使用层叠掩模制造用于垂直写极的环绕屏蔽件的方法

专利名称：使用层叠掩模制造用于垂直写极的环绕屏蔽件的方法
技术领域：
本发明涉及垂直磁记录，更特别地，涉及新颖的尾磁屏蔽件(trailingmagnetic shield)设计以及制造这样的屏蔽件设计的方法。
背景技术：
计算机长期存储器的核心是称为磁盘驱动器的组件。磁盘驱动器包括旋转磁盘、通过悬臂被悬置地与旋转磁盘的表面相邻的写和读头、以及转动悬臂从而将读和写头置于旋转盘上选定环形道(track)之上的致动器。读和写头直接位于具有气垫面(ABS)的滑块上。悬臂偏置滑块朝向盘的表面，当盘旋转时，邻近盘的空气与盘表面一起移动。滑块在该移动空气的垫上飞行于盘表面之上。当滑块骑在气垫上时，采用写和读头来写磁转变到旋转盘且从旋转盘读取磁转变。读和写头连接到根据计算机程序运行的处理电路以实现写和读功能。
写头传统上包括嵌在第一、第二和第三绝缘层(绝缘堆叠)中的线圈层，绝缘堆叠夹在第一和第二极片层(pole piece layer)之间。在写头的气垫面(ABS)处间隙(gap)通过间隙层形成在第一和第二极片层之间，极片层在背间隙(back gap)处连接。传导到线圈层的电流在极片中感应磁通，其导致磁场在ABS处在写间隙弥散出来，用于在移动介质上在道中写上述磁转变，例如在上述旋转盘上在环形道中。
在近来的读头设计中，自旋阀传感器，也称为巨磁致电阻(GMR)传感器，已经被用于检测来自旋转磁盘的磁场。该传感器包括下文中称为间隔层(spacer layer)的非磁导电层，其被夹在下文中称为被钉扎层和自由层的第一和第二铁磁层之间。第一和第二引线(lead)连接到自旋阀传感器以传导通过那里的检测电流。被钉扎层的磁化被钉扎为垂直于气垫面(ABS)，自由层的磁矩平行于ABS但可以响应于外磁场自由旋转。被钉扎层的磁化通常通过与反铁磁层的交换耦合而被钉扎。
间隔层的厚度被选择为小于通过传感器的传导电子的平均自由程。采用此设置，部分传导电子被间隔层与被钉扎层和自由层每个的界面所散射。当被钉扎层和自由层的磁化彼此平行时，散射最小，当被钉扎层和自由层的磁化反平行时，散射最大。散射的变化与cosθ成比例地改变自旋阀传感器的电阻，其中θ是被钉扎层与自由层的磁化之间的角度。在读模式中，自旋阀传感器的电阻与来自旋转盘的磁场的大小成比例地改变。当检测电流传导通过自旋阀传感器时，电阻变化导致电势变化，其被检测到并作为重放信号(playback signal)处理。
当自旋阀传感器采用单被钉扎层时其被称为简单自旋阀。当自旋阀采用反平行(AP)被钉扎层时其被称为AP被钉扎自旋阀。AP自旋阀包括由薄的非磁耦合层例如Ru分隔开的第一和第二磁层。选择间隔层的厚度从而反平行耦合被钉扎层的铁磁层的磁化。根据钉扎层在顶部(在自由层之后形成)还是在底部(在自由层之前)，自旋阀还被称为顶型或底型自旋阀。
自旋阀传感器位于第一和第二非磁电绝缘读间隙层之间，第一和第二读间隙层位于铁磁的第一和第二屏蔽层之间。在合并式(merged)磁头中，单个铁磁层作为读头的第二屏蔽层且作为写头的第一极片层。在背负式(piggyback)头中，第二屏蔽层和第一极片层是分开的层。
被钉扎层的磁化通常通过将铁磁层之一(AP1)与反铁磁材料例如PtMn的层交换耦合来被固定。虽然反铁磁(AFM)材料例如PtMn本身自然地没有磁化，但是当与磁材料交换耦合时，它可以强烈地钉扎铁磁层的磁化。
为了满足日益增长的对改善的数据速率和数据容量的需求，研究者近来已经将他们的努力集中到垂直记录系统的开发。传统纵向记录系统，例如包括上述写头的系统，存储数据为沿磁盘表面平面中的道纵向取向的磁位。该纵向数据位通过形成在由写间隙分隔开的磁极对之间的弥散场(fringingfield)记录。
相反，垂直记录系统记录数据为垂直于磁盘的平面取向的磁化。该磁盘具有由薄的硬磁顶层覆盖的软磁衬层。垂直写头具有横截面很小的写极和横截面大得多的返回极。强的、高度集中的磁场沿垂直于磁盘表面的方向从该写极发出，磁化该硬磁顶层。所得磁通然后通过软磁衬层行进，返回到返回极，在返回极处其充分散开且是微弱的从而当其在回到返回极的途中经过硬磁顶层时将不擦除由写极记录的信号。
垂直记录系统的特征之一在于磁介质的高矫顽力顶层具有高翻转场。这意味着当写数据的磁位时需要强磁场来翻转介质的磁矩。为了降低翻转场和提高记录速度，已经尝试使从写极发出的写场成角或“倾斜”。使写场相对于介质的法线以一角度倾斜通过减小翻转场而使介质的磁矩易于翻转。模拟显示，根据用于单个颗粒的Stoner-Wohlfarth模型，如果有效通量场成角的话，垂直记录系统中单极写头可以表现出改善的转变锐度(transitionsharpness)(即更好的场梯度和分辨率)，实现更好的介质信噪比，且允许用于更高面密度磁记录的更高矫顽场介质。已经研究了一种方法来倾斜磁场，该方法提供了与写头相邻的尾磁屏蔽件以磁吸引来自写极的场。
尾屏蔽件可以是浮置设计，其中磁尾屏蔽件不直接与写头的其他结构磁连接。来自写极的磁场在屏蔽件中产生通量，其基本穿过磁介质行进回到写头的返回极。屏蔽件的各种尺寸对于浮置尾屏蔽件正确操作是重要的。例如，当写极到尾屏蔽件分隔(间隙)约等于头到软磁衬层间隔(HUS)且尾屏蔽件喉高(throat height)大致等于写极的道宽的一半时，有效通量场的有效成角或倾斜被优化。此设计以有效通量场为代价改善了写场梯度。为了最小化损失到尾屏蔽件的有效通量场且仍实现所期望的效果，调节间隙和屏蔽件厚度以分别最小化在屏蔽件处的饱和及损失到屏蔽件的有效通量场。为了使尾屏蔽件适当地运行，尾屏蔽件间隙的厚度必须严格控制。因此，需要一种装置或方法以在制造期间精确控制这样的尾间隙厚度。
另外，写极的道宽度和形状必须严格控制。写极优选地构造有梯形形状且优选地具有直平尾边缘。写极可以通过以一角度或角度的组合离子研磨磁材料来形成，从而形成具有所需梯形形状的写极。制造这样的良好定义的极结构的挑战在于离子研磨期间使用的掩模必须厚且耐用以经受强离子研磨且形成具有良好控制的道宽度和平的、直的尾边缘的写极。这样的掩模结构不适用于尾屏蔽件间隙，因为离子研磨之后，残留的掩模不平坦且没有所需的小的、良好控制的厚度以用作尾屏蔽件间隙。
因此，需要一种用于制造垂直写头的方法，其能够产生具有良好控制的道宽和平坦尾边缘的写极，同时仍产生尾环绕屏蔽件，其具有有良好控制的厚度和形状的尾间隙。

发明内容
本发明提供一种制造用于垂直记录的具有环绕尾屏蔽件的磁写头的方法。该方法包括沉积磁写极材料在衬底上且然后形成掩模结构在该磁写极材料上。该掩模结构包括硬掩模层和终点检测层。进行离子研磨以去除未被该掩模结构覆盖的磁写极材料从而形成所述写极。然后非磁材料被沉积且进行另一离子研磨以去除该非磁材料直到到达该终点检测层。然后该终点检测层通过反应离子蚀刻(RIE)被去除且沉积磁材料以形成尾环绕屏蔽件。
可以形成该掩模结构使得该终点检测层位于可以是氧化铝的该硬掩模上。该硬掩模具有被选择来提供所需尾屏蔽件间隙厚度的厚度。在去除该终点检测层且沉积该磁屏蔽件材料之后，该硬掩模层用作尾间隙。
供选地，该掩模结构可以形成为具有直接位于所述磁极材料上的终点检测层且硬掩模层可以形成在该终点检测层上。在离子掩模暴露了该终点检测层之后，沉积一层非磁尾屏蔽件间隙材料且沉积磁材料从而形成环绕尾屏蔽件。该非磁尾屏蔽件间隙材料可以是导电的，在该情况下它可以用作用于电镀该屏蔽件的籽层。供选地，该非磁尾屏蔽件间隙层可以是电绝缘材料，在该情况下可以在沉积磁屏蔽件材料之前沉积导电籽层。
根据本发明的一种方法允许写极构造有良好定义的道宽和平坦的、直的尾边缘。该方法还允许该尾屏蔽件形成有良好控制的尾间隙厚度。
通过结合附图阅读下面对优选实施例的详细描述，本发明的这些和其他特征和优点将变得明显，附图中相似的附图标记始终表示相似的元件。


为了充分理解本发明的本质和优点，以及优选使用模式，应结合附图参考下面的详细描述，附图未按照比例绘制。
图1是其中可实现本发明的盘驱动系统的示意图；图2是从图1的线2-2取得的滑块的ABS视图，示出其上磁头的位置；图3是根据本发明一实施例的磁头的剖视图，从图2的线3-3取得且逆时针旋转90度；图4是从图3的线4-4取得的写头的ABS视图；图5是写极和周围结构的放大视图；图6-15是与图4和5类似的ABS视图，示出在制造的各中间状态的磁头且示出根据本发明一实施例制造磁头的方法；以及图16-20是在制造的各中间状态的磁写头的视图，示出根据本发明一供选实施例制造写头的方法。
具体实施例方式
下面的描述是关于目前构思的用于实施本发明的优选实施例。进行该说明以示出本发明的基本原理，而不是限制这里要求保护的发明概念。
现在参照图1，示出了实施本发明的盘驱动器100。如图1所示，至少一个可旋转磁盘112支承在心轴(spindle)114上且通过盘驱动器马达118被旋转。每个盘上的磁记录是磁盘112上的同心数据道(未示出)的环形图案形式。
至少一个滑块113位于磁盘112附近，每个滑块113支持一个或更多磁头组件121。当磁盘旋转时，滑块113在磁盘表面122之上径向进出移动，从而磁头组件121可以存取磁盘的写有所需数据的不同道。每个滑块113借助悬臂(suspension)115连到致动器臂119。悬臂115提供轻微的弹力，其偏置滑块113倚着磁盘表面122。每个致动器臂119连到致动器装置127。如图1所示的致动器装置127可以是音圈马达(VCM)。该VCM包括在固定磁场中可移动的线圈，该线圈移动的方向和速度被由控制器129提供的马达电流信号所控制。
盘存储系统运行期间，磁盘112的旋转在滑块113和盘表面122之间产生对滑块施加向上的力或举力的气垫(air bearing)。于是在正常运行期间该气垫平衡悬臂115的轻微的弹力，并且支承滑块113离开盘表面并且以小的基本恒定的距离稍微位于磁盘表面之上。
盘存储系统的各种组元在运行中由控制单元129产生的控制信号来控制，例如存取控制信号和内部时钟信号。通常，控制单元129包括逻辑控制电路，存储装置和微处理器。控制单元129产生控制信号从而控制各种系统操作，例如线123上的驱动马达控制信号以及线128上的头定位和寻道控制信号。线128上的控制信号提供所需的电流分布(current profile)，从而优化地移动并定位滑块113到盘112上的所需数据道。写和读信号借助记录通道125传达到和读出自写头和读头121。
参照图2，滑块113中磁头121的取向可以更详细地被观察。图2是滑块113的ABS视图，可以看出包括感应写头和读传感器的磁头位于滑块的尾边缘(trailing edge)。一般磁盘存储系统的上述描述以及图1的附图仅用于示例。应显然地，盘存储系统可包括多个盘和致动器，每个致动器可支持多个滑块。
现在参照图3，示出用于在垂直磁记录系统中使用的磁头221。头221包括写元件302和读元件304，读元件304包括磁致电阻传感器305。读元件305优选是巨磁致电阻(GMR)传感器且优选是电流垂直平面(CPP)GMR传感器。CPP GMR传感器尤其适合于在垂直记录系统中使用。然而，传感器305可以是其他类型的传感器，例如面内电流(CIP)GMR传感器或隧道结传感器(TMR)或者某些其他类型的传感器。传感器305位于第一和第二磁屏蔽件306、308之间并与它们绝缘，且嵌在电介质材料307中。可以由例如CoFe或NiFe构成的磁屏蔽件吸收磁场，例如来自上道(uptrack)或下道数据信号的磁场，确保读传感器304仅检测位于屏蔽件306、308之间的所需数据道。非磁电绝缘间隙层309可设置在屏蔽件308和写头302之间。
继续参照图3，写元件302包括写极310，其与磁成形层312磁连接且嵌入在绝缘材料311中。写极310在气垫面具有小横截面且由具有高饱和矩的材料例如NiFe或CoFe构成。成形层312由诸如CoFe或NiFe的磁材料构成。
写元件302还具有返回极314，其优选具有暴露在ABS的表面且具有远大于写极310的平行于ABS表面的横截面。这可以参照图4看得更清楚，图4示出从气垫面(ABS)观察时的头221。返回极314通过背间隙部分316与成形层312磁连接。返回极314和背间隙316可以由例如NiFe、CoFe或某些其他磁材料构成。
如图3中的横截面所示，导电写线圈317在成形层312和返回极314之间穿过写元件302。写线圈317被电绝缘材料320围绕，电绝缘材料320将线圈317的匝彼此电绝缘且将线圈317与周围磁结构310、312、316、314电隔离。当电流经过线圈317时，所得磁场导致磁通流过返回极314、背间隙316、成形层312和写极310。该磁通导致写场朝向相邻磁介质(图3和4未示出)发射。成形层312也被绝缘层321围绕，其将成形层312与ABS分隔开。绝缘层320、321、311可以全部由相同材料例如氧化铝(Al2O3)构成，或者由不同的电绝缘材料构成。
写头元件302还包括尾屏蔽件322。参照图4，尾屏蔽件322环绕写极310从而提供对杂散磁场的侧屏蔽和尾屏蔽。这些杂散磁场可以来自写极302本身的部分，或者还可以来自相邻道信号或来自外部源的磁场。
现在参照图5，放大且更详细地示出写极310和周围的尾屏蔽件322部分的构造。写极310具有尾边缘402和前边缘(leading edge)404。术语尾和前是写头302处于使用中时相对于沿数据道行进的方向而言。写极310还优选具有第一和第二横向相对侧面406、408，其构造来在前边缘404定义一宽度，其窄于在尾边缘402的宽度，形成具有梯形形状的写极310。当头302位于盘上极外或内位置处时该梯形形状在防止由于写头302的歪斜引起的相邻道写入方面是有用的，但是，写头310的该梯形形状对于实践本发明不是必须的。
继续参照图5，磁尾屏蔽件322通过侧间隙410与写极310的每个侧面406、408分隔开。尾屏蔽件322还通过尾间隙412与尾边缘分隔开。侧间隙410的每个的厚度优选为尾间隙412的厚度的约1.5至2.5或约2倍。定义和填充侧和尾间隙410、412的材料优选是非磁材料且可以是相同材料或者可以是不同材料。优选地，侧间隙包括非磁层414，其可以是例如氧化铝。尾屏蔽件间隙412可以由非磁材料416构成，其优选是氧化铝。
参照图5可以看出，尾屏蔽件322可以构造有在写极310两侧的切口(notch)418。切口可以描述为侧间隙410的延伸，其沿尾方向延伸得稍微超过尾边缘间隙412。切口418是一工艺的制品，用于通过下面将描述的工艺构造尾屏蔽件322，但是也可以用来改善写元件302的磁性能。尾屏蔽件322可以由诸如NiFe的磁材料构成。
现在参照图6至15，描述根据一实施例构造写极和环绕尾屏蔽件(wraparound trailing shield)的方法。特别参照图6，提供衬底层600。衬底600可包括非磁填充层321和成形层312，其上将形成写极310(图3)。写极材料602的一个或更多层沉积在衬底600之上。写极层602优选是诸如CoFe的磁层的叠层，非磁材料的薄层夹在磁层之间。
多个掩模层604沉积在写极层(叠层)602之上。掩模层包括第一和第二硬掩模层606、610，离子研磨终点检测层608夹在硬掩模层606、610之间。第一和第二硬掩模层606、610优选由氧化铝构成。离子研磨终点检测层608优选由在离子研磨期间能被容易地检测的材料构成。材料608还优选耐受通过离子研磨的去除，可通过反应离子蚀刻(RIE)被去除且与构成硬掩模层606、610的材料相比具有高质量(原子质量)。因此，在层608中使用的合适的材料包括Ta2O5、Ta、SiO2等。第一硬掩模层606可以是5-30nm厚或约20nm厚。在下面将会看出，第一硬掩模层的厚度可以被选择来提供所需的尾间隙厚度。离子研磨终点检测层608可以为2-30nm厚或约15nm厚，第二硬掩模层610可以是约5-45nm厚或约25nm厚。
继续参照图6，掩模层还包括第一图像转移层612，其可以是可溶聚酰亚胺层例如DURIMIDE。第一图像转移层可以是例如1000至1400nm或约1200nm。另一硬掩模层614例如二氧化硅(SiO2)可以沉积在第一图像转移层上，较薄的第二图像转移层616，其也可以是可溶聚酰亚胺层例如DURIMIDE，可以形成在顶硬掩模614之上。顶硬掩模614可以为60至150nm厚或约90nm厚。第二或顶图像转移层616可以是100至130nm厚或约115nm厚。一层抗蚀剂材料例如光致抗蚀剂或e束抗蚀剂618沉积在掩模层604顶部。
现在参照图7，抗蚀剂层被光刻地构图，例如通过光学光刻或电子束(e束)光刻。曝光之后，光层在适当的显影液中显影。光层618被构图从而具有一宽度以定义所需的写极道宽，如下面将进一步描述的那样。
现在参照图8，进行反应离子蚀刻(RIE)802从而通过去除层的未被光掩模802覆盖的部分将光致抗蚀剂掩模618的图像转移到下面的图像转移层612、618和顶硬掩模616上。RIE 802可以用氟化学剂进行，例如CF4或CHF3化学剂。然后，参照图9，进行反应离子研磨902以将上面的掩模层612、614、616和618的图像转移到第一和第二硬掩模层606、610和离子研磨终点检测层608上。离子研磨902可以根据硬掩模层606、610和终点检测层608中使用的材料用基于Ar或CHF3的工艺进行。但是，上述材料去除工艺仅是示例性的。选择使用哪一种材料去除工艺来将光层618的图像转移到下面的掩模层606-616上将取决于这些层606-616所使用的材料。
现在参照图10，进行离子研磨1002以去除写极材料602从而形成写极602。该离子研磨优选相对于法线以一角度(或各种角度)进行以构造具有期望的梯形形状的写极602。然而，这不是实践本发明所必需的。可以看出，在形成写极602的工艺中离子研磨1002去除了光层618、顶图像转移层616、顶硬掩模614、以及至少一部分图像转移层612。然后，参照图11，例如通过基于氢氧化四甲铵(tetramethylammonium hydroxide，TMAH)的蚀刻工艺接着是N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidinone，NMP)光致抗蚀剂剥离来去除余下的图像转移层612。这留下第二硬掩模层610被暴露。
现在参照图12，沉积一层非磁侧间隙材料1202。侧间隙材料1202优选是氧化铝，虽然其他非磁材料也可以使用。该层1202优选通过共形沉积方法例如原子层沉积、化学气相沉积等来沉积。虽然各种材料和沉积方法可以用于层1202，但是这里该层被称为ALD层1202。
然后，参照图13，进行材料去除工艺1302以去除部分ALD层1202和第二硬掩模层610直到到达离子研磨终点检测层608。该材料去除工艺优选是离子研磨，在Ar化学剂中进行并具有终点检测(EPD)。EPD可以基于二次离子质量谱(SIMS)或光学谱。该离子研磨优选以一角度进行，选择该角度以高的蚀刻速率去除材料从而形成层1202、608的尽可能平坦的上表面。已经发现，用于此目的的较佳离子研磨角为相对于法线约45至65度或约55度。当已经到达终点检测层608时，其存在可以在离子研磨设备中容易地被检测，表明离子研磨1302可以终止。
然后，参照图14，进行反应离子蚀刻(RIE)1402以去除终点检测层608，留下第一硬掩模层606被暴露，具有直平表面。可以在氟基化学剂中进行的RIE 1402优选地去除终点检测层608，从而如果有的话也是非常少的第一硬掩模层606被去除。这导致不仅层606中具有直平表面，而且层606中具有良好控制的厚度，该厚度可以在层606的沉积时控制。现在参照图15，环绕尾屏蔽件1502可以通过首先沉积导电磁籽层且然后电镀沉积磁材料来形成。该籽层和磁材料可以都是例如NiFe。
图16-20示出构造所描述的环绕尾磁屏蔽件的供选方法。如图16所示，掩模结构1602形成在磁写极材料层602之上且具有直接位于磁极材料层602顶上的终点检测层608。如前面所述的实施例，终点检测层608可由诸如Ta2O5、Ta、SiO2等的材料构成，且可以具有2至30nm或约15nm的厚度。硬掩模层610形成在终点检测层608之上。如前所述，硬掩模层可以是氧化铝且可以具有5-75nm或约40nm的厚度。掩模结构1602还包括形成在硬掩模层之上的图像转移层612且可包括第二或顶硬掩模层614、以及第二图像转移层616。如前所述，第一和第二图像转移层612、616可由可溶聚酰亚胺例如DURAMIDE构成，顶硬掩模614可由SiO2或某些其他合适材料构成。第一图像转移层612可具有1000至1400nm或约1200nm的厚度。顶硬掩模可具有100至130nm或约115nm的厚度，顶或第二图像转移层616可具有60至150或约90nm的厚度。在掩模结构1602顶部的光掩模618定义掩模结构1602的宽度。如在前面的实施例中描述的那样，可以进行离子研磨工艺以形成写极602且非磁材料(ALD层)1202例如氧化铝的层可以通过共形沉积方法被沉积，如前面参照图12和13所描述的那样。然后，参照图17，进行离子研磨1302以去除部分ALD层1202和全部硬掩模608(图16)，暴露终点检测层606。离子研磨1302是采用EPD进行的Ar离子研磨，且优选地相对于法线以50-60或约55度角进行，如前所述。
然后，参照图18，进行反应离子蚀刻1802以去除残留的终点检测层606，暴露写极602。然后，参照图19，非磁材料例如氧化铝1902的层被沉积。层1902沉积至一厚度从而定义所需的尾间隙厚度。然后，参照图20，环绕尾屏蔽件2002通过沉积导电的、优选磁的籽层且然后优选通过电镀沉积诸如NiFe的磁材料来形成。
再次参照图19，在本发明的另一可行实施例中，尾间隙定义层1902可以是用作尾间隙的非磁导电层以及用于环绕尾屏蔽件2002(图20)的电镀沉积的籽层。
虽然描述了各实施例，但是应理解，他们是以示例而不是限制的方式给出。落入本发明的范围内的其他实施例也会对本领域技术人员变得显然。因此，本发明的广度和范围不应局限于任何上述示例性实施例，而应仅根据所附权利要求及其等价物来定义。
权利要求
1.一种制造用于垂直磁记录的写头的方法，该方法包括提供衬底；沉积磁写极材料；在该磁写极材料之上形成掩模结构，该掩模结构包括硬掩模层和终点检测层；进行第一离子研磨以形成写极；沉积非磁材料；进行第二离子研磨以去除部分所述非磁材料层且当达到所述终点检测层时终止该离子研磨；进行反应离子蚀刻RIE从而去除所述终点检测层；以及沉积磁材料。
2.根据权利要求1的方法，其中该硬掩模层包括氧化铝且该终点检测层包括选自Ta2O5、Ta和SiO2构成的组的材料。
3.根据权利要求1的方法，其中该第二离子研磨在Ar气氛中进行。
4.根据权利要求1的方法，其中该第二离子研磨相对于法线以一角度进行。
5.根据权利要求1的方法，其中该第二离子研磨相对于法线以45至65度角进行。
6.根据权利要求1的方法，其中该第二离子研磨相对于法线以45至65度角在Ar气氛中采用终点检测进行。
7.根据权利要求1的方法，其中该终点检测层包括具有比所述硬掩模层的材料的原子质量更高的原子质量的材料。
8.根据权利要求1的方法，其中该硬掩模层具有5至30nm的厚度。
9.根据权利要求1的方法，其中该终点检测层具有2-30nm的厚度。
10.根据权利要求1的方法，其中该硬掩模层具有5至30nm的厚度且该终点检测层具有2至30nm的厚度。
11.一种制造用于垂直记录的磁写头的方法，该方法包括提供衬底；沉积磁写极材料在该衬底之上；形成掩模结构在该写极材料之上，该掩模结构包括沉积在该写极材料上的一层氧化铝掩模层和沉积在该氧化铝掩模层之上的终点检测层；进行第一离子研磨以去除未被该掩模结构覆盖的部分所述磁极材料从而形成写极结构；沉积一层共形沉积的氧化铝即ALD层；进行第二离子研磨以去除部分所述ALD层，当到达该终点检测层时终止该离子研磨；进行反应离子蚀刻RIE以去除该终点检测层，留下暴露的所述氧化铝掩模层；以及沉积磁材料从而形成环绕尾屏蔽件。
12.根据权利要求11的方法，其中该第二离子研磨相对于法线以50至60度角进行。
13.根据权利要求11的方法，其中该第二离子研磨在Ar气氛中进行。
14.根据权利要求11的方法，其中该第二离子研磨相对于法线以45至65度角在Ar气氛中采用终点检测进行。
15.根据权利要求11的方法，其中该终点检测层包括选自Ta2O5、Ta和SiO2构成的组的材料。
16.根据权利要求11的方法，其中该终点检测层包括具有一原子质量的元素，该原子质量不同于所述第一硬掩模层中的元素的原子质量。
17.根据权利要求11的方法，其中该第二离子研磨去除全部终点检测层而不需要后面的RIE。
18.一种制造磁写头的方法，包括提供衬底；沉积磁写极材料在该衬底之上；形成掩模结构在该写极材料之上，该掩模结构包括与该写极材料接触的终点检测层；进行第一离子研磨以去除未被所述掩模结构覆盖的写极材料；沉积氧化铝的层即ALD层；进行第二离子研磨以去除部分所述ALD层且当到达所述终点检测层时终止所述离子研磨；进行反应离子蚀刻RIE以去除所述终点检测层，暴露所述写极材料；沉积非磁层，该非磁层沉积至一厚度从而定义尾间隙；以及沉积磁材料从而形成环绕的尾屏蔽件。
19.根据权利要求18的方法，其中该第二离子研磨去除全部终点检测层而不需要后面的RIE。
20.根据权利要求18的方法，其中该非磁材料是导电籽层。
21.根据权利要求18的方法，其中该非磁材料是电绝缘材料，且其中所述沉积磁材料以形成环绕的尾屏蔽件还包括沉积磁的导电籽层和电镀磁材料。
22.一种制造用于垂直磁记录的磁写头的方法，该方法包括提供衬底；沉积磁写极材料在该衬底之上；沉积多个掩模层在该磁写极材料之上，该掩模层包括第一氧化铝层；形成在该第一氧化铝层之上的终点检测层；形成在该终点检测层之上的第二氧化铝层；形成在该第二氧化铝层之上的第一图像转移层；形成在该第一图像转移层之上的SiO2层；形成在该SiO2层之上的第二图像转移层；以及沉积在该第二图像转移层之上的光掩模层；光刻构图和显影该光掩模层从而形成具有配置来定义写极道宽的宽度的光掩模；将该光掩模的图像转移到所述第一和第二氧化铝层、终点检测层、第一和第二图像转移层和SiO2层上；进行第一离子研磨以去除该磁写极材料层的未被该掩模结构保护的部分；剥离任何残留的图像转移层；共形沉积氧化铝层即ALD层；采用终点检测进行Ar离子研磨直到所述终点检测层被暴露；进行反应离子蚀刻RIE从而去除该终点检测层；以及沉积磁材料从而形成环绕的尾屏蔽件。
23.根据权利要求22的方法，其中该掩模结构的该第一氧化铝层沉积至一厚度从而定义尾间隙。
24.根据权利要求22的方法，其中所述将该光掩模的图像转移到所述第一和第二氧化铝层、终点检测层、第一和第二图像转移层和SiO2层上包括进行反应离子蚀刻RIE和进行反应离子研磨RIM。
全文摘要
本发明提供一种构造用于在垂直磁记录中使用的磁写头的方法，该写头具有写极，该写极具有环绕该写极的尾屏蔽件。该方法允许尾屏蔽件构造有很好控制的尾间隙厚度且还允许写极构造有良好控制的道宽和直的、平的尾边缘。该方法包括沉积磁写极在衬底上且形成研磨结构在该写极层上。该研磨结构包括可以通过反应离子蚀刻被去除的终点检测层。进行离子研磨以通过去除未被该掩模层覆盖的磁写极材料来形成写极。非磁材料例如氧化铝的层被沉积且被离子研磨从而暴露终点检测层。然后该终点检测层通过反应离子蚀刻被去除且沉积磁的环绕的尾屏蔽件。
文档编号G11B5/187GK101064112SQ20071010186
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月25日 优先权日2006年4月25日
发明者阿伦·彭特克, 郑义 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司