專(zhuān)利名稱(chēng)：用于提供垂直磁記錄磁頭的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于提供垂直磁記錄磁頭的方法和系統(tǒng)
背景技術(shù)：
圖1是描述制造常規(guī)垂直磁記錄(PMR)換能器的一種常規(guī)方法10的流程圖。為 了簡(jiǎn)明，省去了一些步驟。該常規(guī)方法10用于提供PMR磁極。通過(guò)步驟12提供中間層、化 學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)終止層和硬掩模層。該中間層一般是氧化鋁。該CMP中止層可包括釕 (Ru)，而硬掩模層可包括鎳鉻(NiCr)。通過(guò)步驟14在硬掩模層上提供光刻膠掩模。光刻膠 掩模包括在中間層部分之上的開(kāi)孔，PMR磁極將被形成在該開(kāi)孔中。通過(guò)步驟16在硬掩模 層中形成常規(guī)開(kāi)孔。 一般地，這是通過(guò)使用常規(guī)的離子研磨實(shí)現(xiàn)的。步驟16也包括在CMP 終止層中形成常規(guī)開(kāi)孔。因此，通過(guò)步驟16中的離子研磨，以常規(guī)方式將光刻膠掩模的圖 案轉(zhuǎn)移到硬掩模和CMP終止層。 通過(guò)步驟18，利用硬掩模和光刻膠掩模，在氧化鋁層中形成一個(gè)溝槽。 一般使用 氧化鋁反應(yīng)離子蝕刻(RIE)來(lái)執(zhí)行步驟18。希望溝槽的頂部比溝槽底部更寬。另外，溝槽 可以延伸穿過(guò)氧化鋁中間層。由此，形成于其中的PMR磁極的頂部表面將寬于它的底部。 從而，PMR磁極的側(cè)壁有一個(gè)反向角度(reverse angle)。通過(guò)步驟20淀積常規(guī)PMR磁極 材料。步驟20可以包括鍍覆或?yàn)R射鐵磁性磁極材料以及(多個(gè))籽晶層或種子層(seed layer)。然后通過(guò)步驟22執(zhí)行CMP。在步驟12中提供的終止層被用于終止CMP。
通過(guò)步驟24，也可以在常規(guī)PMR磁極中提供(多個(gè))斜面。如果要提供頂部斜面， 則步驟24可包括在空氣軸承表面(ABS)的區(qū)域去除鐵磁性磁極材料的頂部部分。由此，在 ABS附近的常規(guī)PMR磁極的頂部表面低于PMR磁極的磁軛(yoke)部分。如果步驟24用來(lái) 形成底部斜面，則在方法10中一般更早地執(zhí)行步驟24，例如在步驟20之前。在這種情況 下，步驟24可以包括屏蔽在步驟18中形成的溝槽的一部分以及重新填充ABS區(qū)域附近的 溝槽底部。由此，可形成一底部斜面。從而，提供了常規(guī)PMR磁極。然后可提供后續(xù)結(jié)構(gòu)， 例如寫(xiě)入間隙和防護(hù)。 雖然常規(guī)方法IO可以提供常規(guī)PMR換能器，但是可能存在缺點(diǎn)。使用光刻膠掩模 和硬掩?？赡軐?dǎo)致常規(guī)PMR磁極的臨界尺寸的相對(duì)大的變化。臨界尺寸對(duì)應(yīng)于常規(guī)PMR磁 極的磁道寬度。磁道寬度的這種變化可能會(huì)不利地影響制造和性能。另外，常規(guī)PMR磁極 可能在尺寸上相對(duì)較大。使用常規(guī)的光刻技術(shù)，在步驟16中形成的開(kāi)孔的臨界直徑以及因 此在步驟18中提供的溝槽一般大于一百五十納米。因此，僅就此而言，使用常規(guī)方法10形 成的常規(guī)PMR磁極可能無(wú)法用于高密度磁記錄技術(shù)中。
因此，需要一種制造PMR換能器的改進(jìn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
公開(kāi)了一種在磁記錄傳感器中提供PMR磁極的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)包括在 中間層上提供一掩模。該掩模包括具有至少一個(gè)側(cè)邊的線路。該方法和系統(tǒng)進(jìn)一步包括在 該掩模上提供一硬掩模層。硬掩模的至少一部分位于該線路的(多個(gè))側(cè)邊上。該方法和 系統(tǒng)進(jìn)一步包括去除位于該線路的(多個(gè))側(cè)邊上的硬掩模的所述部分的至少一部分。由 此，該線路的至少一部分被暴露出來(lái)。然后去除該線路。從而，在對(duì)應(yīng)于該線路的硬掩模中提供一個(gè)開(kāi)孔。該方法和系統(tǒng)還包括在該開(kāi)孔下面的中間層中形成溝槽。該溝槽具有一個(gè) 底部和一個(gè)寬于底部的頂部。該方法和系統(tǒng)進(jìn)一步包括提供一 PMR磁極，該P(yáng)MR磁極的至 少一部分位于溝槽中。在一個(gè)方面，該溝槽具有在ABS區(qū)域中的第一寬度和在PMR磁極的 磁軛區(qū)域中的第二寬度。第一寬度小于第二寬度。在這方面，可淀積一無(wú)磁性層，從而在 ABS區(qū)域中的溝槽底部上的無(wú)磁性層的ABS部分比磁軛區(qū)域中的溝槽底部上的無(wú)磁性層的 磁軛部分更厚一些。由此，可形成底部斜面。


圖1是描述一種制造PMR磁頭的常規(guī)方法的流程圖。 圖2是描述一種制造PMR換能器的方法的示例性實(shí)施例的流程圖。 圖3是描述一種制造PMR換能器的方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。 圖4-13是描述制造過(guò)程中一種垂直磁記錄換能器的示例性實(shí)施例的圖表。 圖14是描述一種制造磁極的方法的示例性實(shí)施例的流程圖。 圖15-22是描述制造過(guò)程中一種垂直磁記錄換能器的示例性實(shí)施例的圖表。
具體實(shí)施例方式
圖2是一流程圖，其描述了一種制造用于PMR換能器的PMR磁極的方法100的示 例性實(shí)施例。為了簡(jiǎn)明，省去了一些步驟。所制造的PMR換能器可以是合并磁頭的一部分， 該合并磁頭也包括讀磁頭(未示出)并且位于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的滑塊(未示出)上。方法 100也可以在形成PMR換能器的其他部分之后開(kāi)始。方法100也在提供單一磁記錄換能器 中的單一PMR磁極的背景下進(jìn)行描述。然而，方法100可以用于基本同時(shí)制造多個(gè)換能器。 方法100和系統(tǒng)也在特殊層(例如底部抗反射涂層(即BARC層))的背景下進(jìn)行描述。然 而，在一些實(shí)施例中，這種層可包括多個(gè)子層(sub-layer)。 在一個(gè)實(shí)施例中，方法100是在PMR磁極所在的(多個(gè))中間層形成之后開(kāi)始的。 在一個(gè)實(shí)施例中，中間層是絕緣體例如氧化鋁。中間層可位于下襯層(underlayer)之上。 進(jìn)一步地，在一個(gè)實(shí)施例中，下襯層可以是蝕刻終止層。通過(guò)步驟102在中間層上提供一掩 模。該掩模包括與PMR磁極的位置相對(duì)應(yīng)的線路。在一個(gè)實(shí)施例中，該掩模是光刻膠掩模 并可以利用光刻技術(shù)形成。例如，可以使用底部抗反射涂層(BARC)以便改進(jìn)線路的形成。 BARC減少在BARC層上形成光刻膠掩模時(shí)的反射。在這一實(shí)施例中，掩模的形成可進(jìn)一步 包括去除被掩模暴露出來(lái)的所有BARC。通過(guò)步驟104在掩模上提供硬掩模層。例如，步驟 104可以包括淀積材料如鎳鉻(NiCr)、鎳鐵(NiFe)、鉻(Cr)和/或釕(Ru)。
通過(guò)步驟106去除硬掩模層的一部分以暴露線路。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)大角度 離子研磨來(lái)去除硬掩模層。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，以從換能器的表面的法線起、至少七十 度且不超過(guò)九十度的角度執(zhí)行離子研磨。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，該角度是至少七十七度 且不超過(guò)八十三度。由此，至少在線路側(cè)邊上的硬掩模層部分被去除。從而，線路的側(cè)邊的 至少一部分被暴露出來(lái)。 通過(guò)步驟108去除掩模中的線路。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟106包括進(jìn)行線路的剝 離(lift-off)。這種剝離是可能的，因?yàn)橹辽僖徊糠志€路在步驟106被暴露出來(lái)，并因此使 得所用的蝕刻劑可達(dá)到(accessible)。由此形成包括與線路相對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔的硬掩模。硬掩模中的開(kāi)孔基本位于被線路所占據(jù)的位置。 通過(guò)步驟110在開(kāi)孔之下的中間層中形成溝槽。溝槽有一個(gè)底部和一個(gè)寬于底部 的頂部。因此，所形成的溝槽適用于PMR磁極。在一個(gè)實(shí)施例中，溝槽延伸穿過(guò)中間層。然 而，在另一個(gè)實(shí)施例中，溝槽可以?xún)H部分延伸穿過(guò)中間層。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟iio包括 執(zhí)行RIE。 通過(guò)步驟112提供PMR磁極。PMR磁極的至少一部分位于溝槽中。在一個(gè)實(shí)施例 中，僅一部分的PMR磁極位于中間層中的溝槽內(nèi)。因此，PMR磁極的頂部將高于中間層的頂 部。在可替代實(shí)施例中，整個(gè)PMR磁極位于溝槽之內(nèi)。在步驟112中PMR磁極的形成可包 括在溝槽中提供一個(gè)或更多個(gè)無(wú)磁性層。這樣(多個(gè))無(wú)磁性層可被用于調(diào)整PMR磁極的 臨界尺寸和相應(yīng)的磁道寬度。另外，也可提供(多個(gè))籽晶層。因此，PMR磁極將位于這樣 (多個(gè))無(wú)磁性層之上。在一個(gè)實(shí)施例中，可以利用原子層淀積(ALD)來(lái)提供用于磁道寬度 調(diào)整的(多個(gè))無(wú)磁性層。作為步驟112的一部分，也可以提供平坦化(planarization)終 止層。在一個(gè)實(shí)施例中，在(多個(gè))無(wú)磁性層上提供平坦化終止層。平坦化終止層可以是 CMP終止層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，平坦化終止層包括釕(Ru)。在另一個(gè)實(shí)施例中，平坦 化終止層也可作為籽晶層。PMR磁極的(這些)層也可以是均勻淀積的?？蓤?zhí)行諸如CMP 之類(lèi)的平坦化。另外，可以利用離子束蝕刻進(jìn)一步調(diào)整PMR磁極的幾何形狀。也可以為PMR 磁極形成頂部和/或底部斜面。可以通過(guò)利用(多個(gè))無(wú)磁性層持續(xù)填充溝槽來(lái)形成底部 斜面，以使接近ABS的PMR磁極部分高于在磁軛區(qū)域中的PMR磁極部分。在執(zhí)行CMP之后， 可通過(guò)去除PMR磁極材料的一部分來(lái)形成頂部斜面。從而，可形成PMR磁極。雖然如上所 述作為PMR磁極形成的一部分，但是提供無(wú)磁性層、平坦化終止層和/或籽晶層的步驟中的 至少一些可以視為與提供pMR磁極相分離。 使用方法100，可以形成至少部分PMR換能器。方法100運(yùn)用光刻膠線路來(lái)提供 硬掩模中的開(kāi)孔。在一個(gè)實(shí)施例中，掩模中的線路可以具有不大于二百納米的臨界尺寸或 寬度。線路的臨界尺寸也可以不超過(guò)一百納米。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，PMR磁極的臨界尺 寸可以不超過(guò)二百納米。在另一個(gè)實(shí)施例中，臨界尺寸可以不超過(guò)一百納米。因而所形成 的PMR換能器可以更高的密度使用。例如，所形成的PMR換能器可用作400Gb/in2 (吉比特 /平方英寸)或更高密度的換能器。進(jìn)一步地，使用底部和/或頂部斜面可以期望的方式進(jìn) 一步集中磁通量。另外，因?yàn)樵诓襟E108可以進(jìn)行線路的剝離，所以PMR換能器的制造可以 被簡(jiǎn)化。因此，使用方法100可以制造出能以更高密度使用的PMR換能器。
圖3是描述另一個(gè)制造PMR換能器的方法150的示例性實(shí)施例的流程圖。為了簡(jiǎn) 明，省去了一些步驟。圖4-13是描述制造過(guò)程中從ABS視角看到的PMR換能器200的示例 性實(shí)施例的圖表。為了清晰，圖4-13未按比例畫(huà)出。參見(jiàn)圖3-13，在PMR換能器200的背 景下描述方法150。然而，方法150可用于形成另一設(shè)備(未示出)。所制造的PMR換能器 200可以是合并磁頭的一部分，該合并磁頭也包括讀磁頭(未示出)并且位于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 中的滑塊(未示出)上。方法150也可以在形成PMR換能器200的其他部分之后開(kāi)始。方 法150也在提供單一PMR磁極的背景下進(jìn)行描述。然而，方法150可以用于基本同時(shí)制造 多個(gè)換能器。方法150和設(shè)備200也在特殊層例如底部抗反射涂層即BARC層的背景下進(jìn) 行描述。然而，在一些實(shí)施例中，這種層可包括多個(gè)子層。通過(guò)步驟152提供蝕刻終止層或者下襯層。該層可用于終止氧化鋁RIE。通過(guò)步驟154，在蝕刻終止層上提供中間層。該中間層是無(wú)磁性的且可以是介電層，例如氧化鋁層。 通過(guò)步驟156，在中間層上提供BARC。通過(guò)步驟158，在BARC上提供光刻膠掩模。該光刻膠 掩模包括對(duì)應(yīng)于PMR磁極位置的線路。圖4描述了執(zhí)行步驟158之后PMR換能器200的一 部分。在所示的實(shí)施例中，顯示出也可用作蝕刻終止層202的下襯層202。另外，也描述了 中間層204。還示出了BARC206和掩模208。在所示的實(shí)施例中，掩模208由線路組成。然 而，在另一個(gè)實(shí)施例中，掩模208可包括其他特征。另外，所用的掩模208可包括針對(duì)每個(gè) 要形成的PMR磁極的線路。 通過(guò)步驟160，掩模208的圖案被轉(zhuǎn)移到BARC 206。圖5描述了執(zhí)行步驟160之 后的PMR換能器200。因此，BARC206'僅位于線路208之下。BARC層206的剩余部分已經(jīng) 被去除。通過(guò)步驟162，在PMR換能器200上提供硬掩模層。步驟162可包括淀積材料如鎳 鉻(NiCr)、鉻(Cr)、鎳鐵(NiFe)和/或釕(Ru)的放置。圖6描述了執(zhí)行步驟162之后的 PMR換能器200。從而，提供了硬掩模層210。 通過(guò)步驟164，以一定角度執(zhí)行離子研磨以暴露出掩模208的線路。在一個(gè)實(shí)施例 中，以從PMR換能器200的表面法線起的一個(gè)較大角度執(zhí)行研磨。例如，在一個(gè)實(shí)施例中， 該角度可以是至少七十度且不超過(guò)九十度。在另一個(gè)實(shí)施例中，該角度是至少七十七度且 不超過(guò)八十三度。在一個(gè)實(shí)施例中，端點(diǎn)檢測(cè)用于控制從線路208的側(cè)邊去除的硬掩模層 210的量。圖7描述了執(zhí)行步驟164之后的PMR換能器。因此，由硬掩模層210形成了硬掩 模層210'。掩模208上可剩余硬掩模層的一部分210'。然而，掩模208的線路的側(cè)邊至少 被部分地暴露出來(lái)。 通過(guò)步驟166進(jìn)行剝離。由此，線路的剩余的部分208被去除。另外，通過(guò)步驟 168，BARC在線路之下的剩余部分206'被去除。圖8描述了完成步驟168之后的PMR換能 器200。因此，在硬掩模210'中形成了開(kāi)孔212。開(kāi)孔212暴露出下面的中間層204。開(kāi)孔 212與掩模208的線路相對(duì)應(yīng)。由此，開(kāi)孔212的位置和大小與線路的位置和大小相匹配。
通過(guò)步驟170，執(zhí)行RIE以在中間層204中形成溝槽。在一個(gè)實(shí)施例中，利用含氯 氣體執(zhí)行RIE。圖9描述了執(zhí)行步驟170之后的PMR換能器。因此，在中間層204'中形成 了溝槽213。為了清晰，不再標(biāo)記開(kāi)孔212，換而標(biāo)記形成于開(kāi)孔之下的溝槽213。溝槽213 有一個(gè)底部和一個(gè)寬于底部的頂部。 然后形成PMR磁極。這可能占用很多步驟，例如步驟172至步驟178。在一個(gè)實(shí)施 例中，通過(guò)步驟172，在溝槽213中提供至少一個(gè)無(wú)磁性層。無(wú)磁性層的至少一部分位于溝 槽213中。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟172可包括提供磁道寬度調(diào)整層以及籽晶層。例如，可以 通過(guò)使用ALD淀積氧化鋁來(lái)形成磁道寬度調(diào)整層。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用針對(duì) 磁道寬度調(diào)整層的另一種方法和/或材料。由于它與所形成的磁極磁性分離，磁道寬度調(diào) 整層可用于減少所形成的磁極的臨界直徑。換句話說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)磁性層可被看作 使溝槽213的寬度更小并且更淺。因此，無(wú)磁性層的厚度可用于調(diào)整所形成的PMR磁極的 寬度和高度。特別地，PMR磁極的寬度可被減少兩倍的無(wú)磁性層的厚度。另外，在步驟168 中形成的溝槽可被配置為在ABS的最后位置附近比在磁軛區(qū)域處更薄。在這一實(shí)施例中， 在ABS區(qū)域可由(多個(gè))無(wú)磁性層局部填充溝槽213。在這種情況下，可形成底部斜面。另 外，在磁道寬度調(diào)整層上可以淀積籽晶層。在一些實(shí)施例中，籽晶層也可以是CMP終止層。 作為替代，硬掩模層210'可用作終止層。在另一個(gè)實(shí)施例中，籽晶層可以是磁性的。作為替代，步驟172可省略。 圖10描述了執(zhí)行步驟172之后的PMR換能器200。因此，無(wú)磁性層214和籽晶層 216全部可見(jiàn)。每個(gè)無(wú)磁性的磁道寬度調(diào)整層214和籽晶層216中的一部分位于溝槽213 中。然而，每個(gè)無(wú)磁性層214和籽晶層216中的另一部分也可位于硬掩模210'之上并緊靠 硬掩模210'。因此，無(wú)磁性層214的一部分在中間層204'的頂部之上。
通過(guò)步驟174可提供(多個(gè))PMR磁極層。步驟174可包括鍍覆(多個(gè))PMR磁極 層。在一個(gè)實(shí)施例中，使用單一層。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)層可以用于PMR磁極。因 此，在步驟174可淀積多個(gè)層。在所述的實(shí)施例中，(多個(gè))PMR磁極層是均勻淀積的。然 而，在另一個(gè)實(shí)施例中，可使用掩模。在一個(gè)實(shí)施例中，PMR磁極層被鍍覆在平坦化終止層 216上。在使用分離籽晶層的實(shí)施例中，PMR磁極層也可以被鍍覆在籽晶層218上，并且若被 采用，無(wú)磁性層214也可被鍍覆。圖11描述了執(zhí)行步驟174之后的PMR換能器200。因此， PMR磁極層220位于溝槽213中。然而，PMR磁極層220的另一部分也可位于硬掩模210' 上并緊靠硬掩模210'。因此，PMR磁極層220的一部分在中間層204'的頂部之上。
通過(guò)步驟176，執(zhí)行CMP或其他所選擇的平坦化。當(dāng)平坦化硬掩模210'的至少一 部分依然存在時(shí)，CMP平坦化可終止。圖12描述了執(zhí)行步驟176之后的PMR換能器200。 因此，由(多個(gè))PMR磁極層220形成了 PMR磁極220'。另外，去除了籽晶層216和磁道寬 度調(diào)整層214的一部分。因此，在執(zhí)行步驟176之后，僅有籽晶層216'和磁道寬度調(diào)整層 214'的部分仍然存在。另外，只有硬掩模層的一部分210"依然存在。在所示的實(shí)施例中， 只有PMR磁極220'的一部分存在于溝槽213之內(nèi)。PMR磁極220'的這部分具有寬于底部 的頂部。換句話說(shuō)，PMR磁極220'的側(cè)壁的這些部分具有一個(gè)負(fù)角度(從垂直方向測(cè)量)。 PMR磁極220'的剩余部分緊靠硬掩模層210'、無(wú)磁性層220和剩余的平坦化終止層222'。 PMR磁極220'的這部分的側(cè)壁是基本垂直的。 另外，可以在步驟178可選地提供頂部斜面。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟178將包括遮 掩遠(yuǎn)離ABS位置區(qū)域的PMR磁極220'的部分和去除靠近ABS位置的PMR磁極的頂部部分。 所以，在ABS區(qū)域，PMR磁極220'的高度將更低。因此，使用方法150，底部斜面、頂部斜面 或者兩者均可形成。 然后可以結(jié)束PMR換能器200的制造。例如，可提供寫(xiě)入間隙、防護(hù)和其他結(jié)構(gòu)。 圖13描述了提供這些結(jié)構(gòu)之后的PMR換能器200。因此，顯示了寫(xiě)入間隙222和頂部防護(hù) 224。在一個(gè)實(shí)施例中，寫(xiě)入間隙222可以是絕緣體，例如氧化鋁。在另一個(gè)實(shí)施例中，可使 用其他(多種)材料。 使用方法150，可以形成至少部分PMR換能器200。方法150運(yùn)用掩模208的光刻 膠線路來(lái)提供硬掩模210'中的開(kāi)孔212。利用離子研磨來(lái)暴露出線路，該離子研磨可通過(guò) 使用端點(diǎn)檢測(cè)而被更好地控制。由此，可以使用剝離來(lái)去除線路。由于可進(jìn)行剝離，硬掩模 210'在開(kāi)孔212處可能具有更鋒利的邊緣。因此，可更好地定義PMR磁極220'的邊緣。在 一個(gè)實(shí)施例中，掩模208'中的線路可以具有不大于二百納米的臨界尺寸或?qū)挾?。線路208 的臨界尺寸也可以不超過(guò)一百納米。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，PMR磁極的220'臨界尺寸可以 不超過(guò)二百納米。在另一個(gè)實(shí)施例中，臨界尺寸可以不超過(guò)一百納米。因而PMR換能器200 可以更高的密度使用。例如，PMR換能器200可用作400Gb/ir^(吉比特/平方英寸)或更 高密度的換能器。因此，使用方法150可以制造出能用以更高密度使用的PMR換能器200。
如上所述，可為PMR磁極220'提供頂部和底部斜面。圖14是描述一種制造包含 (多個(gè))斜面的磁極的方法250的示例性實(shí)施例的流程圖。圖15-22描述了制造過(guò)程中垂 直磁記錄換能器280的示例性實(shí)施例的圖表。換能器280可以是磁記錄磁頭的一部分，該 磁記錄磁頭也可以包括讀換能器(未示出)并且位于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的滑塊上。磁記錄換能器 280對(duì)應(yīng)于磁記錄換能器200。方法250在磁記錄換能器280的背景下進(jìn)行描述。參見(jiàn)圖 14-22，在方法250中，有些步驟可以省略或組合。另外，為了清晰，圖15-22沒(méi)有按比例畫(huà) 出。方法250也在提供單一記錄換能器的背景下進(jìn)行描述。然而，方法250可以用于基本同 時(shí)制造多個(gè)換能器。方法250和換能器280也在特殊層的背景下進(jìn)行描述。特殊層可包括 多種材料和/或多個(gè)子層。方法250可被合并到方法100和150中以提供帶斜面的磁極。 例如，方法250可被合并到步驟112和/或步驟170-178中。 通過(guò)步驟252，在中間層中形成溝槽。在步驟252形成的溝槽在接近ABS所位于的 ABS位置處更加狹窄。利用步驟252，在方法100和/或150的步驟110和/或170中形成 的溝槽可以具有一輪廓(profile)，該輪廓在接近ABS位置附近的磁極頂端處更窄，且在接 近磁極的磁軛區(qū)域處更寬。如方法100和150中所述，可以通過(guò)利用光刻膠線路在ABS區(qū) 域附近形成硬掩模的一部分來(lái)執(zhí)行步驟252。然而，硬掩模的其他(多個(gè))部分可以具有 不同的輪廓并以另一種方式形成。圖15描述了完成步驟252之后的換能器280的平面圖。 圖16描述了執(zhí)行步驟252之后磁性換能器280的ABS位置視圖和磁軛區(qū)域視圖。因此，下 襯層282和中間層284被示出。下襯層282可以是蝕刻終止層。溝槽286位于中間層284 的一些部分之間。在圖15-16中可以看出，溝槽286可以看作是包括三個(gè)區(qū)域，S卩鄰近ABS 位置的ABS區(qū)域、角度區(qū)域和磁軛區(qū)域。ABS位置在圖15中通過(guò)一條線標(biāo)記出來(lái)并在圖16 中示出。磁軛視圖位置也在圖15中標(biāo)記出來(lái)并在圖16中示出。角度區(qū)域也在圖15中被標(biāo) 明。在圖15-16中可以看出，磁道寬度方向上，溝槽286在在接近ABS位置處比在遠(yuǎn)離ABS 位置的磁軛區(qū)域處更窄。 如上面關(guān)于方法100和150所述，在磁極的形成過(guò)程中，可以提供額外的(多種) 無(wú)磁性材料。這些材料可以包括額外的絕緣層和/或籽晶層。所以，通過(guò)步驟254，以足以 將溝槽286的底部填充到靠近ABS的厚度來(lái)提供這些無(wú)磁性材料。因此，在步驟254中，步 驟112和/或172中的無(wú)磁性材料的淀積持續(xù)進(jìn)行，直到溝槽286的側(cè)壁上的材料生長(zhǎng)到 一起以將溝槽底部填充到靠近ABS位置。然而，在磁軛區(qū)域，溝槽286的底部并沒(méi)有被完全 填充。換言之，溝槽286底部的(多種)無(wú)磁性材料在接近ABS位置處比在遠(yuǎn)離ABS位置 處更厚。 圖17-18描述了完成步驟254并且淀積了用于磁極的磁性材料之后的磁性換能器 280。圖17描述了磁性換能器280的ABS視圖和磁軛視圖。圖18描述了磁性換能器280的 側(cè)視圖。因此，提供了 (多種)無(wú)磁性材料288。雖然只顯示單一層，但(多種)無(wú)磁性材 料288可包括多個(gè)層。因此，溝槽286的底部在ABS區(qū)域被填充，但在磁軛區(qū)域不被填充。 所以，(多種)無(wú)磁性材料288在ABS區(qū)域較厚，沿著角度區(qū)域變薄，并且在磁軛區(qū)域最薄。 由此，溝槽286的深度在ABS區(qū)域最小，沿著角度區(qū)域增加，并且在磁軛區(qū)域是最深的。對(duì) 于磁記錄換能器280，溝槽286的輪廓平滑地改變直徑。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，溝槽的直 徑可以另一種方式增大。 在步驟256中，提供(多種)磁極材料并執(zhí)行期望的平坦化。圖19-20描述了執(zhí)行步驟256之后的磁性換能器280。圖19描述了磁性換能器280的ABS視圖和磁軛視圖。圖 20描述了磁性換能器280的側(cè)視圖。因此，提供了 (多種)磁極材料290。由于溝槽286直 徑的改變，溝槽286底部的(多種)無(wú)磁性材料288的厚度隨之改變。由此，磁性材料290 的深度從ABS位置向磁軛區(qū)域變化。因而可以形成底部斜面292。 通過(guò)步驟258，可以選擇性地提供頂部斜面。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟258包括遮掩 遠(yuǎn)離ABS位置的換能器280的部分并且去除(多種)磁極材料290的頂部部分。圖21-22 描述了執(zhí)行步驟258之后的磁性換能器280。圖21描述了磁性換能器280的ABS視圖和磁 軛視圖。圖22描述了磁性換能器280的側(cè)視圖。由于去除了 (多種)磁極材料的部分，磁 極290'保留下來(lái)。除斜面292之外，頂部斜面294也形成了。 因此，除了使用方法100和150可實(shí)現(xiàn)的益處之外，利用方法250也可提供(多 個(gè))斜面292和/或294。(多個(gè))斜面292和294可改善磁通量集中。因此，可改進(jìn)磁性 換能器的高密度性能。
權(quán)利要求
一種在包括中間層的磁記錄換能器中提供垂直磁記錄磁極即PMR磁極的方法，該方法包括在所述中間層上提供一掩模，所述掩模包括具有至少一個(gè)側(cè)邊的線路；在所述掩模上提供一硬掩模層，所述硬掩模層的一部分位于所述至少一個(gè)側(cè)邊上；去除位于所述至少一個(gè)側(cè)邊上的所述硬掩模層的所述部分的至少一部分，所述線路的至少一部分被暴露出來(lái)；去除所述線路，從而在對(duì)應(yīng)于所述線路的所述硬掩模層中提供一開(kāi)孔；在所述開(kāi)孔下面的所述中間層中形成一溝槽，所述溝槽具有一個(gè)底部和一個(gè)寬于所述底部的頂部；以及提供一PMR磁極，所述PMR磁極的至少一部分位于所述溝槽中。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述線路包括光刻膠線路。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中去除所述線路的步驟進(jìn)一步包括 執(zhí)行所述線路的剝離。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中去除所述硬掩模層的所述部分的所述至少一部分的 步驟進(jìn)一步包括以從所述磁記錄換能器的表面的法線起的一個(gè)角度離子研磨所述磁記錄換能器。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述角度是至少七十度且不超過(guò)九十度。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述角度是至少七十七度且不超過(guò)八十三度。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述溝槽的步驟進(jìn)一步包括 執(zhí)行至少一次反應(yīng)離子蝕刻即RIE以去除所述中間層的一部分。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述中間層下面提供一 RIE蝕刻終止層，所述RIE蝕刻終止層的一部分形成所述溝 槽的底部。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括提供一無(wú)磁性層，所述無(wú)磁性層的至少一部分位于所述溝槽中，所述PMR磁極位于所 述無(wú)磁性層上。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中提供所述無(wú)磁性層的步驟進(jìn)一步包括 利用原子層淀積來(lái)提供氧化鋁層；以及 在所述氧化鋁層上提供籽晶層。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述磁記錄換能器包括一空氣軸承表面區(qū)域即ABS 區(qū)域和一磁軛區(qū)域，并且其中提供所述溝槽的步驟進(jìn)一步包括提供在所述ABS區(qū)域中具有第一寬度和在所述磁軛區(qū)域中具有第二寬度的所述溝槽， 所述第一寬度小于所述第二寬度。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述溝槽具有底部，并且其中提供所述無(wú)磁性層 的步驟進(jìn)一步包括持續(xù)淀積所述無(wú)磁性層，以使在所述ABS部分中的溝槽底部上的所述無(wú)磁性層的ABS 部分比在所述磁軛區(qū)域中的溝槽底部上的所述無(wú)磁性層的磁軛部分更厚。
13. 如權(quán)利要求l所述的方法，其進(jìn)一步包括 在所述掩模下提供一底部抗反射涂層即BARC ;以及在提供所述硬掩模層的步驟之前向所述BARC轉(zhuǎn)移所述線路，所述BARC的剩余部分位 于所述線路之下。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括在去除所述線路之后，去除所述線路之下的所述BARC的所述剩余部分。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述PMR磁極的頂部具有不超過(guò)二百納米的寬度。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述寬度不超過(guò)一百納米。
17. —種提供包括中間層的磁記錄換能器的方法，該方法包括 提供一蝕刻終止層； 在所述蝕刻終止層上提供一中間層； 在所述中間層上提供一底部抗反射涂層即BARC ;在所述BARC上提供一掩模，所述掩模包括具有至少一個(gè)側(cè)邊的光刻膠線路； 向所述BARC轉(zhuǎn)移所述線路，所述BARC的剩余部分位于所述線路之下； 在所述掩模上提供一硬掩模層，所述硬掩模層的一部分位于所述至少一個(gè)側(cè)邊上； 以從所述表面的法線起的一個(gè)角度離子研磨所述磁記錄換能器以暴露所述光刻膠線 路的一部分，所述角度為至少七十七度且不超過(guò)八十三度； 執(zhí)行剝離以去除所述光刻膠線路；在去除所述線路之后，去除所述線路下面的所述BARC的所述剩余部分； 在所述開(kāi)孔下面的所述中間層中執(zhí)行反應(yīng)離子蝕刻以形成溝槽，所述蝕刻終止層的一部分抵抗所述反應(yīng)離子蝕刻并形成所述溝槽的底部，所述溝槽具有一個(gè)寬于所述底部的頂部；以及提供一 PMR磁極，所述PMR磁極的至少一部分位于所述溝槽中。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其進(jìn)一步包括提供一無(wú)磁性層，所述無(wú)磁性層的至少一部分位于所述溝槽中，所述PMR磁極位于所 述無(wú)磁性層之上。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述磁記錄換能器包括一空氣軸承表面區(qū)域即 ABS區(qū)域和一個(gè)磁軛區(qū)域，并且其中提供所述溝槽的步驟進(jìn)一步包括提供在所述ABS區(qū)域中具有第一寬度和在所述磁軛區(qū)域中具有第二寬度的所述溝槽， 所述第一寬度小于所述第二寬度。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述溝槽具有一個(gè)底部，并且其中提供所述無(wú)磁 性層的步驟進(jìn)一步包括持續(xù)淀積所述無(wú)磁性層，以使在所述ABS區(qū)域中的溝槽底部上的所述無(wú)磁性層的ABS 部分比在所述磁軛區(qū)域中的溝槽底部上的所述無(wú)磁性層的磁軛部分更厚。
全文摘要
公開(kāi)了一種在包括中間層的磁記錄換能器中提供一PMR磁極的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)包括在所述中間層上提供一掩模。該掩模包括具有至少一個(gè)側(cè)邊的線路。在所述掩模上提供一硬掩模層。該硬掩模層的至少一部分位于所述線路的(多個(gè))側(cè)邊之上。去除所述線路的(多個(gè))側(cè)邊上的至少部分硬掩模層。由此，所述線路的至少一部分被暴露出來(lái)。然后去除該線路，在對(duì)應(yīng)于該線路在硬掩模中提供一開(kāi)孔。該方法還包括在所述開(kāi)孔下面的所述中間層中形成溝槽。該溝槽頂部寬于底部。該方法進(jìn)一步包括提供PMR磁極，該磁極的至少一部分位于所述溝槽中。
文檔編號(hào)G11B5/31GK101727915SQ200910207638
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者孫海, 張津秋, 李冠雄, 袁宏平, 陳松原 申請(qǐng)人:西部數(shù)據(jù)(弗里蒙特)公司