CN101223584A - 制造用于大容量存储设备读写头的读传感器的方法和工艺 - Google Patents

制造用于大容量存储设备读写头的读传感器的方法和工艺 Download PDF

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Abstract

制造用于大容量存储设备的读头的设备结构的方法和工艺。由相对硬的材料例如类金刚石碳形成的抛光停止层(40)位于层堆叠(32)和抗蚀剂掩模(42)之间，该抗蚀剂掩模(42)用于在离子研磨期间对层堆叠(32)的区域进行掩模，该离子研磨移除部分的层堆叠(32)以限定读传感器(34)。在限定了读传感器之(34)后，通过平坦化工艺移除抗蚀剂掩模(42)，该平坦化工艺消除了用常规基于化学的工艺剥离抗蚀剂掩模(42)的需要。由例如Al2O3的材料组成的电绝缘层(46)形成在经掩模的读传感器(34)上。另外或或者，可以使用原子层沉积(ALD)工艺形成电绝缘层(46)，该原子层沉积工艺在升高的温度下运行，该升高的温度否则将预烤抗蚀剂掩模(42)。

Description

制造用于大容量存储设备读写头的读传感器的方法和工艺
技术领域
【0001】本发明涉及用于大容量存储设备的读写头，尤其涉及制造用于大容量存储设备的读头的读传感器的方法和工艺。
背景技术
【0002】磁记录是信息处理产业的支柱。像磁盘驱动器这样的存储器存储设备包括由一层薄薄的记录介质覆盖的盘或盘片，在该记录介质上能够写入磁编码的数据，并且这些数据在以后能够被检索出来供使用。通常，写头中的写传感器将离散位的磁编码数据写入记录介质中呈放射状间隔的同心环形轨道中。使用读头中的读传感器读出记录介质以二元状态所存储的磁编码数据，其中所述二元状态由局部磁场的方向给定。读头和写头被连接到在计算机控制下用于实施写入和读出操作的电路。
【0003】记录介质的面记录密度是由读写头的临界尺寸或最小特征大小以及由形成记录介质的组成材料限定的。当读写头驱动器中读传感器和写传感器的临界尺寸减小时，记录介质的面记录密度增加。然而，当读头的临界尺寸降低到深亚微米的临界尺寸时，读写头中使用的常规的纵向或电流方向在平面内(CIP)的自旋阀读传感器不能产生足够的输出幅度。因此，在具有“垂直”记录介质的高密度存储器存储设备中，具有电流方向垂直于平面(CPP)几何结构的读传感器已经取代了常规的CIP自旋阀读传感器，所述“垂直”记录介质被认为在实现非常高的位密度方面优于“纵向”记录介质。常规的CPP读传感器包括交换偏置自旋阀或巨磁电阻(GMR)、铁磁/非磁([FN/NM]n)多层、以及隧道磁阻(TMR)型体系结构。
【0004】参照图1，磁盘驱动器一般将读头10和写头13集成为在可移动滑块15上所携带的统一的读写头，所述可移动滑块15从致动器臂17悬挂下来并位于盘片19的上方。当盘片19旋转时，空气动力学成形的滑块15骑行在由空气轴承表面21产生的气垫上，所述空气轴承表面21位于旋转的盘片19的记录介质上方以几十纳米数量级很好控制的距离处。在不接触旋转的盘片19的情况下，致动器(未示出)摆动致动器臂17，以将读写头的读和写头10，13放置到旋转的盘片19上的选定轨道上。
【0005】参照图2A，读头10(图1，2B)可以使用薄膜沉积技术来生产。尤其，用于形成读头10的读传感器12所需材料的层堆叠(未示出)形成在下电极18上。然后，双层抗蚀剂掩模23形成在该层堆叠上以对多个读传感器12中的每个的预期位置进行掩模。双层抗蚀剂掩模23包括上抗蚀剂层23b和相对于上抗蚀剂层23b被底切的下抗蚀剂层23a。底切有利地限制了研磨材料的再沉积并且促进清洁剥离。经掩模的层堆叠被以高入射角进行离子研磨，以移除层堆叠中不受双层抗蚀剂掩模23保护的部分。在离子研磨之后，由此产生的读传感器12被限制于倾斜侧壁24，该侧壁汇聚于垂直面以限定平台状的上表面。
【0006】然后，由均厚沉积的硬偏置(HB)层20(图2B)和绝缘层22(图2B)覆盖支持双层抗蚀剂掩模23和读传感器12的衬底。在常规的剥离工艺中，然后用化学方式去除双层抗蚀剂掩模23。该剥离工艺移除覆盖在双层抗蚀剂掩模23上的HB层20和绝缘层22的过量部分，从而，限定HB层20和绝缘层22邻接于读传感器12的侧壁24的边界。剩余的绝缘层22作为读头10中的间隙层。剥离工艺也显露出在读传感器12顶上的平台，以建立在读传感器12的最上层和上电极16(图2B)之间的电接触。
【0007】如图2B所示，CPP读头10包括经离子研磨的读传感器12(其带有感测层或自由层14)、上电极16、和下电极18。HB层20使自由层14在纵向稳定，所述HB层20由一个或多个层“硬”磁性材料组成。硬偏置的效果是通过自由层14和HB层20之间的Mrt比率、以及自由层14与HB层20之间的物理分离和垂直对齐程度来确定，其中所述Mrt比率一般大于二(2)memu每cm2。通过插入由诸如矾土(Al2O3)的电绝缘体组成的绝缘层22，读传感器12与HB层20电绝缘。
【0008】用于沉积电绝缘体从而形成绝缘层22的常见方法包括在室温下通过离子束沉积(IBD)的准直沉积或者使用双准直磁控溅射的物理气相沉积(PVD)。通常，使用准直的PVD工艺在读传感器12的侧壁24上的阶梯覆盖度(即，如下所定义的绝缘层22的尺寸“a”与层22的尺寸“b”的比率)被限定在百分之15到百分之30的范围内，这取决于侧壁24上的特定刻蚀壁角度，当增加侧壁24的陡度时减小阶梯覆盖度。换句话说，绝缘层的厚度沿着侧壁24的高度递减，并且在场区域中明显比在侧壁24上厚。通常，与用准直的PVD工艺的沉积相比，利用IBD工艺沉积绝缘层22增加了读传感器12的侧壁24上的阶梯覆盖度。然而，利用IBD工艺的可用阶梯覆盖度仍然受到上限约百分之60的限制，再次取决于侧壁24上的特定刻蚀壁角度。
【0009】因为通过IBD或PVD工艺所提供的阶梯覆盖度不佳，所以在沉积的绝缘层22中的电绝缘体在远离读传感器12的场区域中明显比在传感器侧壁24上的厚。在侧壁24上的绝缘层22邻近于自由层14的厚度a和场区域中的绝缘层22的厚度b之间的典型差是三或更大的因子。例如，在传感器侧壁24上沉积50的绝缘层22通常会在场区域中生成至少150到200厚的绝缘层22。
【0010】对于典型的TMR传感器叠式体，绝缘层22在场区域中和在传感器侧壁24上的厚度差导致HB层20与自由层14的不良对准。几何偏移由于厚度差引起相对于读传感器12的高表面构型，从而导致读间隙向上张开，这导致从侧面读取的读性能不佳。通常在图2B可见并且由附图标记26指示的向上张开的读间隙是由于HB层20相对于自由层14的未对准而产生的，这是由于绝缘层22中的较厚场绝缘体(“b”)而造成的。需要增厚场区域的绝缘层22，以便满足侧壁位置处的氧化铝的最小厚度“a”，从而提供足够的电绝缘。由于增厚的场区域，将HB层20的中平面在水平处设置在与自由层14的中平面或侧边相比较低的位置。由于在自由层14的侧边和HB层20之间的该未对准，使得自由层14的稳定性降低，从而降低了读头10的性能。
【0011】随着侧壁覆盖度的提高，厚度“b”减小而读间隙的张开减小。因此，绝缘层22可以通过原子层沉积(ALD)而沉积，这能够达到几乎百分之百的阶梯覆盖度，以致在侧壁24上的电绝缘体的厚度“a”近似等于场区域中的厚度“b”。虽然这改善了读头10的性能，但是在ALD工艺中超过130℃的沉积温度预烤(hard bake)双层抗蚀剂掩模23(图2A)。该预烤工艺增加了在双层抗蚀剂掩模23的下抗蚀剂层23a和读传感器12之间的粘附力，这种粘附力妨碍了用于移除双层抗蚀剂掩模23的剥离工艺。将沉积温度限制在130℃以下会导致相对不良的膜性能，这是由于伴随提高了向电绝缘体构成的层22中引入的杂质水平。例如，低沉积温度引起Al2O3中相对高水平的氢和碳杂质，这些杂质增加了传导率和漏电流密度。
【0012】更重要的是，用于形成绝缘层22的剥离工艺为绝缘层22的厚度设置了基本上限。特别地，剥离工艺并不剥除以形成亚微米的、尤其是小于大约250纳米的读传感器10，这是因为在双层抗蚀剂掩模23的上抗蚀剂层23a下的底切变得太小。此外，由于ALD所赋予的百分之百阶梯覆盖度的特性，因此绝缘层22中的电绝缘体可能完全地填充了在双层抗蚀剂掩模23中上抗蚀剂层23a之下的底切，这将使得剥离工艺几乎不可能或至少是不可靠的。另一个局限是，随着读传感器12的临界尺寸的进一步减小，双层抗蚀剂掩模23中的上抗蚀剂层23a之下的底切最终变得太小而无法支持HB层20和绝缘层22的覆盖层，从而导致不可靠的剥离。
【0013】因此，需要一种改进的方法和工艺来制造用于读写头的读传感器，以克服这种读传感器的常规制造方法和工艺中的这些和其他缺陷。
发明内容
【0014】按照本发明，提供了用于制造大容量存储设备的读头的设备结构的方法。当形成读头的读传感器时，采用平坦化工艺来移除抗蚀剂掩模，该抗蚀剂掩模在之前的制造阶段作为离子研磨掩模。由相对硬和/或抗磨材料形成的抛光停止层在战略性进行定位，从而消除用常规基于化学的工艺剥离双层抗蚀剂掩模的需要。通过消除常规的化学剥离，可以使用在超过130℃的温度下实施的原子层沉积(ALD)在读传感器上形成例如Al2O3的材料的电绝缘层。
【0015】在本发明的一个方面的一个实施例中，该方法包括形成层堆叠，该层堆叠包括能够用作读传感器的多个层；在层堆叠上形成抛光停止层；以及然后从层堆叠中限定读传感器，该读传感器由抛光停止层的部分覆盖。在限定了读传感器之后，在抛光停止层部分和读传感器上形成包括电绝缘体的绝缘层。然后在绝缘层上形成包括磁性材料的硬偏置层。使用例如化学机械抛光来对绝缘层和硬偏置层进行平坦化。平坦化垂直地停止在抛光停止层部分上。
【0016】在本发明的另一个方面的实施例中，该方法包括形成层堆叠，该层堆叠包括能够用作读传感器的多个层；在层堆叠上形成抛光停止层；以及在抛光停止层上形成抗蚀剂掩模。读传感器是由在抗蚀剂掩模进行掩模的位置中的一个上的层堆叠形成的。读传感器和抗蚀剂掩模由抛光停止层的剩余部分分开。通过可以在超过130℃的温度下实施的原子层沉积(ALD)工艺，在抛光停止层部分、抗蚀剂掩模、以及读传感器上形成电绝缘体的绝缘层。
附图说明
【0017】并入并且构成本说明书的部分的附图，连同上面给出的本发明的一般描述以及下面作为解释本发明的原则给出的实施例的详细描述一起，说明了本发明的实施例。
【0018】图1是包括电流方向垂直于平面的读头的现有技术的大容量存储设备的部分的视图；
【0019】图2A是用于形成图1的大容量存储设备的电流方向垂直于平面的读头的现有技术制造工艺的部分的剖视图；
【0020】图2B是完成制造后的现有技术的电流方向垂直于平面的读头类似于图2A的剖视图；
【0021】图3-9是在根据本发明实施例的形成读头的加工方法的各个阶段中衬底部分的示意性剖面图；以及
【0022】图10是合并图9的读头的大容量存储设备的示意图。
具体实施方式
【0023】参照图3，衬底(未示出)覆盖有底部磁屏蔽28，在该衬底上形成有许多读传感器34(图5)，每个读传感器都供大容量存储设备的读头60(图9)使用。典型为盘状的衬底可以由任何适当的非磁金属或合金形成，这些非磁金属或合金包括但是不局限于铝、钛和碳的合金(AlTiC)。底部磁屏蔽28由任何适当的常规材料，例如镍-铁合金形成。然后底部磁屏蔽28覆盖有绝缘层30，该绝缘层包括本领域技术人员认为适合于该用途的任何介质材料。
【0024】包括多个薄膜的层堆叠32形成在绝缘层30上，其中每个单独的薄膜是通过适当的常规沉积工艺形成的，例如溅射沉积或离子束沉积(EBD)工艺。层堆叠32通过随后的工艺成形，以在整个衬底表面分布的位置上限定多个读传感器34(图5)。一般地，层堆叠32具有在大约200到400范围内的厚度。
【0025】每个读传感器34(图5)可以是用于感测来自磁介质的磁场的任何传感器。因此，层堆叠32中的薄膜具有成分、厚度、以及适于限定优选具有电流方向垂直于平面(CPP)几何结构的读传感器34的布置。读传感器34可以构造成多个磁阻(MR)型传感器中的任何一个，其包括但不局限于：AMR(各向异性磁阻)、自旋阀或GMR(巨磁电阻)、TMR(隧道磁阻)、铁磁/非磁的多个层([FM/NM]n)体系结构。层堆叠32中的一个或多个层36成为制造出的读传感器34中具有自由响应于所施加磁场的磁化方向的感测层或自由层38(图5)。例如，用作TMR传感器的读传感器34的自由层38是由两层36组成，该两层是诸如镍铁、钴铁、或镍铁钴的铁磁材料，它们的成分不同。层堆叠32还包括材料层(未示出)，该材料层成为读传感器34的磁化固定(pinned)层，其中磁化作用被固化在施加的磁场；以及分隔层，其将自由层38与固定层分离。
【0026】抛光停止层40形成在层堆叠32上。抛光停止层40包括具有本领域技术人员应理解的足以在平坦化中抛光停止的硬度和/或耐磨性的材料。抛光停止层40可以是有效地用作平坦化期间的停止层的任何材料，该材料具有在平坦化情况下的移除率比在同等平坦化条件下的绝缘层46和HB层48(图6)的移除率慢。抛光停止层40用于在制造工艺的随后平坦化步骤中防止读传感器34损坏。抛光停止层40的厚度可以等于或大于五十(50)，且优选地，在大约五十(50)到大约一百(100)的范围内。在随后的工艺步骤中从所述结构中移除抛光停止层40，并且因此，使其不存在于制造出的读头60(图9)中。
【0027】用于抛光停止层40的适当材料包括通过常规工艺形成的类金刚石碳(DLC)，所述常规工艺例如：甲烷直接IBD、双离子束溅射、射频或直流激发烃辉光放电、在基础硅种子层上的IBD或烃辉光放电、以及过滤阴极电弧(FCA)工艺。优选地，DLC是通过直接离子束沉积IBD、双离子束溅射、射频激发烃辉光放电或直流激发烃辉光放电形成的氢化DLC，或者通过过滤阴极电弧(FCA)工艺形成的四面体非晶(ta-C)DLC。DLC是具有低磨损的相对硬的材料，并且当其暴露于CMP中使用的浆料时在化学上不活泼。
【0028】构成抛光停止层40的材料具有低于形成隔离和HB层46、48的构成材料的磨损(即，更大的耐磨性)和/或更大的硬度。在本发明的一个实施例中，抛光停止层40的构成材料的硬度大于约10吉帕斯卡(GPa)。取决于具体的形成工艺，用作抛光停止层40的DLC的硬度可以在10GPa到大约70GPa的范围内。
【0029】参照图4，其中相同的附图标记指的是图3中相同部件，并且在随后的制造阶段，抗蚀剂掩模42是通过在抛光停止层40上的常规光刻图案工艺形成的。抗蚀剂掩模42可以是单层或多层结构，以及包括或省略底切。因为本发明不依赖于常规的基于化学抗蚀剂移除的剥离工艺，所以可以构造抗蚀剂掩模42，并且该抗蚀剂掩模42成分的选择不考虑在随后的制造阶段中通过剥离促进移除的需要。将读传感器34(图5)限定在层堆叠32中通过抗蚀剂掩模42的图案防止离子研磨的位置。
【0030】参照图5，其中相同的附图标记指的是图4中相同的部件，并且在随后的制造阶段，使用离子束研磨工艺(即，氩溅射刻蚀)来将层堆叠32中的读传感器34限定在抗蚀剂掩模42的图案内限定的受到保护或经掩模的位置。离子束研磨工艺可以使用多个入射角和多种能量来限定读传感器34。在本发明的一个实施例中，第一离子束研磨工艺使用具有大约600电子伏特(eV)到大约1200eV动能以与面法线成30°到15°之间的角度入射的氩离子，随后的第二离子束研磨工艺使用具有大约100eV到大约400eV动能以75°到60°之间的角度入射的氩离子，用于从读传感器34的侧壁44中清除再沉积材料，从而避免形成磁死层。读传感器34包括自由层38，并且覆盖有残余厚度的抛光停止层40，所述残余厚度的抛光停止层40在离子研磨期间也受到抗蚀剂掩模42的保护。离子研磨工艺移除材料直到到达绝缘层30和/或底部磁屏蔽28的垂直水平。
【0031】参照图6，其中相同的附图标记指的是图5中相同的部件，并且在随后的制造阶段，由电子绝缘体构成的绝缘层46优选地共形形成在图5的部分制造结构中的层堆叠32和抗蚀剂掩模42上。优选地，形成绝缘层46的电绝缘体是矾土(Al2O3)，并且通过原子层沉积(ALD)工艺形成。ALD工艺是常规的沉积技术，其中通过交替和顺序引入适当的气相前体来控制矾土的每个原子层或其部分的沉积，所述气相前体以自限方式反应，从而逐渐形成或建造绝缘层46。可以用于通过ALD工艺形成Al2O3的一套气相前体是水蒸气和三甲基铝(Al(CH3)3或TMA)。
【0032】可以用来形成绝缘层46的ALD工艺可以以宽温度窗口内相对高的温度执行，所述相对高的温度可以延伸到大约230℃的上限并且优选地超过130℃。在依赖抗蚀剂剥离的常规工艺中，由于负面影响抗蚀剂剥离的不良热效应，因此ALD工艺中的温度上限显著降低。不依赖剥离的本发明使用的ALD工艺的提升的温度允许以降低的杂质含量来形成绝缘层46，所述绝缘层46通过降低漏电流改善读传感器34的性能。然而，本发明不是局限于此，以致若杂质含量不是所关心的和/或杂质含量获得由于存在抛光停止层40而提供的优点，ALD工艺可以在较低温度下实施。此外，其他沉积工艺，优选是能够共形沉积的工艺，可以用来在获得由于存在抛光停止层40而提供的优点的同时形成绝缘层46。
【0033】硬偏置(HB)层48优选地共形沉积在绝缘层46上。在本发明的图示实施例中，HB层48包括种子层50和形成在种子层50上的“硬”磁层52。种子层50可以是铬(Cr)、钛(Ti)、钛铬合金(TiC)、钛钨合金(TiW)、或能够为覆盖的磁层52提供适当外延模板的任何其他适当材料。构成磁层52的“硬”磁材料可以是钴铬铂合金(CoCrPt)、钴铂合金(CoPt)、或具有供读传感器34使用的适当磁性的任何其他材料。通常，“硬”磁材料可以是当其暴露于在读传感器34操作期间所使用的相对低磁场时保持磁化方向的任何材料。本发明预期HB层48可以由单个材料形成为一个单独层，与图6中所示的双层构造相反。
【0034】在跨越凸出的读传感器34和相邻的读传感器34之间的凹面区域上优选地共形施加绝缘层46和HB层48之后，HB层48的暴露表面54是不平坦的，在所述凹面区域中绝缘层30在离子研磨后被暴露。该表面形貌的不平坦度通过随后依赖于抛光停止层40的平坦化工艺(图7)得到降低，以控制材料移除的深度。
【0035】参照图7，其中相同的附图标记指的是图6中相同的部件，并且在随后的制造阶段，暴露的表面54通过常规的平坦化技术而变得光滑和平坦。一种适当的平坦化技术是微电子工业中使用的常规化学机械抛光(CMP)工艺，该工艺使用抛光垫和磨粉浆影响材料的移除。平坦化工艺是从覆盖在读传感器34上的绝缘层46和HB层48上除去上面沉积的过剩材料以及移除抗蚀剂掩模42。因此，抗蚀剂掩模42不需要为了移除采用常规剥离工艺。
【0036】因为构成抛光停止层40的材料具有更大的硬度，优选地与构成抗蚀剂掩模42、绝缘层46和HB层48的材料相比较大的硬度，所以平坦化垂直停止在抛光停止层40的水平处。暴露的表面54可以在平坦化之后保持一些表面形貌。残余的HB层48纵向稳定自由层14并且绝缘层46的剩余限定了在完成的读头60中的间隙层。
【0037】参照图8，其中相同的附图标记指的是图7中相同的部件，并且在随后的制造阶段，从部分制造的结构中移除抛光停止层40。移除掉的抛光停止层40留下空腔或空隙55，所述空隙55在随后的制造阶段中用导体来填充，并且其使传感器34的顶部暴露。例如，若抛光停止层40是DLC，则使用氧气、氩气和氧气的混合物、或者含氟气体的工艺气体的干法刻蚀工艺，例如等离子体工艺或反应离子束刻蚀(RIBE)工艺，可以用于相对于暴露于干法刻蚀工艺的其他材料高选择性地可控地移除DLC层，这导致在不损坏读传感器34的顶部层的情况下的有效移除。
【0038】参照图9，其中相同的附图标记指的是图8中相同的部件，并且在随后的制造阶段，电导线或上电极56形成在图8中部分制造的结构上。上电极56由诸如非晶钽(α-Ta)、铑(Rh)、钌(Ru)、或包括钽和金(Ta/Au/Ta)的三层结构的导体构成。上电极56的导体部分填充先前由抛光停止层40的材料所占据的空隙55，从而建立与读传感器34的顶端薄膜具有高导电性的电接触。由诸如镍铁(Ni-Fe)合金的适当的常规材料组成的顶部屏蔽58通过常规沉积技术形成在上电极56上。所得到的读头60用于大容量存储设备72(图10)的读写头，以用于读取由该设备的介质层存储的磁编码数据。
【0039】由于绝缘层46在读传感器34的侧壁44上和远离读传感器34的场区域中具有基本上均匀的厚度，因此HB层48的中平面位于大约与自由层38的中平面和侧边相同的水平位置。与常规的读头10(图2B)相比，由于HB层48和自由层38之间的良好对准，因此自由层38的稳定性明显改善。
【0040】根据本发明的原则，用于制造读头60的RIBE、ALD、以及IBD工艺都可以在没有破坏真空的情况下在单个工艺工具平台中进行。这些不同工艺的整合具有减少传感器叠式体中金属层的任何氧化的优点，当所述结构在工艺之间的室转换期间暴露于大气时在非整合平台中发生所述氧化。本发明可以减少或消除的该氧化能够导致对轨道宽度和间隔在深亚微米读传感器34中的硬偏置/自由层的不良控制。一种整合IBE、ALD以及IBD工艺的工具是可从VeecoInstruments Inc.(Plainview，N.Y)购买到的NEXUS cluster工具平台。
【0041】绝缘层46可以使用提供几乎百分之百的阶梯覆盖度的ALD形成，因此，导致优良的电绝缘性能。通过ALD工艺提供的原子层生长来数字化的原子层允许精确控制绝缘层46的厚度，因此，控制HB层48相对于自由层38的间距或相对垂直状态。这允许有效偏置，最小化读间隙的张开，以及改善读传感器34的性能。由于ALD工艺的性质，绝缘层46也避免如在许多常规IBD工艺中可以观察到的任何内侧/外侧不对称。
【0042】抛光停止层40的存在提供了对图7中的平坦化工艺的精确和可靠控制。抛光停止层40的存在，允许使用平坦化工艺移除抗蚀剂掩模42，同时消除在绝缘层46形成后化学移除抗蚀剂掩模42的需要。因而，因为不必考虑预烤抗蚀剂掩模42，所以形成绝缘层46的ALD工艺可以在比常规工艺高的温度下执行。在抛光停止层40是由DLC形成的情况下，可以使用单纯氧、氩/氧、或氟基等离子体来影响DLC选择性移除暴露于在制作阶段部分制造结构中的等离子的其他材料。这些特定的等离子化学物能够完全干净地移除抛光停止层40中的DLC，这促进建立在上电极56和读传感器34之间具有高导电性特征的接触。
【0043】参照图10，其中相同的附图标记指的是图9中相同的部件，并且在随后的制造阶段，读头60合并入大容量存储设备72中。为此，在已创建读头60(图9)和写头(未示出)以限定读写头64之后，将支撑的衬底切成条状并且成形为滑块62。滑块62还包括写头(未示出)和供读写头64操作所需的其他结构(例如，空气轴承表面)。滑块62悬挂在来自致动器臂66的自由端的可旋转盘片68上。盘片68包括适于存储磁编码数据的介质层。致动器70摆动致动器臂66以将读写头64的读头60放置在旋转盘片68上介质层中的所选的数据轨道上。读头60从盘片68的介质层中读取磁编码数据，所述磁编码数据在先前的写操作中由写头写到盘片68的介质层上，并且由介质层存储以备将来使用。将大容量存储设备72的读头60和写头连接到在计算机控制下执行写入和读取操作的电路(未示出)。
【0044】在此提到的诸如“垂直的”、“水平的”等的术语都是通过示例方式而不是通过限制的方式来建立参考系的。此处所用的术语“水平的”定义为平行于衬底的常规平面或表面的平面，而不管衬底的实际空间定向。术语“垂直的”指的是垂直于刚才所定义的水平的方向。术语“在…上”、“在…上面”、“在…下面”、“侧面”(如在“侧壁”中)、“较高”、“较低”、“在…之上”、“在…之下”以及“在…下面”都是相对于水平面定义的。应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以采用各种其他参照系。
【0045】在此的设备结构的制造已经通过特定顺序的制造阶段的步骤进行了描述。然而，应当理解的是，顺序可以不同于所描述的顺序。例如，可以相对于所示顺序交换两个或两个以上制造步骤的顺序。此外，可以同时或部分同时地执行两个或两个以上制造步骤。此外，可以省略各个制造步骤以及可以添加其他制造步骤。应当理解的是，所有这些变更都在本发明的范围内。
【0046】尽管本发明已经通过各种实施例描述进行了说明而且这些实施例已经进行了非常详细描述，但是本申请的意图不是限制或者以任何方式将所附权利要求书的范围限制到这种细节。额外的优点和修改对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因而，本发明在更宽的方面并不局限于具体细节、典型装置和方法、以及所示和所述的示意性示例。因此，在不脱离本申请的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以作出对这种细节的变更。

Claims (28)

1.一种制造设备结构的方法，包括：
形成层堆叠，其包括能够用作读传感器的多个层；
在所述层堆叠上形成抛光停止层；
从所述层堆叠中限定读传感器，其中，所述读传感器由所述抛光停止层的部分覆盖；
在所述抛光停止层部分和所述读传感器上形成包括电绝缘体的绝缘层；
在所述绝缘层上形成包括磁性材料的硬偏置层；
对所述绝缘层和所述硬偏置层进行平坦化；以及
在所述抛光停止层部分上停止所述平坦化。
2.如权利要求1所述的方法，其中，对所述绝缘层和所述硬偏置层进行平坦化还包括：
用化学机械抛光工艺对所述绝缘层和所述硬偏置层进行抛光。
3.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述抛光停止层的材料具有低于形成所述硬偏置层和所述绝缘层的相应材料的磨损。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述抛光停止层由硬度大于10吉帕斯卡的材料组成。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述抛光停止层是类金刚石碳。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述类金刚石碳是利用从由下列各技术构成的群组中选出的技术所沉积的氢化类金刚石碳：直接离子束沉积、双离子束溅射、射频激发烃辉光放电、以及直流激发烃辉光放电。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述类金刚石碳是通过过滤阴极电弧工艺沉积的四面体非晶(ta-C)类金刚石碳。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
在对所述绝缘层和所述硬偏置层进行平坦化之后移除所述抛光停止层部分。
9.如权利要求8所述的方法，其中，移除所述抛光停止层还包括：
通过相对于所述绝缘层和所述硬偏置层选择性地有效移除所述抛光停止层的干法刻蚀工艺来暴露所述抛光停止层部分。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述干法刻蚀工艺是从由下列各工艺构成的群组中选出的：等离子体工艺和反应离子束刻蚀工艺。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述抛光停止层是类金刚石碳，并且所述干法刻蚀工艺使用从由下列各气体构成的群组中选出的工艺气体：氧气、氩气和氧气的混合物、以及含氟气体。
12.如权利要求8所述的方法，还包括：
在移除所述抛光停止层部分之后，在所述绝缘层和所述硬偏置层上形成导体的上电极，其中，所述上电极的所述导体填充在移除所述抛光停止层部分之后残余的空隙。
13.如权利要求1所述的方法，其中，限定所述读传感器还包括：
用抗蚀剂掩模对所述抛光停止层和所述层堆叠进行掩模；以及
对所述抛光停止层和所述层堆叠进行离子研磨，以将所述读传感器和所述抛光停止层部分限定在所述抗蚀剂掩模进行掩模的位置。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
当所述绝缘层和所述硬偏置层被平坦化后，从所述设备结构中移除所述抗蚀剂掩模。
15.如权利要求14所述的方法，其中，当所述平坦化停止在所述抛光停止层部分上时，从所述设备结构完全移除所述抗蚀剂掩模。
16.如权利要求13所述的方法，其中，形成绝缘层还包括：
形成所述绝缘层是通过原子层沉积(ALD)工艺形成的。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述ALD工艺是在超过130℃的温度下实施的。
18.如权利要求1所述的方法，其中，所述层堆叠包括具有自由响应于所施加磁场的磁化方向的材料的层。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述读传感器包括由所述层形成的自由层。
20.如权利要求1所述的方法，其中，所述绝缘层是通过原子层沉积(ALD)工艺形成的。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述ALD工艺是在超过130℃的温度下实施的。
22.如权利要求1所述的方法，其中，所述读传感器具有倾斜的侧壁，并且形成所述绝缘层还包括：
在所述倾斜的侧壁上形成具有基本上均匀的厚度的所述绝缘层。
23.一种制造设备结构的方法，包括：
形成层堆叠，其包括能够用作读传感器的多个层；
在所述层堆叠上形成抛光停止层；
在所述抛光停止层上形成抗蚀剂掩模；
在所述抗蚀剂掩模进行掩模的位置处从所述层堆叠中限定读传感器，其中，所述读传感器和抗蚀剂掩模被所述抛光停止层的部分分开；
通过原子层沉积(ALD)工艺在所述抛光停止层部分、所述抗蚀剂掩模、以及所述读传感器上形成电绝缘体的绝缘层。
24.如权利要求23的方法还包括：
在所述电绝缘体层上形成硬偏置层，其包括磁性材料；
对所述绝缘层、所述硬偏置层、以及所述抗蚀剂掩模进行平坦化，从而从所述设备结构上移除所述抗蚀剂掩模；以及
在所述抛光停止层部分上停止所述平坦化。
25.如权利要求24的方法，还包括：
移除所述抛光停止层部分。
26.如权利要求25所述的方法，其中，移除所述抛光停止层部分还包括：
相对于形成所述读传感器的邻近层的材料选择地来刻蚀所述抛光停止层部分，使得所述读传感器的所述邻近层不会由于移除所述抛光停止层而受到损坏。
27.如权利要求23所述的方法，其中，限定所述读传感器还包括：
对所述抛光停止层和所述层堆叠进行离子研磨，以在形成所述绝缘层之前，将所述读传感器和所述抛光停止层部分限定在所述抗蚀剂掩模进行掩模的区域中。
28.如权利要求23所述的方法，其中，形成所述绝缘层还包括：
在超过130℃的温度下实施所述(ALD)工艺以沉积所述电绝缘体。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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