. Center C11
The upper (in the figure) region is a rectangular shape surrounded by side edges 54, 55 and an upper end 56 extending from the ends of the edges 51, 52. The concave portion 103 has the target 5
Maintains a fixed relationship with the center C11. This relative relationship does not change even if the areas of the target 5 and the concave portion 103 change.
【0034】図4はフォトマスクの平面図である。図示
されたフォトマスク7は、ターゲット5(図3)に対す
る位置合わせのためのキー8と、MR素子の最終パター
ンを画定する光学的窓9とを含んでいる。光学的窓9は
キー8のセンタC21に対して、例えばセンタC22
が、予め定められた関係を保っている。実施例に示され
たキー8は十字状であり、また光学的窓9は光学的透過
領域が矩形状となっている。実施例において、光学的窓
9は光学的透過領域として示されているが、これとは逆
の光学的パターン、即ち、光学的不透過性を有するもの
であってもよいことは前述した通りである。FIG. 4 is a plan view of a photomask. The illustrated photomask 7 includes a key 8 for alignment with the target 5 (FIG. 3) and an optical window 9 defining the final pattern of the MR element. The optical window 9 is located at the center C21 of the key 8, for example, at the center C22.
Maintain a predetermined relationship. The key 8 shown in the embodiment has a cross shape, and the optical window 9 has a rectangular optical transmission area. In the embodiment, the optical window 9 is shown as an optically transmissive area. However, the opposite optical pattern, that is, an optically opaque area may be used as described above. is there.
【0035】図5は図3に示されたウエハー4に対する
図4に図示されたフォトマスク7の位置合わせを示す図
である。ウエハー4上のターゲット5に対するフォトマ
スク7の位置合わせに当たり、自動位置合わせ装置を用
いて、フォトマスク7をウエハー4上で直交2軸である
X軸及びY軸の方向に動かす。そして、フォトマスク7
のキー8を通して、ターゲット5の端縁51〜53を検
出し、検出されたターゲット5の端縁51〜53に対し
て、フォトマスク7のキー8のセンタC21を位置合わ
せする。これらの走査は、全て自動的に行なわれる。こ
れにより、MR素子のパターンを定める光学的窓9は、
その端縁が凹部103の端縁から間隔Hoの所定位置に
位置合わせされる。FIG. 5 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 4 with respect to the wafer 4 shown in FIG. When aligning the photomask 7 with respect to the target 5 on the wafer 4, the photomask 7 is moved on the wafer 4 in the directions of the X axis and the Y axis, which are two orthogonal axes, using an automatic alignment device. And the photomask 7
, The edges 51 to 53 of the target 5 are detected, and the center C21 of the key 8 of the photomask 7 is aligned with the detected edges 51 to 53 of the target 5. These scans are all performed automatically. Thus, the optical window 9 that defines the pattern of the MR element is
The edge is aligned with a predetermined position of the interval Ho from the edge of the concave portion 103.
【0036】次に、ウエハー4上に形成されるターゲッ
ト5及び凹部103の面積が大きくなったり、あるいは
小さくなったりした場合について、説明する。Next, a case where the area of the target 5 and the concave portion 103 formed on the wafer 4 is increased or decreased will be described.
【0037】図6はターゲット5及び凹部103の面積
が大きくなった場合を示す。ウエハー4上に形成された
ターゲット5及び凹部103の面積が大きくなった場
合、ターゲット5及び凹部103は、センタ位置は変化
しないが、センタ位置に対する端縁の位置が、面積の変
動に応じて、変化量△Hoだけ変化する。ウエハー4上
のターゲット5及び凹部103は、共に、同じフォトマ
スクを用い、同じフォトリソグラフィプロセスによって
作成されたものであるから、端縁の位置の変化量△Ho
は、ターゲット5及び凹部103の何れにおいても同量
である。FIG. 6 shows a case where the areas of the target 5 and the concave portion 103 are increased. When the area of the target 5 and the concave portion 103 formed on the wafer 4 increases, the center position of the target 5 and the concave portion 103 does not change, but the position of the edge with respect to the center position changes according to the change in the area. It changes by the change amount △ Ho. Since the target 5 and the concave portion 103 on the wafer 4 are both formed by using the same photomask and by the same photolithography process, the change amount ΔHo of the edge position is obtained.
Is the same in both the target 5 and the recess 103.
【0038】図7は図6に示されたウエハー4に対する
図4に図示されたフォトマスク7の位置合わせを示す図
である。図示するように、本発明においては、フォトマ
スク7のキー8のセンタC21を、ターゲット5のセン
タに合わせるのではなく、ターゲット5の端縁51〜5
3に合わせて、ウエハー4に対するフォトマスク7の位
置決めを行なう。更に具体的に述べると、Y軸方向で
は、センタC21を端縁51、52に位置合わせし、X
軸方向では、側端縁54、55の中間部にセンタC21
を位置合わせする。FIG. 7 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 4 with respect to the wafer 4 shown in FIG. As shown in the figure, in the present invention, the center C21 of the key 8 of the photomask 7 is not aligned with the center of the target 5, but the edges 51 to 5 of the target 5 are set.
In accordance with 3, the photomask 7 is positioned with respect to the wafer 4. More specifically, in the Y-axis direction, the center C21 is aligned with the edges 51 and 52, and X
In the axial direction, the center C21 is located at an intermediate portion between the side edges 54 and 55.
Align.
【0039】これにより、光学的窓9の位置が、キー8
と共に、変化量△Hoだけ変化し、既設の凹部103に
対する光学的窓9の位置が、端縁51〜53が変動する
前の間隔Hoに修正される。Thus, the position of the optical window 9 is
At the same time, the optical window 9 changes by the change amount ΔHo, and the position of the optical window 9 with respect to the existing recess 103 is corrected to the interval Ho before the edges 51 to 53 change.
【0040】光学的窓9の形状によりMR膜30(図1
参照)のパターンを定める。得られるMR膜30は、凹
部103に対して、予め定まった一定の間隔Hoを有し
て形成されるから、所定の一定のMRハイトを確実に確
保することができる。なお、図7の位置合わせの前に、
ウエハー4の表面にはフォトレジストが塗布されてお
り、フォトレジストは、光学的窓9を通して、そのパタ
ーンに従った露光を受ける。Depending on the shape of the optical window 9, the MR film 30 (FIG. 1)
Reference) pattern is defined. Since the obtained MR film 30 is formed with a predetermined constant interval Ho with respect to the concave portion 103, a predetermined constant MR height can be reliably ensured. Before the alignment in FIG. 7,
The surface of the wafer 4 is coated with a photoresist, and the photoresist is exposed through an optical window 9 according to the pattern.
【0041】図8は、図7の比較例として、従来の位置
合わせ方法を示す図である。図示するように、従来は、
ターゲット5のセンタC11に対して、フォトマスク7
のキー8のセンタC21を位置合わせしていた。ターゲ
ット5及び凹部103を作成するフォトリソグラフィ工
程において、ターゲット5及び凹部103の面積が変動
した場合、フォトマスク7のキー8のセンタC21をタ
ーゲット5のセンタC11に位置合わせする従来方法で
は、凹部103の端縁に対する光学的窓9の相対的位置
が、間隔Hoから変化量△Hoだけ凹部103に近づい
た間隔H1に変化してしまう。これはMRハイトの変動
をもたらし、電磁変換特性を変動させる。FIG. 8 is a diagram showing a conventional alignment method as a comparative example of FIG. As shown in the figure,
With respect to the center C11 of the target 5, the photomask 7
The center C21 of the key 8 was aligned. In the photolithography process for forming the target 5 and the concave portion 103, when the area of the target 5 and the concave portion 103 changes, the center C21 of the key 8 of the photomask 7 is aligned with the center C11 of the target 5 by the conventional method. The relative position of the optical window 9 with respect to the edge changes from the interval Ho to the interval H1 approaching the concave portion 103 by a change amount ΔHo. This causes a fluctuation in the MR height, and fluctuates the electromagnetic conversion characteristics.
【0042】図9はウエハー4上に形成されるターゲッ
ト5及び凹部103の面積が小さくなった場合を示して
いる。この場合も、ターゲット5及び凹部103は、セ
ンタ位置は変化しないが、センタ位置に対する端縁の位
置が変化する。ウエハー4上のターゲット5及び凹部1
03の端縁の位置の変化量△Hoは、ターゲット5及び
凹部103の何れにおいても同量である。FIG. 9 shows a case where the areas of the target 5 and the concave portion 103 formed on the wafer 4 are reduced. Also in this case, the center position of the target 5 and the concave portion 103 does not change, but the position of the edge with respect to the center position changes. Target 5 and recess 1 on wafer 4
The amount of change ΔHo of the position of the edge of 03 is the same in both the target 5 and the recess 103.
【0043】図10は図9に示されたウエハー4に対す
る図4に図示されたフォトマスク7の位置合わせを示す
図である。フォトマスク7のキー8のセンタC21を、
ターゲット5の端縁51〜53に合わせて、ウエハー4
に対するフォトマスク7の位置決めを行なう。FIG. 10 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 4 with respect to the wafer 4 shown in FIG. The center C21 of the key 8 of the photomask 7 is
The wafer 4 is aligned with the edges 51 to 53 of the target 5.
Of the photomask 7 with respect to.
【0044】図11は、図10の比較例として、従来の
位置合わせ方法を示す図である。図示するように、ター
ゲット5及び凹部103を作成するフォトリソグラフィ
工程において、ターゲット5及び凹部103の面積が変
動した場合、フォトマスクのセンタをターゲットのセン
タに位置合わせする従来方法では、凹部103の端縁に
対する光学的窓9の相対的位置が、間隔Hoから変化量
△Hoだけ凹部103から遠ざかった間隔H1に変化し
てしまう。これはMRハイトの変動をもたらし、電磁変
換特性を変動させる。FIG. 11 is a diagram showing a conventional alignment method as a comparative example of FIG. As shown in the figure, in the photolithography process for forming the target 5 and the concave portion 103, when the area of the target 5 and the concave portion 103 is changed, the conventional method of aligning the center of the photomask with the center of the target is used. The relative position of the optical window 9 with respect to the edge changes from the interval Ho to the interval H1 that is away from the recess 103 by the change amount ΔHo. This causes a fluctuation in the MR height, and fluctuates the electromagnetic conversion characteristics.
【0045】図12はウエハーに形成されるべきターゲ
ットの別の例を示す図である。図において、図3に図示
された構成部分と同一の構成部分は同一の参照符号を付
して、説明は省略する。ターゲット5は、矩形状の凹部
500と、棒状の凸部501とを有する。凸部502
は、Y軸方向に位置する上端縁503及び下端縁504
を2等分する位置において、Y軸方向に延びるように形
成されている。上端縁503及び下端縁504の間には
側端縁502、505が位置している。FIG. 12 is a view showing another example of a target to be formed on a wafer. In the figure, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The target 5 has a rectangular concave portion 500 and a rod-shaped convex portion 501. Convex part 502
Are the upper edge 503 and the lower edge 504 located in the Y-axis direction.
Is formed so as to extend in the Y-axis direction at a position bisecting. Side edges 502 and 505 are located between the upper edge 503 and the lower edge 504.
【0046】図13は図12に示したターゲットに適合
するフォトマスクを示す図である。キー8は光透過領域
80の中にY軸方向に間隔d1を隔てて平行に配置され
た2つの光不透過領域81、82を有し、更に、光不透
過領域81、82の上方(図において)には、光不透過
領域83、84が設けられている。光不透過領域83、
84は光不透過領域81、82のX軸方向の長さを2分
するY軸方向のセンタC21に関して、対称性を持つよ
うに、配置されている。FIG. 13 is a view showing a photomask conforming to the target shown in FIG. The key 8 has two light-opaque regions 81 and 82 arranged in parallel in the light-transmitting region 80 at a distance d1 in the Y-axis direction, and further above the light-opaque regions 81 and 82 (see FIG. ) Are provided with light opaque regions 83 and 84. Light opaque area 83,
Reference numeral 84 is arranged so as to have symmetry with respect to a center C21 in the Y-axis direction that divides the length of the light-opaque regions 81 and 82 in the X-axis direction into two.
【0047】図14は図12に示されたウエハー4に対
する図13に図示されたフォトマスク7の位置合わせを
示す図である。まず、Y軸方向の位置合わせでは、光不
透過領域81、82の間のセンタを、ターゲット5を構
成する凹部500の下端縁504の端縁に合わせる。X
軸方向の位置合わせにおいては、凸部501を光不透過
領域83、84の間に形成される間隔の中間部C21に
位置合わせする。FIG. 14 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 13 with respect to the wafer 4 shown in FIG. First, in the alignment in the Y-axis direction, the center between the light opaque regions 81 and 82 is aligned with the edge of the lower edge 504 of the concave portion 500 constituting the target 5. X
In the axial alignment, the convex portion 501 is aligned with the intermediate portion C21 at the interval formed between the light-impermeable regions 83 and 84.
【0048】図15はターゲット5及び凹部103の面
積が大きくなった場合を示す。ターゲット5及び凹部1
03は、端縁の位置が△Hoだけ外側に延びる。FIG. 15 shows a case where the areas of the target 5 and the concave portion 103 are increased. Target 5 and recess 1
In No. 03, the position of the edge extends outward by ΔHo.
【0049】図16は図15に示されたウエハー4に対
する図14に図示されたフォトマスク7の位置合わせを
示す図である。Y軸方向の位置合わせでは、光不透過領
域81、82の間のセンタを、ターゲット5を構成する
凹部500の下端縁504の端縁に合わせる。X軸方向
の位置合わせにおいて、凸部501を光不透過領域8
3、84の間に形成される間隔の中間部C21に配置さ
せる。FIG. 16 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 14 with respect to the wafer 4 shown in FIG. In the alignment in the Y-axis direction, the center between the light-impermeable regions 81 and 82 is aligned with the edge of the lower edge 504 of the concave portion 500 constituting the target 5. In the alignment in the X-axis direction, the convex portions 501 are
3 and 84 are arranged in the intermediate portion C21 at an interval formed between them.
【0050】図17はターゲット5及び凹部103の面
積が小さくなった場合を示す。ターゲット5及び凹部1
03は、端縁の位置が△Hoだけ内側に縮小する。FIG. 17 shows a case where the areas of the target 5 and the concave portion 103 are reduced. Target 5 and recess 1
In No. 03, the position of the edge is reduced inward by ΔHo.
【0051】図18は図17に示されたウエハー4に対
する図14に図示されたフォトマスク7の位置合わせを
示す図である。Y軸方向の位置合わせにおいて、光不透
過領域81、82の間のセンタを、ターゲット5を構成
する凹部500の下端縁504の端縁に合わせる。X軸
方向の位置合わせにおいて、凸部501を光不透過領域
83、84の間に形成される間隔の中間部C21に配置
させる。FIG. 18 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 14 with respect to the wafer 4 shown in FIG. In the alignment in the Y-axis direction, the center between the light-impermeable regions 81 and 82 is aligned with the edge of the lower edge 504 of the concave portion 500 forming the target 5. In the alignment in the X-axis direction, the convex portion 501 is disposed at the intermediate portion C21 at the interval formed between the light-impermeable regions 83 and 84.
【0052】図19はウエハー4に形成されるべきター
ゲット5の別の例を示す図である。図において、図3に
図示された構成部分と同一の構成部分は同一の参照符号
を付して、説明は省略する。ターゲット5は、凹部50
0を有し、凹部500の底辺は二等辺三角形の辺50
1、502によって構成されている。FIG. 19 is a view showing another example of the target 5 to be formed on the wafer 4. In the figure, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The target 5 has a recess 50
0, and the base of the concave portion 500 is a side 50 of an isosceles triangle.
1, 502.
【0053】図20は図19に示したターゲット5に適
合するフォトマスク7を示す図である。キー8は、光透
過領域80の中に、二等辺三角形状の光不透過領域80
0を有する。光不透過領域800は、ターゲット5の底
辺を構成する二等辺501、502に適合する二等辺三
角形状に形成されており、二等辺801、802及び底
辺803を有する。FIG. 20 is a view showing a photomask 7 conforming to the target 5 shown in FIG. The key 8 has an isosceles triangular light impermeable area 80 in the light transmissive area 80.
Has zero. The light opaque region 800 is formed in an isosceles triangular shape conforming to the isosceles 501 and 502 constituting the base of the target 5, and has isosceles 801 and 802 and a base 803.
【0054】図21は図19に示されたウエハー4に対
する図20に図示されたフォトマスク7の位置合わせを
示す図である。フォトマスク7に設けられたキー8の二
等辺801、802を、ターゲット5の底辺を構成する
二等辺501、502に合わせることによって、マスク
位置合わせを行なう。FIG. 21 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 20 with respect to the wafer 4 shown in FIG. Mask alignment is performed by aligning the isosceles 801 and 802 of the key 8 provided on the photomask 7 with the isosceles 501 and 502 constituting the bottom of the target 5.
【0055】図22はターゲット5及び凹部103の面
積が大きくなった場合を示す。ターゲット5及び凹部1
03は、端縁の位置が△Hoだけ外側に延びる。FIG. 22 shows a case where the areas of the target 5 and the concave portion 103 are increased. Target 5 and recess 1
In No. 03, the position of the edge extends outward by ΔHo.
【0056】図23は図22に示されたウエハー4に対
する図20に図示されたフォトマスク7の位置合わせを
示す図である。フォトマスク7に設けられたキー8の二
等辺801、802を、ターゲット5の底辺を構成する
二等辺501、502に合わせることによって、マスク
位置合わせを行なう。FIG. 23 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 20 with respect to the wafer 4 shown in FIG. Mask alignment is performed by aligning the isosceles 801 and 802 of the key 8 provided on the photomask 7 with the isosceles 501 and 502 constituting the bottom of the target 5.
【0057】ターゲット5及び凹部103の面積が小さ
くなった場合についても、これまでの説明から、当業者
であれば容易に推測できるので、図示及び説明は省略す
る。The case where the area of the target 5 and the concave portion 103 is reduced can be easily estimated by those skilled in the art from the above description, and therefore, illustration and description are omitted.
【0058】次に、図1に示した薄膜磁気ヘッドにおい
て、高精度のスロートハイトを得るための位置合わせ方
法について説明する。Next, a description will be given of a method of positioning the thin-film magnetic head shown in FIG. 1 for obtaining a high-precision throat height.
【0059】図24は図2の薄膜素子Qの一つを取り出
して拡大した図である。この図は、ウエハー4上に、タ
ーゲット5と共に、MR素子30、絶縁膜251、コイ
ル膜23及びギャップ膜となる絶縁膜24を形成した状
態を示している。ターゲット5は、MR素子30を形成
した時と同じマスクを用いて形成されている。従って、
ターゲット5とMR素子30とは、実質的に、同一工程
内において作成されたとみなすことができ、両者5及び
30は予め定められた一定の相対関係を保っている。
ターゲット5は、センタC11を通るX軸方向の延長線
上に端縁51、52を持つ。端縁51、52の長さは互
いに等しい。また、ターゲット5は、センタC11を通
ってX軸と直交するY軸の方向には突出部53を有す
る。センタC11の下側(図において)の領域は、端縁
51、52の端部から延びる側端縁54、55及び下端
縁56によって囲まれた矩形状となっている。FIG. 24 is an enlarged view of one of the thin film elements Q shown in FIG. This figure shows a state where an MR element 30, an insulating film 251, a coil film 23, and an insulating film 24 serving as a gap film are formed together with the target 5 on the wafer 4. The target 5 is formed using the same mask as when the MR element 30 was formed. Therefore,
The target 5 and the MR element 30 can be regarded as being substantially produced in the same process, and the two 5 and 30 maintain a predetermined fixed relative relationship.
The target 5 has edges 51 and 52 on an extension in the X-axis direction passing through the center C11. The lengths of the edges 51, 52 are equal to each other. In addition, the target 5 has a protruding portion 53 in the direction of the Y axis passing through the center C11 and orthogonal to the X axis. The area below the center C11 (in the figure) has a rectangular shape surrounded by side edges 54, 55 and a lower edge 56 extending from the ends of the edges 51, 52.
【0060】図25はフォトマスクの平面図である。図
示されたフォトマスク7は、ターゲット5(図3)に対
する位置合わせのためのキー8と、絶縁膜252の最終
パターンを画定する光学的窓9とを含んでいる。光学的
窓9はキー8のセンタC21に対して、予め定められた
関係を保っている。実施例に示されたキー8は十字状で
あり、また光学的窓9は、絶縁膜252(図1参照)の
ための残しパターンを有している。FIG. 25 is a plan view of a photomask. The illustrated photomask 7 includes a key 8 for alignment with the target 5 (FIG. 3) and an optical window 9 that defines the final pattern of the insulating film 252. The optical window 9 keeps a predetermined relationship with the center C21 of the key 8. The key 8 shown in the embodiment has a cross shape, and the optical window 9 has a remaining pattern for the insulating film 252 (see FIG. 1).
【0061】図26は図24に示されたウエハー4に対
する図25に図示されたフォトマスク7の位置合わせを
示す図である。ウエハー4上のターゲット5に対するフ
ォトマスク7の位置合わせに当たって、自動位置合わせ
装置を用いて、フォトマスク7をウエハー4上で直交2
軸であるX軸及びY軸の方向に動かす。そして、フォト
マスク7のキー8を通して、ターゲット5の端縁51〜
53を検出し、検出されたターゲット5の端縁51〜5
3に対して、フォトマスク7のキー8のセンタC21を
位置合わせする。FIG. 26 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 25 with respect to the wafer 4 shown in FIG. In positioning the photomask 7 with respect to the target 5 on the wafer 4, the photomask 7 is placed on the wafer 4 at right angles by using an automatic positioning device.
It is moved in the directions of the X axis and the Y axis. Then, the edges 51 to 51 of the target 5 are passed through the keys 8 of the photomask 7.
53 are detected, and the detected edges 51 to 5 of the target 5 are detected.
3, the center C21 of the key 8 of the photomask 7 is aligned.
【0062】次に、ウエハー4上に形成されるターゲッ
ト5及びMR素子30の面積が変化した場合について、
説明する。Next, a case where the areas of the target 5 and the MR element 30 formed on the wafer 4 are changed will be described.
explain.
【0063】図27はターゲット5及びMR素子30の
面積が大きくなった場合を示す。ウエハー4上に形成さ
れたターゲット5及びMR素子30の面積が大きくなっ
た場合、ターゲット5及びMR素子30は、センタ位置
は変化しないが、センタ位置に対する端縁の位置が、面
積の変動に応じて変化する。ウエハー4上のターゲット
5及びMR素子30は、共に、同じフォトマスクを用い
て作成されたものであるから、端縁の位置の変化量は、
ターゲット5及びMR素子30の何れにおいても同量で
ある。FIG. 27 shows a case where the areas of the target 5 and the MR element 30 are increased. When the area of the target 5 and the MR element 30 formed on the wafer 4 becomes large, the center position of the target 5 and the MR element 30 does not change, but the position of the edge with respect to the center position changes according to the change in the area. Change. Since the target 5 and the MR element 30 on the wafer 4 are both formed using the same photomask, the amount of change in the position of the edge is
The amount is the same for both the target 5 and the MR element 30.
【0064】図28は図27に示されたウエハー4に対
する図20に図示されたフォトマスク7の位置合わせを
示す図である。図示するように、本発明においては、フ
ォトマスク7のキー8のセンタC21を、ターゲット5
のセンタに合わせるのではなく、ターゲット5の端縁5
1〜53に合わせて、ウエハー4に対するフォトマスク
7の位置決めを行なう。これにより、光学的窓9の位置
が、キー8と共に、変化量△Hoだけ変化し、既設のM
R素子30に対する光学的窓9の位置が、端縁の変動し
ない間隔Hoに修正される。FIG. 28 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG. 20 with respect to the wafer 4 shown in FIG. As shown, in the present invention, the center C21 of the key 8 of the photomask 7 is
Of the target 5 instead of being centered
The photomask 7 is positioned with respect to the wafer 4 according to 1 to 53. As a result, the position of the optical window 9 changes together with the key 8 by the change amount ΔHo, and the existing M
The position of the optical window 9 with respect to the R element 30 is corrected to the uniform interval Ho of the edge.
【0065】光学的窓9の端縁位置は、スロートハイト
TH1(図1参照)を定める。MRヘッドは、MR素子
30またはMR素子と同様に作成したダミ−を基準にし
て、素子Xを研磨する。前述したように、絶縁膜252
の端縁位置を定める光学的窓9の端縁に対するMR素子
30の位置が、MR素子30のパターン変動に関わら
ず、間隔Hoの位置に設定される。従って、スロートハ
イトTH1を定める絶縁膜252の位置を正確に位置決
めし、一定のスロートハイトTH1を確保できるように
なる。ウエハー4上に形成されるターゲット5及びMR
素子30の面積が縮小した場合も、これまでの説明から
容易に推測できるので、説明は省略する。The edge position of the optical window 9 defines the throat height TH1 (see FIG. 1). In the MR head, the element X is polished with reference to the MR element 30 or a dummy prepared in the same manner as the MR element. As described above, the insulating film 252
The position of the MR element 30 with respect to the edge of the optical window 9 which determines the edge position of the optical element 9 is set to the position of the interval Ho regardless of the pattern variation of the MR element 30. Therefore, the position of the insulating film 252 that determines the throat height TH1 can be accurately positioned, and a constant throat height TH1 can be secured. Target 5 and MR formed on wafer 4
A description of the case where the area of the element 30 is reduced will be omitted because it can be easily estimated from the above description.
【0066】図29は、図28の比較例として、従来の
位置合わせ方法を示す図である。図示するように、ター
ゲット5及びMR素子30を作成するフォトリソグラフ
ィ工程において、ターゲット5及びMR素子30の面積
が変動した場合、フォトマスクのセンタをターゲットの
センタに位置合わせする。この方法では、MR素子30
の端縁に対する光学的窓9の相対的位置が、間隔Hoか
ら、変化量△Hoだけ、MR素子30に近づいた間隔H
1に変化してしまう。これはスロートハイトTH1の変
動をもたらし、電磁変換特性を変動させる。FIG. 29 is a diagram showing a conventional alignment method as a comparative example of FIG. As shown in the figure, in the photolithography process for producing the target 5 and the MR element 30, when the area of the target 5 and the MR element 30 changes, the center of the photomask is aligned with the center of the target. In this method, the MR element 30
Of the optical window 9 relative to the edge of the MR element 30 from the distance Ho by a variation ΔHo from the distance Ho.
It changes to 1. This causes fluctuation of the throat height TH1 and fluctuates the electromagnetic conversion characteristics.
【0067】以上述べた実施例は、代表的なものにすぎ
ず、請求範囲を拘束するものではない。例えば、ターゲ
ット5は凹凸パターンを逆にしてもよいし、また、他の
いろいろなパターン形状を採用することも可能である。The embodiments described above are merely representative and do not limit the scope of the claims. For example, the target 5 may have an inverted concavo-convex pattern, or may adopt various other pattern shapes.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 (a)ウエハー上に形成されるターゲット及び薄膜要素
のパターン変動に関わらず、一定のMRハイトを確保で
きるマスク位置合わせ方法を提供することができる。 (b)ウエハー上に形成されるターゲット及び薄膜要素
のパターン変動に関わらず、一定のスロートハイトを確
保できるマスク位置合わせ方法を提供することができ
る。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) It is possible to provide a mask positioning method capable of securing a constant MR height irrespective of pattern variations of a target and a thin film element formed on a wafer. (B) It is possible to provide a mask alignment method capable of securing a constant throat height irrespective of pattern fluctuations of a target and a thin film element formed on a wafer.
【図1】本発明に係る位置合わせ方法が適用される薄膜
磁気ヘッドの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a thin-film magnetic head to which a positioning method according to the present invention is applied.
【図2】本発明に係る位置合わせ方法が適用されるウエ
ハーを示すである。FIG. 2 shows a wafer to which the alignment method according to the present invention is applied.
【図3】図2の薄膜素子Qの一つを取り出して拡大した
図である。FIG. 3 is an enlarged view of one of the thin film elements Q shown in FIG. 2;
【図4】フォトマスクの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a photomask.
【図5】図3に示されたウエハーに対する図4に図示さ
れたフォトマスクの位置合わせを示す図である。FIG. 5 is a view showing the alignment of the photomask shown in FIG. 4 with respect to the wafer shown in FIG. 3;
【図6】ターゲット及び凹部の面積が大きくなった場合
を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a case where the areas of a target and a concave portion are increased.
【図7】図5に示されたウエハーに対する図4に図示さ
れたフォトマスクの位置合わせを示す図である。FIG. 7 is a view showing the alignment of the photomask shown in FIG. 4 with respect to the wafer shown in FIG. 5;
【図8】図7の比較例として、従来の位置合わせ方法を
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a conventional alignment method as a comparative example of FIG. 7;
【図9】ウエハー上に形成されるターゲット及び凹部の
面積が小さくなった場合を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a case where the areas of a target and a concave portion formed on a wafer are reduced.
【図10】図9に示されたウエハーに対する図4に図示
されたフォトマスクの位置合わせを示す図である。FIG. 10 is a view showing the alignment of the photomask shown in FIG. 4 with respect to the wafer shown in FIG. 9;
【図11】図10の比較例として、従来の位置合わせ方
法を示す図である。11 is a diagram showing a conventional alignment method as a comparative example of FIG.
【図12】ウエハーに形成されるべきターゲットの別の
例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing another example of a target to be formed on a wafer.
【図13】図12に示したターゲットに適合するフォト
マスクを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a photomask that matches the target shown in FIG.
【図14】図12に示されたウエハーに対する図13に
図示されたフォトマスクの位置合わせを示す図である。FIG. 14 is a view showing the alignment of the photomask shown in FIG. 13 with respect to the wafer shown in FIG. 12;
【図15】ターゲット及び凹部の面積が大きくなった場
合を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a case where the areas of the target and the concave portion are increased.
【図16】図15に示されたウエハーに対する図14に
図示されたフォトマスクの位置合わせを示す図である。FIG. 16 is a view showing the alignment of the photomask shown in FIG. 14 with respect to the wafer shown in FIG. 15;
【図17】ターゲット及び凹部の面積が小さくなった場
合を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a case where the areas of the target and the concave portion are reduced.
【図18】図17に示されたウエハーに対する図14に
図示されたフォトマスクの位置合わせを示す図である。18 is a diagram illustrating alignment of the photomask illustrated in FIG. 14 with respect to the wafer illustrated in FIG. 17;
【図19】ウエハーに形成されるべきターゲットの別の
例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing another example of a target to be formed on a wafer.
【図20】図19に示したターゲットに適合するフォト
マスクを示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a photomask that matches the target shown in FIG.
【図21】図19に示されたウエハーに対する図20に
図示されたフォトマスクの位置合わせを示す図である。21 is a diagram illustrating the alignment of the photomask illustrated in FIG. 20 with respect to the wafer illustrated in FIG. 19;
【図22】ターゲット及び凹部の面積が大きくなった場
合を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating a case where the areas of the target and the concave portion are increased.
【図23】図22に示されたウエハーに対する図20に
図示されたフォトマスクの位置合わせを示す図である。23 is a diagram illustrating alignment of the photomask illustrated in FIG. 20 with respect to the wafer illustrated in FIG. 22;
【図24】図2の薄膜素子の一つを取り出して拡大した
図である。FIG. 24 is an enlarged view of one of the thin film elements shown in FIG. 2;
【図25】フォトマスクの平面図である。FIG. 25 is a plan view of a photomask.
【図26】図24に示されたウエハーに対する図25に
図示されたフォトマスクの位置合わせを示す図である。FIG. 26 is a view showing the alignment of the photomask shown in FIG. 25 with respect to the wafer shown in FIG. 24;
【図27】ウエハー上のターゲット及びMR素子の面積
が大きくなった場合を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing a case where the areas of the target and the MR element on the wafer are increased.
【図28】図27に示されたウエハー4に対する図20
に図示されたフォトマスク7の位置合わせを示す図であ
る。FIG. 28 shows the wafer 4 shown in FIG. 27 with respect to FIG.
FIG. 7 is a view showing the alignment of the photomask 7 shown in FIG.
【図29】図28の比較例として、従来の位置合わせ方
法を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing a conventional alignment method as a comparative example of FIG. 28;
4 ウエハー 5 ターゲット 51〜55、501、502 端縁 7 フォトマスク 8 キー 9 光学的窓 4 Wafer 5 Target 51-55, 501, 502 Edge 7 Photomask 8 Key 9 Optical Window
Claims (3)
効果素子を形成するためのフォトマスク位置合わせ方法
であって、 前記ウエハーは、少なくとも一つのターゲットと、薄膜
要素とを有しており、前記ターゲット及び前記薄膜要素
は、一つのフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィ
工程の適用によって作成されたものであり、 前記ターゲットは、凹部または凸部を有し、前記凹部ま
たは凸部は前記ウエハ上に仮想された直交2軸の少なく
とも一方の方向に沿う端縁を含んでおり、他の フォトマスクは、キーと、光学的窓とを有し、 前記キーは、光学的に透明な部分と不透明な部分とによ
って得られた光学的パターンを有し、前記光学的パター
ンによって定まるセンタを有しており、 前記光学的窓は、光学的透過領域または光学的不透過領
域であって、前記キーの前記センタに対して、予め定め
られた関係を保っており、 前記キーの前記センタを、前記ターゲットの前記端縁に
合わせて前記ウエハーに対する前記他のフォトマスクの
位置決めを行ない、前記光学的窓の形状により前記磁気
抵抗効果素子のパターンを定める工程を含むフォトマス
ク位置合わせ方法。1. A method for aligning a photomask for forming a magnetoresistive effect element on a wafer for a thin film magnetic head, wherein the wafer has at least one target and a thin film element, The target and the thin film element are formed by applying a photolithography process using one photomask, and the target has a concave portion or a convex portion, and the concave portion or the convex portion is formed on the wafer. Another photomask includes a key and an optical window, the edge including an edge along at least one of two imaginary orthogonal axes, and the key includes an optically transparent part and an opaque part. And an optical pattern obtained by said optical window, said optical window having a center defined by said optical pattern. A excessive region, with respect to the center of the key, and maintaining the predetermined relationship, the center of the key, of the other photomask with respect to the wafer in accordance with the said end edge of said target A photomask alignment method including a step of performing positioning and defining a pattern of the magnetoresistive element according to a shape of the optical window.
磁気変換素子のスロートハイトを画定する絶縁膜を形成
するためのフォトマスク位置合わせ方法であって、 前記ウエハーは、少なくとも一つのターゲットと、薄膜
要素とを有しており、前記ターゲット及び前記薄膜要素
は、一つのフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィ
工程の適用によって作成されたものであり、 前記ターゲットは、凹部または凸部を有し、前記凹部ま
たは凸部は前記ウエハ上に仮想された直交2軸の少なく
とも一方の方向に沿う端縁を含んでおり、他の フォトマスクは、キーと、光学的窓とを有し、 前記キーは、光学的に透明な部分と不透明な部分によっ
て得られた光学的パターンを有し、前記光学的パターン
によって定まるセンタを有しており、 前記光学的窓は、光学的透過領域または光学的不透過領
域であって、前記キーの前記センタに対して、予め定め
られた関係を保っており、 前記キーの前記センタを、前記ターゲットの前記端縁に
合わせて前記ウエハーに対する前記他のフォトマスクの
位置決めを行ない、前記光学的窓の形状により前記絶縁
膜のパターンを定める工程を含むフォトマスク位置合わ
せ方法。2. A method of aligning a photomask for forming an insulating film defining a throat height of an inductive magnetic transducer on a wafer for a thin-film magnetic head, the wafer comprising: at least one target; A thin film element, the target and the thin film element are formed by applying a photolithography process using one photomask, and the target has a concave portion or a convex portion, The concave portion or the convex portion includes an edge along at least one direction of two orthogonal axes imagined on the wafer, another photomask includes a key, and an optical window, and the key includes: Having an optical pattern obtained by an optically transparent portion and an opaque portion, and having a center determined by the optical pattern; Is an optically transmissive area or an optically opaque area, which maintains a predetermined relationship with the center of the key, and aligns the center of the key with the edge of the target. And positioning the other photomask with respect to the wafer, and defining the pattern of the insulating film by the shape of the optical window.
工程として、請求項1に記載された工程を含むフォトマ
スク位置合わせ方法。3. A method according to claim 2, wherein said method includes a step according to claim 1 as a preceding step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29022496A JP3250720B2 (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Mask alignment method for wafer for thin film magnetic head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29022496A JP3250720B2 (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Mask alignment method for wafer for thin film magnetic head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10133397A JPH10133397A (en) | 1998-05-22 |
| JP3250720B2 true JP3250720B2 (en) | 2002-01-28 |
Family
ID=17753370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29022496A Expired - Fee Related JP3250720B2 (en) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Mask alignment method for wafer for thin film magnetic head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250720B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7588884B2 (en) | 2004-05-28 | 2009-09-15 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for enhancing wafer alignment marks |
| US8283792B1 (en) | 2004-08-26 | 2012-10-09 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands B.V. | Methods and systems for forming an alignment mark with optically mismatched alignment mark stack materials |
| US7449790B2 (en) | 2004-08-26 | 2008-11-11 | Hitachi Global Storage Technologies, Inc. | Methods and systems of enhancing stepper alignment signals and metrology alignment target signals |
| US7933099B2 (en) | 2007-04-11 | 2011-04-26 | Tdk Corporation | Thin-film magnetic head having electric lapping guide and method of making the same |
| US7631416B2 (en) * | 2007-05-14 | 2009-12-15 | Tdk Corporation | Method of making thin film magnetic head using electric lapping guide |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29022496A patent/JP3250720B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10133397A (en) | 1998-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8493687B2 (en) | Magnetic head for perpendicular magnetic recording with shield around main pole | |
| US8477452B2 (en) | Magnetic head for perpendicular magnetic recording having a tapered main pole | |
| US6791795B2 (en) | Thin film magnetic head having inductive write portion features that provide high recording field strength | |
| US20120147499A1 (en) | Magnetic head for perpendicular magnetic recording with shield around main pole | |
| US8345384B1 (en) | Magnetic head for perpendicular magnetic recording having a main pole and a shield | |
| JP2000105906A (en) | Production of thin film magnetic head | |
| US9082422B2 (en) | Magnetic head for perpendicular magnetic recording including a main pole and a write shield to provide improved write characteristics without compromising the function of the write shield | |
| JP2000113412A (en) | Thin film magnetic head and manufacture thereof | |
| US9489969B1 (en) | Magnetic head including a main pole and a write shield to provide improved write characteristics without compromising the function of the write shield | |
| US7019943B2 (en) | Thin-film magnetic head with improved external magnetic field-blocking characteristics | |
| US7181827B2 (en) | Method of forming magnetic layer pattern | |
| JP3250720B2 (en) | Mask alignment method for wafer for thin film magnetic head | |
| JP2000293818A (en) | Thin film magnetic head and its production | |
| US10586558B1 (en) | Magnetic head including a main pole and a write shield | |
| JP2001283409A (en) | Thin-film magnetic head and its manufacturing method | |
| JP3484332B2 (en) | Method for manufacturing thin-film magnetic head | |
| US7710685B2 (en) | Magnetic head main pole with leading and trailing edges of different lengths and progessively increasing cross-sectional area in a height-direction | |
| JP2000099914A (en) | Production of thin-film magnetic head | |
| US6399285B1 (en) | Method for forming a thin film and for manufacturing a thin film | |
| JP2001155309A (en) | Thin film magnetic head and its manufacturing method | |
| JP2001167407A (en) | Method for plating frame and method for forming magnetic pole of thin-film magnetic head | |
| JP2002170208A (en) | Thin-film magnetic head and its manufacturing method | |
| JP3285839B2 (en) | Thin film magnetic head and method of manufacturing the same | |
| JP2811514B2 (en) | Method for manufacturing thin-film magnetic head | |
| JP3189909B2 (en) | pattern. Method of forming mask alignment target |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011031 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071116 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081116 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |