以降低的成本和加强的可靠性制造磁屏蔽件的方法

以降低的成本和加强的可靠性制造磁屏蔽件的方法
【专利说明】以降低的成本和加强的可靠性制造磁屏蔽件的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年2月28日提交的美国临时专利申请第61/946，583号(代理人案卷号F6892.P)的优先权，在此通过引用以其整体并入本文。
【背景技术】
[0003]图1示出用于制造常规磁记录磁头的常规方法10。在提供非磁性中间层(诸如，氧化铝)之后，该方法开始。通过步骤12在中间层中形成沟槽。沟槽具有用于形成主磁极所需的位置和置着面积(footprint)。通过步骤14提供籽晶层和高饱和磁化磁极材料。例如，可以在沟槽中沉积非磁性导电籽晶层并且镀覆磁性材料。通过步骤16对磁性材料进行平坦化。因此，基本上形成主磁极。然而，主磁极的顶部基本上是平的。
[0004]通过步骤18去除邻近在其中将制造屏蔽件的区域中的磁极的一部分中间层。步骤18可以包括提供覆盖主磁极的掩模，并蚀刻露出的中间层。随后可以通过步骤20提供侧屏蔽件。步骤20可以包括对屏蔽件镀覆诸如NiFe的磁性材料。
[0005]在提供侧屏蔽件之后，通过步骤22制造尾锥(trailing bevel)。步骤22可包括提供从空气支承表面(ABS)凹进的掩模，以及离子铣削/研磨(1n mill)已经制造的换能器的部分。因此，以相对于垂直于ABS的方向的非零角度去除主磁极材料的一部分。此外，(多种)侧屏蔽件材料的一部分也被去除。
[0006]可以通过步骤24来沉积写间隙或籽晶层。该步骤是在步骤22中已经提供尾锥之后执行的。因此，在主磁极的顶部(尾锥)表面上提供非磁性层。然后通过步骤26提供后屏蔽件。步骤26可包括沉积后屏蔽件的(多种)材料。因此，可以形成包括侧屏蔽件和后屏蔽件的环绕屏蔽件。
[0007]图2示出使用方法10形成的常规磁记录磁头50的ABS视图。磁记录换能器50可以是垂直磁记录(PMR)磁头。常规磁记录换能器50可以是包括写换能器50和读换能器(未示出)的合并磁头的一部分。可替换地，磁记录磁头可以是只包括写换能器50的写磁头。常规换能器50包括底层52、侧间隙54、主磁极60、侧屏蔽件70、顶(写)间隙80以及可选的顶(后)屏蔽件90。
[0008]主磁极60存留在底层52上并包括侧壁。底层52可以包括前屏蔽件。常规主磁极60的侧壁在ABS处与向下磁道方向形成某一角度，并且可以在从ABS凹陷的距离处与向下磁道方向形成不同的角度。主磁极60的宽度也可以在从ABS凹陷的方向上改变。
[0009]侧屏蔽件70通过侧间隙54与主磁极60分隔开。侧屏蔽件70从ABS往回延伸某一距离。如在图2中可以看出，侧屏蔽件70与后屏蔽件90分隔开。因此，即使它们由相同的材料制成，后屏蔽件90和侧屏蔽件70之间也存在接缝。
[0010]虽然常规磁记录磁头50正常工作，但其具有缺点。具体而言，常规磁记录磁头50可能由于后屏蔽件90和侧屏蔽件70之间的接缝而遭受缺陷。例如，可能不利地影响可靠性和相邻磁道干扰。因此，所需要的是一种改善磁记录磁头的性能的系统和方法。
【附图说明】
[0011]图1是用于制造磁记录磁头的常规方法的流程图。
[0012]图2示出常规磁记录磁盘驱动器。
[0013]图3是示出用于制造磁记录换能器的方法的实施例的流程图。
[0014]图4A-4C示出磁记录磁盘驱动器的示例性实施例的各种视图。
[0015]图5示出用于提供磁记录换能器的方法的示例性实施例的流程图。
[0016]图6示出用于提供磁记录换能器的方法的另一示例性实施例的流程图。
[0017]图7A-7C至图13A-13C示出使用该方法制造的磁记录换能器的示例性实施例的各种视图。
【具体实施方式】
[0018]图3示出用于提供磁记录换能器的方法100的示例性实施例。为简单起见，除非另有规定，一些步骤可以被省略、交织、组合、具有多个子步骤和/或以另一顺序执行。该方法100在提供磁记录磁盘驱动器和换能器的背景中进行描述。然而，该方法100可以用于在基本相同的时间制造多个磁记录换能器。该方法100还在多个特别层的背景中进行描述。这些特定层可以包括多种材料和/或多个子层。该方法100也可以在形成磁记录磁头的其他部分之后开始。例如，方法100可以在读换能器、返回磁极/屏蔽件和/或其它结构已被制造之后开始。该方法100可以在其中将形成主磁极的中间层已被提供之后开始。
[0019]通过步骤102提供包括尾锥的主磁极。步骤102包括在中间层中形成沟槽。沟槽的位置和外形对应于主磁极。籽晶层(诸如Ru)可以被至少沉积在沟槽中。籽晶层可以是非磁性的并且可以形成换能器的侧间隙的至少一部分。然后可以提供用于主磁极的(多种)材料。例如，高饱和磁化强度磁性材料可以被电镀。主磁极材料可以被平坦化。然后，在主磁极的顶部形成尾锥。例如，从ABS凹进的主磁极的一部分顶部可以被掩模覆盖。然后可以以相对于垂直于ABS的方向的非零角度离子铣削主磁极。在这一过程中主磁极周围的一部分中间层也可以被离子铣削。
[0020]在形成至少包括尾锥的主磁极之后，通过步骤104提供(多个)侧屏蔽件。在一些实施例中，步骤104可包括在将制造(多个)侧屏蔽件的区域中去除与主磁极相邻的中间层。例如，可以在主磁极上提供间隙层，并且在间隙层上提供掩模。然后可以例如通过湿法蚀刻去除中间层的期望部分。(多个)屏蔽件的籽晶层可以被沉积，并且磁性材料(诸如NiFe)可以被电镀或以其他方式沉积。因此，可以形成环绕屏蔽件。在其它实施例中，可以去除(多种)屏蔽件材料的后部。因此，也可以仅制造侧屏蔽件。
[0021]使用该方法100，可以制造具有改进性能的磁性换能器。侧屏蔽件和后屏蔽件之间的过渡可以是无界面的。因此，可以改进(多个)屏蔽件的性能。此外，换能器的制造可被简化。
[0022]图4A-4C示出使用方法100形成的磁盘驱动器和换能器的各种视图。图4A示出包括写换能器220的一部分磁盘驱动器200的示例性实施例的侧视图。图4B和图4C分别示出换能器220的横截面侧(顶点)视图和ABS视图。为了清楚起见，图4A、图4B和图4C并不是成比例的。为简单起见，磁盘驱动器200和换能器220的并非所有部分都被示出。此夕卜，尽管磁盘驱动器200和换能器220是在特定组件的背景中进行描述的，但是也可以使用其他和/或不同的组件。例如，用于驱动和控制该磁盘驱动器200的各部分的电路并未示出。为简单起见，仅示出单个组件202、210、220、222、230和240。然而，可以使用每种组件202、210、220、222、230、240和/或它们的子组件的多数个。磁盘驱动器200可以是垂直磁记录(PMR)磁盘驱动器。然而，在其它实施例中，磁盘驱动器200可以被配置用于其它类型的磁记录，包括(但不限于)热辅助磁记录(HAMR)。
[0023]磁盘驱动器200包括介质202、滑块210和写换能器220。额外的和/或不同的组件可以被包括在磁盘驱动器200中。尽管图中未示出，但滑块210以及因此换能器220通常附连到悬架(未示出)。换能器220被制造在滑块210上并包括在使用过程中接近介质202的空气支承表面(ABS)。在一般情况下，磁盘驱动器200包括写换能器220和读换能器(未示出)。然而，为了清楚起见，仅示出写换能器220。换能器220包括主磁极230、线圈222、屏蔽件240、侧间隙224和顶间隙226。在其他实施例中，不同的和/或附加的组件可以用在写换能器220中。
[0024](多个)线圈222被用于激励主磁极230。在图4A中示出两个线匝222。但是，可以使用其他数量的线匝。应注意到，图4A中仅显示线圈222的一部分。例如，如果线圈222形成立体螺旋(helical)线圈，则线圈的其他部分222可位于如图所示的主磁极230的相对侧。如果线圈222是平面螺旋形(spiral)或扁平状的线圈，则线圈222的其他部分可以被定位成进一步远离ABS。另外，也可以使用附加的线圈。
[0025]主磁极230包括靠近ABS的磁极尖端区232和从ABS凹陷的轭区234。磁极尖端区232被示出为具有分别靠近ABS的顶部斜面231和底部斜面233。该侧壁与向下磁道方向形成侧壁角度。
[0026]还示出将主磁极230与屏蔽件240分隔开的侧间隙224和顶间隙226。如可在图4C中最好地看到，间隙224和226由虚线分开，表明这些层可以独立形成。间隙224和226是非磁性的并且可以包括相同或不同的材料。在ABS视图中，侧间隙224与磁极230的侧壁是共形的。然而，由于从ABS凹陷，侧间隙224可以不与磁极230共形。屏蔽件240被图示为包括侧屏蔽件部分242和后屏蔽件244。侧屏蔽件242与主磁极230的侧面和侧间隙224相邻。后屏蔽件244在主磁极的顶部上并与顶间隙226相邻。
[0027]磁盘驱动器200可以表现出改进的性能。屏蔽件240不包括后部分244和侧屏蔽件242之间的界面。因此，屏蔽件240较不易于遭受不利地影响性能和可靠性的缺陷。例如，可以减轻诸如相邻磁道干扰的问题。此外，可以简化换能器200的制造。其结果是，用于制造换能器200的方法100可以得到改进。
[0028]图5示出用于提供磁记录换能器的方法110的示例性实施例。为简单起见，一些步骤可以省略、交错、以另一个顺序执行(除非另有说明)和/或组合。该方法110在提供图4A-4C示出的磁记录磁盘驱动器200和换能器220的背景下进行描述。然而，该方法110可被用于在基本同一时间制造多个磁记录磁头。该方法110也可被用于制造其它磁记录换能器。该方法110也在特定层的背景下进行描述。特定层可以包括多种材料和/或多个子层。该方法110还可以在形成磁记录磁头的其它部分之后开始。例如，该方法110可以在已制造读换能器、返回磁极/屏蔽件和/或其它结构之后开始。
[0029]参照图4A-4C和图5，通过步骤112在中间层中提供沟槽。该沟槽对应于将要提供的主磁极230的位置和形状。在一些实施例中，该沟槽在轭区和磁极尖端区中具有不同的侧壁角度。然后除了形成尾锥之外，可以通过步骤114在沟槽中提供主磁极。在一些实施例中，步骤114包括沉积籽晶层，诸如Ru。在一些实施例中，在步骤114中提供的籽晶层可以形成间隙224的一部分，并且可以是用于中间层的去除工艺的停止层。然后提供磁极230的(多种)磁性材料。例如，可以镀覆(多种)磁性材料。然后可以执行平坦化步骤，诸如CMP。因此，磁极230的顶(后)表面是平的。
[0030]通过步骤116在主磁极中提供尾锥233。步骤116可包括铣削主磁极的磁极尖端区，而轭区覆盖有掩模。因此，主磁极的顶表面与垂直于ABS的方向成锐角。 [0031]通过步骤118提供顶间隙226。在一些实施例中，步骤118包括仅提供写间隙。在这样的实施例中，侧间隙由为主磁极提供的籽晶层形成。因此，非磁性层被提供在主磁极230的至少磁极尖端部分232的顶/后(例如倾斜)表面233上。在这种实施例中，侧间隙的厚度可以独立于籽晶层/写间隙226进行调整。在其它实施例中，在步骤118中提供顶/后间隙226和至少一部分的侧间隙224。侧间隙224可以具有共形部分和非共形部分。侧间隙的共形部分至少在磁极尖端区中。
[0032]通过步骤120去除至少在将在其中形成侧屏蔽件的区域中的一部分中间层。步骤120发生在步骤116之后。因此，在步骤210中去除中间层之前形成尾锥。在一些实施例中，步骤120包括执行湿法蚀刻。因此，在步骤114中提供的籽晶层可以是湿法蚀刻的停止层O
[0033]通过步骤122提供环绕屏蔽件230。因此步骤122包括提供用于环绕屏蔽件的侧屏蔽件和后屏蔽件的(多种)磁性材料。
[0034]使用该方法110，可以为换能器提供具有期望配置的磁极、侧间隙和环绕屏蔽件。更具体地，环绕屏蔽件可以在侧屏蔽件部分和后屏蔽件部分之间不具有界面。可以在不使制造显著复杂化的情况下改进可靠性并具有相对适中的成本。
[0035]图6示出用于提供磁记录换能器的方法150的示例性实施例。为简单起见，一些步骤可以省略、交错、以另一顺序执行(除非另有说明)和/或结合。图7A-C至图13A-C示出在使用该方法150进行制造的过程中的换能器250的示例性实施例。参照图6-13C，该方法150可被用于在基本同一时间制造多个磁记录磁头。该方法150还可被用于制作其他磁记录换能器。该方法150还在特定层的背景下进行描述。特定层可以包括多种材料和/或多个子层。该方法150也可以在形成磁记录换能器的其它部分之后开始。例如，该方法150可以在已制造读换能器、返回磁极/屏蔽件和/或其它结构之后开始。
[0036]通过步骤152提供将要在其中形成磁极的(多个)中间层。步骤152可以包括在换能器的不同区域中沉积多种材料。在其它实施例中，可以提供单个层。可以通过提供(多个)氧化铝和/或氧化硅层来执行步骤152。
[0037]通过步骤154提供具有对应于沟槽的开孔的掩模。步骤154可以包括多个子步骤。例如，可以提供(多个)硬掩模层。在(多个)硬掩模层之上，可以在中间层上提供包括对应于磁极尖端的线的掩模。该线掩模可以是光刻胶掩模。(多个)硬掩模层可以被提供在线掩模上，并且线掩模被去除。因此，硬掩模层可以具有在其中的开孔。该开孔对应于期望形成在电极的中间层中的沟槽的位置和形状。
[0038]然后，通过步骤156在中间层中形成沟槽。步骤156可以是使用氧化铝RIE。例如，氧化铝RIE可被用于铝氧化物中间层。图7A、图7B和图7C分别示出在执行步骤156之后的换能器250的ABS视图、平面视图和轭视图。已经形成了底层/前屏蔽件252。底层252可以包括在ABS处和接近ABS的前屏蔽件。在相距ABS更远的地方，底层252可以是另一种非磁性层。提供中间层254和其中具有开孔258的掩模256。沟槽260已经被形成在中间层254中。
[0039]通过步骤158将抵抗中间层的蚀刻的籽晶层沉积在沟槽中。例如，步骤158可以包括通过化学气相沉积而淀积Ru籽晶层。
[0040]通过步骤160来沉积磁极的材料。步骤160可以包括镀覆高饱和磁化材料。图8A、图8B和图8C示出在执行步骤160之后的换能器250的ABS视图、平面视图和凹陷视图。因此，示出了主磁极材料270和籽晶层264。应注意到，该磁极材料270的一部分存留在沟槽260的外侧。此外，磁极材料270在沟槽260中具有侧壁角度α。
[0041]还可以在步骤162中去除过量磁极材料。例如，化学机械平坦化(CMP)可以被用于去除沟槽外侧的磁极材料。此外，离子铣削可被用于去除沟槽外侧的籽晶层264的部分。图9Α、图9Β、图9C和图9D示出在执行步骤162之后的换能器250的ABS视图、平面视图、凹陷视图和顶点视图。因此，示出了主磁极27(V和剩余籽晶层264'。
[0042]通过步骤164在主磁极27(V中形成尾锥。步骤164可以包括在从ABS凹陷的一部分主磁极270'上提供非磁性层。以相对于与主磁极的顶表面(后表面)正交的方向的非零角度执行呙子铣削。图10A、图10B、图1OC和图1OD不出在已执行步骤164之后的换能器250的ABS视图、平面视图、轭视图和侧(顶点)视图。因此，已经在主磁极上提供非磁性层279。如在图1OD中可以看出，在步骤164中执行的离子铣削已经在主磁极270"中形成尾锥272。非磁性层279也可以具有成角度的表面。在ABS处，主磁极270"的顶表面/尾锥272被暴露出。此外，中间层254'和籽晶层264"的一部分已被去除。但是，由于从ABS凹陷，磁极270"被非磁性层279覆盖并且未被去除。
[0043]在已经在步骤164中形成尾锥之后，通过步骤166提供顶间隙层。步骤166通常包括全膜沉积(full film depositing)并非仅一个非磁性间隙层，诸如Ru。此外，屏蔽件的高力矩籽晶层可以被全膜沉积。该籽晶层可以是磁性的。然后该间隙和籽晶层可以被图案化。磁极270"上的间隙层部分被掩模覆盖。然后可以去除间隙/籽晶层的(多个)暴露部分。图11A、图11B、图1lC和图1lD示出在执行步骤166之后的换能器250的ABS视图、平面视图、轭视图和侧(顶点)视图。因此，已提供非磁性间隙层280。在图示的实施例中，没有示出单独的籽晶层。由于间隙280的图案化，一部分中间层254"已被去除。这可以在图1lA和图1lC中看出。
[0044]可以通过步骤168去除沟槽外侧的一部分中间层254"。在步骤164中已制造出斜角之后，执行步骤168。已被去除的这一部分中间层254"对应于将要形成的(多个)侧屏蔽件的位置。例如，可以在这些区域上方提供具有开孔的掩模，并且湿法蚀刻适用于去除这一部分中间层254"。图12A、图12B和图12C示出在完成步骤168之后的换能器200的ABS视图、平面视图和轭视图。因此，已经形成具有开孔的掩模282。该开孔围绕主磁极270"并包括ABS位置(例如通过搭叠形成ABS的部分)。因此已提供掩模282。如在图12A-12B中可以看到，在ABS处及其附近暴露出底层/前屏蔽件252、籽晶层264"以及间隙280。然而，在凹视图中，中间层254"仍然存在。
[0045]通过步骤170，侧间隙可以可选地被配置成具有共形部分和非共形部分。在一些实施例中，这可以包括使用(多种)非磁性材料回填没有填充(多种)磁极材料270"的一部分沟槽。然而，在其他实施例中，可以跳过步骤170。
[0046]通过步骤172提供屏蔽件。步骤172可以包括当掩模282处于适当位置时沉积高磁导率材料，例如NiFe。这可以包括镀覆这样的材料。然后，可以去除掩模282。图13A、图13B和图13C示出在执行步骤172之后的换能器250的ABS视图、平面视图和凹视图。因此，示出了环绕屏蔽件290。如在图13A可以看到，环绕屏蔽件290包括侧屏蔽件292和后屏蔽件294。而且在图示的实施例中，屏蔽件290并不延伸到轭视图。然而，在其他实施例中，所述屏蔽件290可以在带条高度方向上延伸不同的距离。此外，从图13A可以看出，在侧屏蔽件292和后屏蔽件294之间没有接口 /界面。
[0047]使用该方法150，可以提供磁性换能器250。因此，可以实现类似于磁性换能器220的那些优势。例如，针对换能器250可以得到减少的相邻磁道干扰和改进的可靠性。这可以实现且同时简化制造并降低成本。
【主权项】
1.一种用于制造具有空气支承表面位置即ABS位置的磁性换能器的方法，其包括: 提供主磁极，所述主磁极具有多个侧壁，提供所述主磁极的步骤包括提供尾锥； 在已提供所述尾锥之后提供侧屏蔽件。2.如权利要求1所述的方法，其中所述磁性换能器包括中间层，所述方法进一步包括: 使用至少一次蚀刻在所述中间层中形成沟槽，所述沟槽具有对应于所述主磁极的位置和外形；并且 其中提供所述主磁极的步骤进一步包括在所述沟槽中提供所述主磁极。3.如权利要求2所述的方法，其中在所述沟槽中提供所述主磁极的步骤进一步包括: 沉积至少一个非磁性层，所述至少一个非磁性层的一部分位于所述沟槽中； 提供至少一种磁极材料；和 平坦化所述至少一种磁极材料。4.如权利要求2所述的方法，其进一步包括: 提供侧间隙的共形部分，使得所述主磁极的至少一部分与所述沟槽共形。5.如权利要求1所述的方法，其中所述主磁极具有底部和比所述底部更宽的顶部。6.如权利要求1所述的方法，其中提供所述主磁极的步骤进一步包括: 离子铣削所述主磁极以形成所述尾锥。7.如权利要求2所述的方法，其中，提供所述侧屏蔽件的步骤进一步包括: 在所述磁极的一部分上沉积至少一个非磁性间隙层；和 去除与所述主磁极相邻的一部分所述中间层。8.如权利要求7所述的方法，其中所述侧屏蔽件是环绕屏蔽件的一部分，并且其中提供所述侧屏蔽件的步骤进一步包括: 镀覆所述环绕屏蔽件。9.一种用于制造具有空气支承表面位置即ABS位置的磁性换能器的方法，其包括: 提供中间层； 在所述中间层上提供至少一个掩模并且其中具有孔； 执行至少一次蚀刻以去除由所述孔暴露出的所述中间层的第一部分并在其中形成沟槽，所述沟槽具有对应于主磁极的位置和外形； 沉积至少一个非磁性层，所述至少一个非磁性层的一部分位于所述沟槽中； 沉积至少一种磁极材料； 平坦化所述至少一种磁极材料； 离子铣削所述至少一种磁极材料的一部分，以提供尾锥并形成所述主磁极； 在所述主磁极上提供非磁性写间隙； 去除与所述主磁极相邻的所述中间层的第二部分；以及 在离子铣削步骤和去除所述中间层的所述第二部分的步骤之后，提供侧屏蔽件，所述至少一个非磁性层的一部分形成所述侧间隙的至少一部分，所述侧间隙存留在所述侧屏蔽件和所述主磁极之间。10.如权利要求9所述的方法，其中所述侧屏蔽件是环绕屏蔽件的一部分，并且其中提供所述侧屏蔽件的步骤进一步包括: 提供所述环绕屏蔽件。
【专利摘要】本申请涉及以降低的成本和加强的可靠性制造磁屏蔽件的方法。一种方法提供具有空气支承表面的磁性换能器。该方法包括提供具有多个侧壁的主磁极。提供所述主磁极的步骤包括提供尾锥。已提供尾锥之后的侧屏蔽件。
【IPC分类】G11B5/127, G11B5/11
【公开号】CN104882149
【申请号】CN201510136186
【发明人】M·余, D·李, L-C·王, L·钟, T·潘
【申请人】西部数据（弗里蒙特）公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月28日