KR101585989B1 - 백 에지 표면을 가진 데이터 리더 - Google Patents
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Abstract
데이터 리더(reader)는 에어 베어링 표면(ABS)으로부터 제 1 스트라이프 높이를 가진 제 1 부분 및 ABS으로부터 제 2 스트라이프 높이를 가진 제 2 부분을 가지는 적어도 자기적 응답성 적층으로 구성될 수 있다. 제 1 부분은 백 에지 피처(back edge feature)에 의해 ABS에 대하여 미리 결정된 각도로 형상화된 백 에지 표면을 갖게 구축될 수 있다.
Description
본 발명의 여러 실시예들은 일반적으로 회전가능 매체로부터 데이터를 감지할 수 있는 데이터 리더(reader)에 관한 것이다.
일부 실시예들에 따라, 자기적 응답성 적층은 공기 베어링 표면(ABS)으로부터 제 1 스트라이프 높이를 가진 제 1 부분 및 ABS으로부터 상이한 제 2 스트라이프 높이를 갖는 제 2 부분을 갖는다. 제 1 부분은 백 에지 피처(feature)에 의해 ABS에 대하여 소정의 각도로 형상화된 백 에지 표면을 갖게 구축된다.
도 1은 데이터 저장 디바이스의 예시적 부분의 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 데이터 저장 디바이스에서 사용될 수 있는 트랜스듀스 요소의 부분들의 전면 및 단면 블록도를 각각 제공한다.
도 3a 및 도 3b는 여러 실시예들에 따라 구축된 데이터 리더의 부분들의 전면 및 단면 블록도를 각각 도시한 것이다.
도 4는 일부 실시예들에 따라 구성된 예시적 데이터 리더의 부분의 단면 블록도를 도시한 것이다.
도 5는 여러 실시예들에 따라 수행되는 제조 공정의 여러 단계들에서 복수의 예시적 데이터 리더들을 제공한다.
도 6은 여러 실시예들에 따라 수행되는 데이터 리더 제조 루틴의 흐름도를 제공한다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 데이터 저장 디바이스에서 사용될 수 있는 트랜스듀스 요소의 부분들의 전면 및 단면 블록도를 각각 제공한다.
도 3a 및 도 3b는 여러 실시예들에 따라 구축된 데이터 리더의 부분들의 전면 및 단면 블록도를 각각 도시한 것이다.
도 4는 일부 실시예들에 따라 구성된 예시적 데이터 리더의 부분의 단면 블록도를 도시한 것이다.
도 5는 여러 실시예들에 따라 수행되는 제조 공정의 여러 단계들에서 복수의 예시적 데이터 리더들을 제공한다.
도 6은 여러 실시예들에 따라 수행되는 데이터 리더 제조 루틴의 흐름도를 제공한다.
이를테면 트랜스듀스 적층들 및 실드(shield)들과 같은 데이터 감지 성분들의 최소화는 물질들 및 통상적인 피착 공정들의 물리적 한계를 초래하였다. 데이터 감지 적층들에 있어서, 리더(reader) 폭 및 실드간 간격은 증가하는 데이터 저장 밀도에 보조를 맞추기 위해 계속하여 감소하였다. 그러나, 감지 적층의 자기층들의 체적 감소에 기인하여, 리더의 자기적 안정성이 저하된다. 데이터 감지 적층의 여러 영역들에 대해 공기 베어링(air bearing)으로부터 서로 상이한 스트라이프(stripe) 높이들의 사용은 적층의 자기적 동작을 안정화하는 형상 이방성(shape anisotropy)을 제공할 수 있다. 그러나, 나노미터 규모로 이러한 다양한 스트라이프 높이들의 제조는 부정확하여 저하된 데이터 감지 성능에 이르게 할 수 있다. 이에 따라, 설계 명세들에 따라 나노미터 규모로 신뢰성있게 구축될 수 있는 데이터 감지 적층들에 대한 계속되는 산업상의 요구가 존재한다.
따라서, 데이터 리더는 공기 베어링 표면(ABS)으로부터 제 1 스트라이프 높이를 가진 제 1 부분 및 ABS으로부터 상이한 제 2 스트라이프 높이를 갖는 제 2 부분을 가지며 제 1 부분은 백 에지 피처에 의해 ABS에 대하여 소정의 각도로 형상화된 백 에지 표면을 갖는 자기적 응답성 적층으로 구성될 수 있다. 백 에지 표면을 백 에지 피처를 갖게 형상화하는 것은 백 에지 표면을 소정의 각도로 정밀하게 형상화하기 위한 더 많은 제조 가공 시간을 허용한다. 이러한 백 에지 피처는 자기 감지 적층이 데이터 저장 디바이스에서 사용되기에 앞서 선택적으로 적용되고 제거될 수 있는데, 이것은 감소된 적층 폭 및 실드간 간격을 유지할 수 있다.
도 1은 일반적으로 여러 실시예들에 따라 형상화된 백 에지 표면을 갖는 자기적 응답성 적층을 이용할 수 있는 예시적 데이터 저장 디바이스(100)의 위에서 본 블록 표현을 도시한 것이다. 하나 이상의 데이터 비트들(108)이 소정의 데이터 트랙들(110) 상에 저장되는 자기 저장 매체(106) 위에 트랜스듀스 헤드(104)를 위치시키는 작동 어셈블리(102)를 가진 데이터 저장 디바이스(100)가 비제한적 구성으로 도시되었다. 사용 동안에 회전하여 공기 베어링 표면(ABS)을 생성하여 이 위에서 작동 어셈블리(102)의 슬라이더 부분(114)이 비행하여 트랜스듀스 헤드(104)를 포함하는 헤드 짐벌 어셈블리(HGA)(116)를 매체(106)의 소정의 부분 위에 위치시키게 하는 스핀들 모터(112)에 저장 매체(106)가 부착될 수 있다.
트랜스듀스 헤드(104)는 각각 저장 매체(106)의 선택된 데이터 트랙들(110)로부터 데이터를 프로그램하고 판독하게 동작하는 하나 이상의 트랜스듀스 요소들, 이를테면 자기 라이터(writer), 자기적 응답성 리더, 및 자기 실드들로 구성될 수 있다. 이에 따라, 작동 어셈블리(102)의 제어된 움직임은 데이터를 기입, 판독, 및 재기입하기 위해 저장 매체 표면들 상에 정의된 데이터 트랙들(110)에 트랜스듀서들이 정렬되게 한다. 데이터 비트들(108)이 데이터 트랙들(110) 내에 더 밀집하여 위치됨에 따라, 데이터 매체(106)의 용량은 증가되는데, 이것은 표유(stray) 자기장들이 더 우세해지기 때문에 트랜스듀서 불안정성이 증가되게 할 수 있다.
축소하는 트랜스듀서 크기에 기인한 더 많은 표유 자기장들 및 열적 불안정성의 영향은 도 2a 및 도 2b에 예시적 트랜스듀스 요소(120)의 각각의 단면 및 ABS 블록도들에 의해 도시된 바와 같이, 형상 이방성 및 조율된(tuned) 물질 선택을 이용함으로써 완화될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 트랜스듀스 요소(120)는 백 에지 표면(126)으로부터 ABS에 직교하여 연속적으로 확장하는 제 1 스트라이프 높이(124)를 가진 자유층(122)을 갖는다. 기준 구조(reference structure)(128)는 ABS에 직교하여 역시 연속적으로 확장하는 제 2 스트라이프 높이(130)를 갖는다.
제 2 스트라이프 높이(130)를 자유층 스트라이프 높이(124)보다 크게 구성하는 것은 형상 이방성이 기준 구조(128)의 자화들을 안정화할 수 있게 한다. 기준 구조(128)가 단일의 연속한 층으로서 도시되었지만, 이러한 구축은 기준 구조(128)가 자기저항(MR) 효과를 비(non)-자기 스페이서(132)를 가로질러 자유층(122)에 제공하는 다양한 서로 다른 자기 적층들일 수 있기 때문에 요구되지 않는다. 예를 들면, 기준 구조(128)는 접하는 데이터 비트들에 응답하지 않는 정해진 자화를 가질 수 있고, 반강자성체에 접촉한 고정된(pinned) 강자성층으로서 혹은 반강자성에 의해 소정의 자화로 고정되는 합성 반강자성체(SAF)로서 구축된다. 유사하게, 비-자기 스페이서(132)는 물질이 서로 다른 유형들의 데이터 센서들, 이를테면 스핀 밸브, 인접-접합(abutted junction), GMR, 및 TMR을 제공하게 조율될 수 있다.
비-자기 스페이서(132) 및 기준 구조(128)의 물질 구축에 관계없이, 더 긴 제 2 스트라이프 높이(130)는 표유 자기장들이 증가하여 있음에도 불구하고 기준 구조(128)의 자화를 유지하기 위해 형상 이방성을 이용할 수 있다. 또한, 더 긴 제 2 스트라이프 높이(130)는 기준 구조(128)의 용적 및 열적 안정성을 증가시킬 수 있다. 비-자기 절연체(134)가 백 에지 표면(126)에서 제 2 스트라이프 높이(130)까지 연속적으로 확장하여 분로를 감소시키고 데이터 신호 진폭을 증가시키기 때문에 이러한 조율된 기준 구조(128) 형상 이방성은 자유층(122)의 감도 및 정확성을 방해하지 않는다.
전극들로서 작용하고 각각 리딩(leading) 실드(140) 및 트레일링(trailing) 실드(142)로부터 자유층(122) 및 기준 구조(128)의 자화들을 완충할 수 있는 씨드(seed) 층(136)과 캡 층(138) 사이에 자유층(122), 스페이서(132), 및 기준 구조(128)이 일괄하여 배치될 수 있다. 여러 실시예들에서, 씨드(136), 기준 구조(128), 스페이서(132), 자유층(122), 및 캡(138)은 일괄하여 자기 스택(stack)(144)으로서 특징지워지지만, 그러나 이러한 구조 설명은 MR 데이터 신호를 생성하게 작용하는 자유층(122), 스페이서(132), 및 기준 구조(128)만을 기술하기 위해 다른 실시예들에서 사용될 수도 있다.
리딩 실드(140) 및 트레일링 실드(142)가 업트랙(uptrack) 자기장과 다운트랙(downtrack) 자기장을 완화하는 반면 도 2a의 조율된 스트라이프 높이 구성은 내부 자화들을 안정화하게 작용할 수 있는데, 그러나 높은 데이터 비트 밀도 데이터 저장 매체들의 증가된 표유 자기장은 추가적인 실드를 필요로 할 수 있다. 도 2b는 리딩 실드(140) 및 트레일링 실드(142)와 함께 자기 스택(144)에 대한 소정의 자기 정도를 정의하게 작용할 수 있는 측방 실드들(146) 사이에 배치된 자기 스택(144)을 ABS에서 본 것을 도시한 것이다. 또한, 자기 스택(144)은 측방 실드들(146)과 자기 스택(144) 사이에 비-자기 절연체(148)가 포함되어 있어 자기 분로 및 데이터 신호 진폭 유실로부터 보호될 수 있다.
실드와 조율된 스트라이프 높이들이 함께하고 있어, 트랜스듀스 요소(120)는 다양한 데이터 비트 밀도 데이터 저장 환경들에서 최적화된 데이터 감지 수행을 제공할 수 있다. 그러나, 나노미터 규모로 이러한 조율된 물질들, 크기들, 및 위치들의 구축은 데이터 라이터들 및 미크론 규모의 데이터 리더들과 같은 더 큰 치수의 트랜스듀스 요소들에 대해 설계되는 공차들이 있는 가공 기술들로부터 악화될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 각각 일부 실시예들에 따른 가공 기술들로 구축된 예시적 나노미터 규모의 데이터 리더(160)의 단면 및 ABS에서 본 블록도들을 도시한 것이다. 백 에지 표면(162)을 형상화하기에 앞서 자기 스택 및 측방 실드들이 형성될 때, 백 에지 표면(162)이 정의됨과 동시에 전자 래핑 가이드(ELG)(electronic lapping guide)와 같은 가공 피처(feature)들이 패터닝되는데, 이것은 ELG 피처가 불량하게 정의되게 할 수 있다. 또한, 도 2b의 148과 같은 절연 갭 물질 및 측방 실드들이 존재할 때 백 에지 표면(162)의 정의는 에칭 동안에 쉐도잉 효과 -자유층의 완전한 제거 및 백 에지 표면(162)의 정의를 방해할 것이다- 을 유발함으로써 자유층 물질 제거를 방해할 수 있다.
백 에지 표면(162) 및 ELG 피처들을 정의하는데 연관된 가공 시간은 이를테면 밀링 또는 에칭과 같은 적어도 하나의 물질 제거 동작에서 제거되는 스택 캡 및 자유층들의 두께에 상응할 수 있다. 비교적 얇은 자유층(164) 및 캡 층의 두께로 물질 제거에 가용한 감소된 시간은 백 에지 표면(162) 및 ELG 피처가 잘 정의되지 않지 않게 할 수 있는데, 이것은 자유층(164)의 자기 안정성 및 동작을 제한할 수 있다.
또한, 백 에지 표면(162)의 정의에 앞서 자기 측방 실드들의 형성은 ABS에서 본 도 3b에 의해 도시된 바와 같이, 잔류 측방 실드 물질(170)이 남게 하고 리더 스택(160)의 자기 안정성이 저하되게 할 수 있다. 잔류 측방 실드 물질(170)이 절연 물질(172)에 의해 부분적으로 또는 완전히 둘러싸여짐에도 불구하고, ABS에서 먼 쪽에 이를테면 고 보자력 및 자기 포화 물질들과 같은 자기 측방 실드 물질의 존재는 자기 휘발성(volatility)을 유발하여 리더(160) 성능을 감소시킬 수 있다.
이들 정의하는 공정의 우려를 염두에 두고, 백 에지 표면(164)을 정의하기 위해 가용한 시간을 증가시키고 불필요한 측방 실드 물질을 제거하기 위해 자기 스택 구축에 이어 측방 실드 물질을 형성할 수 있게 하기 위해서 백 에지 피처가 사용될 수 있다. 도 4는 일부 실시예들에 따라 자기 측방 실드 피착에 앞서 이용되는 백 에지 피처(182)로 구성된 예시적 데이터 리더(180)의 전체적인 단면 블록도를 제공한다. 백 에지 피처(182)는 제한없는 다양한 물질들 및 층들의 수로 구성될 수 있지만, 도 4에 도시된 실시예는 이를테면 연마 정지층일 수 있는 비정질 탄소 및 하드 마스크층일 수 있는 탄탈륨 및 루테늄과 같은 비-자기 금속들과 같은 서로 다른 제 1 하드 마스크(184) 및 제 2 하드 마스크(186) 물질들을 갖는다.
구성하는 하드 마스크층들(184, 186)은 기준 구조(194), 비-자기 스페이서(196), 미가공된 자유층(198), 및 미가공된 캡(200)의 전체 스트라이프 높이(192)를 따라 연속적으로 확장하는 제 1 두께(188) 및 제 2 두께(190)로 각각 조율될 수 있다. 이러한 조율된 두께들(188, 190)은 자유층(196)의 후-가공 스트라이프 높이에 대응하는 ABS로부터 소정의 거리에 위치된 평면을 따라 소정의 백 에지 두께(202)를 제공한다.
물질 제거를 방해하는 리더 접합 측벽 격리 물질 및 측방 실드들과 같은 물질이 적어도 부분적으로 없음에 기인하여 ABS에서 먼쪽에 리더 물질을 제거하는 동작들에 대해 더 많은 공정 마진을 하드 마스크들(184, 186)이 허용하기 때문에, 백 에지 피처(182)에 의해 제공된 증가된 백 에지 두께(202)는 자유층(198) 백 에지 표면 및 ELG 피처가 균일해지게 하고 잘 정의되게 할 수 있다. 이러한 조율된 백 에지 두께(202) 및 하드 마스크 물질 선택은 리더 측벽 및 측방 실드 형성 전에 데이터 리더(180)의 상면이 충분히 평탄해질 수 있게 하는 연마 정지층으로서 작용할 수 있다.
백 에지 피처(182)에 의해 제공되는 물질 제거의 증가된 시간은 더욱 자유층(198)의 백 에지 표면의 복잡한 형상화를 할 수 있게 한다. 일부 실시예들은 백 에지 표면을 Y축을 따라 ABS에 평행해지게 형상화하며, 반면 다른 실시예들은 선분(204)으로 보인 바와 같이 백 에지 표면을 ABS 및 Y축에 관하여 소정의 각도, 이를테면 45°에 위치시킨다. 스페이서(196)와 백 에지 피처(182)의 상면 사이의 거리를 증가시키는 능력은 형상화된 백 에지 표면 구성들이 확립될 수 있게 하는 소정의 밀링 시간을 제공하기 위한 하드 마스크층들(184, 186)의 조율된 물질 선택에 의해 보완된다.
도 5는 여러 실시예들에 따라 구성된 예시적 데이터 리더의 구축에 대한 예시적 공정 흐름을 도시한 것이다. 예시적 데이터 리더(220)의 단면 및 ABS에서 본 것에 의해 도시된 바와 같이, 기준 구조(222), 비-자기 스페이서층(224), 자기적 자유층(226), 및 전극 캡(228)의 데이터 감지 스택은 소정의 물질들, 두께들, 및 X축을 따라 ABS로부터 스트라이프 높이들로 연이어 형성된다. 일부 실시예들에서 데이터 감지 스택의 구축은 감지 스택층들을 리더 및 측방 실드 측벽 형상화에 상응할 수 있는 데이터 판독 접합으로 명료하게 형상화하고 가공하지 않는다. 리더 측벽 및 측방 실드 형성에 앞서 백 에지 층들(230, 232)의 이러한 형성은 Y축을 따라 ABS에 평행하게 측정되었을 때, 자유층(226) 및 캡(228)의 총 두께보다 큰 백 에지 거리(234)를 제공할 수 있다.
백 에지 층들(230, 232) 위에 포토레지스트 물질과 같은 패턴(236)을 놓는 것은 ABS 말단에 캡층(228) 및 자유층(226)의 부분들뿐만 아니라 백 에지 피처층들(230, 232)의 소정의 물질 제거를 통해 후속하여 정의될 수 있는 ABS로부터의 백 에지 표면 스트라이프 높이를 위치시킬 수 있다. ELG 피처는 동시에 동일 물질 제거 단계에 의해 정의될 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 백 에지 피처 층들(230, 232)은 증가된 정밀도로 백 에지 표면(238)을 정의할 수 있게 하는 탄탈륨 및 a-C 비정질 탄소로서 각각 구성된다.
백 에지 피처층들(230, 232)의 조율된 물질 및 두께는 최적화된 백 에지 표면(238) 및 최적화된 ELG 피처 패터닝을 제공하기 위해 리더 백 에지 및 ELG 피처 둘 다에 대해 충분한 에칭 시간을 제공하게 조율될 수 있다. 또한, 층들(230, 232)은 일단 층들(230, 232)이 제거되었으면 현저한 표면 단차를 유발하지 않으면서도 후속되는 CMP 단계들에서 충분한 CMP 정지를 제공하게 조율될 수도 있다.
요약하면, 증가된 백 에지 거리(234) 및 소정의 밀도, 밀링, 및 에칭 특성들을 제공하는 백 에지 피처층들(230, 232)의 물질들의 선택은 백 에지 거리(234)가 자유층(226) 및 캡층(228)만을 포함하였을 경우보다 제조 동안 더 많은 시간을 허용할 수 있다. 데이터 리더(250)는 녹-오프(knock-off) 밀링과 같은 하나 이상의 물질 제거 동작들이 가해진 후에 백 에지 표면(238)이 어떻게 ABS로부터 균일한 스트라이프 높이를 갖고 실질적으로 수직이 되게 형상화될 수 있는가를 예시한다.
데이터 리더(250)의 단면 및 ABS에서 본 것은 자유층(226) 및 캡층(228)의 총합에 부합하는 두께를 가지면서 백 에지 표면(238)에서 기준 구조(222) 및 스페이서층(224)의 스트라이프 높이까지 연속적으로 확장하는 알루미나같은 되메움된(backfilled) 절연층(252)의 위치를 보여준다. 절연층(252)의 되메움은 평탄한 표면을 제공할 수 있고 이 위에 복수의 하드 마스크층들(254, 256, 258, 260)이 연이어 형성된다. 각각의 하드 마스크 층들의 물질 및 두께는 데이터 리더(270)에 의해 보인 바와 같이, 데이터 리더 측벽들(262) 및 측방 실드들(264)을 가공할 수 있게, 제한함이 없이, 유사하거나 유사하지 않을 수 있다.
또한, 데이터 리더(270)는 비-자기 갭 층(266)에 의해 리더 측벽들(262)에 이웃하지만 이로부터 격리된 측방 실드(264) 측벽들에 의해 부합되는 수직하지 않은 측벽 각이진 방위들을 가진 공기 베어링 표면(ABS)에서 기준 구조(222), 스페이서(224), 자유층(226), 및 캡(228)이 일괄하여 사다리꼴 형상으로 형상화되는 예시적 실시예를 보여준다. 백 에지 표면(238)의 정의에 무관하게 그리고 이에 후속하여 리더 측벽들(262)의 형상화 및 측방 실드들(264)의 형성은 잔류 실드 물질이 ABS에서 멀리 위치되는 것을 방지하고 백 에지 표면 정의 및 기준 구조(222) 및 자유층(226)의 작용하는 자화들에 악영향을 미치는 것을 방지한다. 리더 측벽들(262)의 형상화는, 여러 실시예들에서, ABS에서 소정의 거리만큼 이격된 평면(270)을 지나 비-자기 물질의 제거 및 이에 이은 되메움으로 기준 구조(222) 및 스페이서(224) 스트라이프 높이의 정의에 상응할 수 있다.
도 5의 예시적 공정 흐름으로부터 알 수 있는 바와 같이, 스트라이프 높이들, 백 에지 피처 물질, 및 백 에지 표면 형상같은 다양한 구조상의 파라미터들은 데이터 리더가 어떻게 제작되는가를 제어함으로써 조율될 수 있다. 도 6은 여러 실시예들에 따라 정밀한 구조상의 피처들을 가진 나노미터 규모의 데이터 감지 요소를 제작하기 위해 수행되는 예시적 데이터 리더 제조 루틴(280)을 제공한다. 루틴(280)은 적어도 기준 구조, 공간, 자유층, 및 캡을 가진 데이터 감지 스택이 하부 실드 상에 연이어 피착되는 단계(282)와 같이 다양한 비제한적 방법들로 시작할 수 있다.
앞에서 논의된 바와 같이, 기준 구조는 강자성 자유층과 더불어 외부 데이터 비트들의 자기저항성 감지를 할 수 있게 하는 고정된 강자성층 또는 고정된 SAF와 같은 임의의 수의 정해진 자화 적층들일 수 있다. 자유층 및 기준 구조에 대한 서로 다른 스트라이프 높이들의 형성에 앞서 리더 측벽들 및 리더 접합을 형성하는 것과는 대조적으로, 단계(282)는 리더 측벽들을 형상화하거나 임의의 측방 실드들을 피착함으로써 리더 접합을 형성함이 없이 단계(284)로 진행한다. 이어, 이러한 미가공된 데이터 감지 스택은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 소정의 백 에지 거리 및 물질 제거 시간을 제공하기 위해서 소정의 두께로 피착된, 비정질 탄소같은 적어도 하나의 하드 마스크 연마 정지층 및 탄탈륨같은 적어도 하나의 하드 마스크층으로 단계(284)에서 형성된 백 에지 피처를 가질 수 있다.
단계(284)에서 백 에지 피처의 형성은 이를테면 에칭, 래핑(lapping), 및 밀링으로부터 특정한 물질 제거 시간을 제공하는 것에 상응할 수 있다. 단계(286)는 ELG 물질의 형상을 패터닝하고, 패턴 밖에 물질을 에칭하고 ELG 물질을 피착하고, 패턴을 리프트 오프하는 것을 통해 백 에지 피처와 함께 ELG 물질을 위치시키는 것을 진행한다. 적소에 ELG 물질을 갖고, 다음에 단계(288)은 비-자기 물질이 판독 센서의 이전에 제거된 영역들 내 되메움되기 전에 ELG 피처 또한 정의하는 포토레지스트 패턴 및 연관된 물질 제거 에칭으로 백 에지 표면을 정의한다.
여러 실시예들은 ABS에 대하여 45°와 같은 수직하지 않은 각이진 구성들을 가지며 연속하여 곡선을 이루며 자유층 자기 안정성 및 성능을 증가시킬 수 있는 백 에지 표면을 형상화하기 위해 단계(288)를 사용한다. 다음에, 단계(290)는 단계(292)가 TaN 및 비정질 탄소와 같은 복수의 하드 마스크층들을 도 5에 도시된 바와 같이 평탄화된 표면 상에 피착하기 전에 화학기계식 연마 및 리프트 오프 공정으로 단계(288)로부터 하드 마스크층까지 밑으로 되메움된 물질을 평탄화한다. 여러 하드 마스크 층들의 수, 물질, 및 두께는 단계(294)에서 리더 측벽들 및 기준 구조 스트라이프 높이를 효율적으로 형성할 수 있게 선택될 수 있다. 즉, 하드 마스크층들은 밀링같은 가공 기술들이 나노미터 규모로 정밀한 피처들을 생성할 수 있게 하는 소정의 밀도 및 물질 제거율을 제공할 수 있다.
한 이러한 정밀한 피처는 단계(294)에서 사다리꼴 스택 형상을 형성하는 각이진 감지 스택 측벽들일 수 있다. 각이진 측벽들은 단계(294)에서 리더 측벽들에 부합하는 방위를 갖고 각이진 측벽들을 갖도록 또한 형상화되는 연속한 비-자기 갭층이 더욱 코팅될 수 있다. 리더의 형상 및 비-자기 갭 층 측벽들에 관계없이, 단계(296)는 데이터 감지 스택의 서로 대향하는 양측 상에 측방 실드들을 피착하는 것을 진행한다. 자기 측방 실드들은 단계(296)에서 감지 스택 측벽들 및 측방 실드들의 정의에 앞서 백 에지 표면을 정의하기 위해 제 2 스트라이프 높이에 의해 정의되는 소정의 스트라이프 높이까지만 연속하여 확장할 수 있다.
여러 자기 감지층들, 실드들, 및 가공 층들의 조율된 피착을 통해, 루틴(280)은 자유층 및 캡층에 대한 나노미터 규모의 두께들에도 불구하고 최적화된 백 에지 표면 정의를 제공할 수 있다. 그러나, 루틴(280)은 임의의 부분이, 제한함이 없이, 생략, 변경 및 추가될 수 있기 때문에 도 6에 도시된 여러 단계들로서 제한되지 않는다. 예를 들면, 루틴(280)은 리더 스택 사후 측방 실드 피착의 상부로부터 원하지 않는 물질을 제거하기 위해 녹-오프 밀링 및 CMP 공정들을 사용할 수 있다. 또한, 루틴(280)은 자유층 백 에지 표면보다 ABS로부터 더 먼 제 2 백 에지 표면을 정의하기 위해 기준 구조의 부분들을 더욱 제거할 수도 있다.
자유층 및 측방 실드에 대한 서로 다른 스트라이프 높이들을 갖게 함으로써 제공되는 자기 성능을 증가시키는 능력은 리더 측벽 및 측방 실드 전에 자유층 백 에지 표면을 정의함으로써 가능해진다. 리더의 공기 베어링 부분에 앞서 백 에지를 형성하는 백 에지 공정 흐름은 측방 실드 후미를 완전히 제거하면서 기준 구조를 따라 측방 실드 물질이 완전하게 덮여질 수 있게 한다. 백 에지 피처의 조율된 물질 및 두께는 증가된 가공 시간에 상승하는 더 큰 백 에지 거리 및 더 정밀하게 정의된 백 에지 표면 및 ELG 피처를 제공할 수 있다. 이러한 조율된 백 에지 피처 물질은 리더 측벽 및 측방 실드 형성에 앞서 웨이퍼 평탄성을 보증하기 위해 연마 정지층으로서 더욱 작용할 수 있다. 이에 따라, 데이터 리더는 자유층의 백 에지 표면을 정의하기 위한 가공 마진을 증가시킴으로써 최적화될 수 있다.
Claims (20)
- 장치로서,
에어 베어링 표면(ABS)으로부터 제 1 스트라이프(stripe) 높이를 가진 제 1 부분 및 상기 ABS으로부터 상이한 제 2 스트라이프 높이를 가진 제 2 부분을 갖는 자기적 응답성 적층을 포함하고, 상기 제 1 부분은 백 에지 피처(back edge feature)에 의해 상기 ABS에 대하여 미리 결정된 각도로 형상화된 백 에지 표면을 갖고, 상기 백 에지 피처는 복수의 하드 마스크 층들을 포함하는,
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 부분은 강자성 자기적 자유층 및 전극 캡(cap)을 포함하는,
장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 부분은 고정된 자화 기준 구조를 포함하는,
장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 고정된 자화 기준 구조는 합성 반강자성체를 포함하는,
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 백 에지 피처는 각각 상기 제 2 스트라이프 높이로 상기 ABS로부터 연속적으로 연장하는 제 1 및 제 2 하드 마스크 층들을 포함하는,
장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 하드 마스크 층은 상기 제 1 부분에 접촉하고, 그리고 상기 제 2 하드 마스크 층은 상기 제 1 부분으로부터 분리되는,
장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 하드 마스크 층은 탄탈륨을 포함하고, 상기 제 2 하드 마스크 층은 비정질 탄소를 포함하는,
장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 하드 마스크 층들은 에어 베어링 표면에 평행하게 측정되었을 때 서로 다른 두께들을 갖는,
장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 하드 마스크 층들은 에어 베어링 표면에 평행하게 측정되었을 때 공통의 두께를 갖는,
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 백 에지 피처와 나란히 전자 래핑 가이드(electronic lapping guide)가 위치되고, 측방 실드는 상기 제 2 스트라이프 높이까지 연속하여 연장하는,
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 각도는 에어 베어링 표면에 평행한,
장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 각도는 에어 베어링 표면에 대하여 45°인,
장치. - 방법으로서,
에어 베어링 표면(ABS)으로부터 제 1 스트라이프 높이를 가진 제 1 부분 및 상기 ABS으로부터 상이한 제 2 스트라이프 높이를 가진 제 2 부분을 갖는 자기적 응답성 적층을 제공하는 단계;
백 에지 피처를 형성하기 위해 각각 상기 제 2 스트라이프 높이로 상기 ABS로부터 연속적으로 연장하는 복수의 하드 마스크 층들을 증착하는 단계; 및
상기 백 에지 피처에 의해 상기 ABS에 대하여 미리 결정된 각도로 상기 제 1 부분의 백 에지 표면을 형상화하는 단계를 포함하는,
방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 백 에지 피처는 각각 상기 제 1 부분 단독의 물질 제거보다 큰 미리 결정된 물질 제거 시간 및 백 에지 표면 거리에 상응하는,
방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 스트라이프 높이는 측방 실드가 증착되기 전에 형성되고 상기 제 2 스트라이프 높이는 상기 측방 실드가 증착된 후에 형성되는,
방법. - 제 13 항에 있어서,
복수의 부차적인 하드 마스크 층들이, 상기 백 에지 피처가 제거되고 상기 제 1 부분이 연마된 후에 상기 제 1 부분 위에 증착되는,
방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 형상화하는 단계는 측방 실드가 증착되기 전에 행해지는,
방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 형상화하는 단계는 상기 자기적 응답성 적층이 사다리꼴 형상으로 구성되기 전에 행해지는,
방법. - 방법으로서,
에어 베어링 표면(ABS)으로부터 제 1 스트라이프 높이를 가진 제 1 부분 및 상기 ABS으로부터 상이한 제 2 스트라이프 높이를 가진 제 2 부분을 갖는 자기적 응답성 적층을 제공하는 단계;
백 에지 피처를 형성하기 위해 각각 상기 제 2 스트라이프 높이로 상기 ABS로부터 연속적으로 연장하는 복수의 하드 마스크 층들을 증착하는 단계;
상기 백 에지 피처에 의해 상기 ABS에 대하여 미리 결정된 각도로 상기 제 1 부분의 제 1 백 에지 표면을 형상화하는 단계; 및
상기 제 2 부분의 제 2 백 에지 표면을 형성하는 단계를 포함하는,
방법. - 제 19 항에 있어서,
상기 제 1 백 에지 표면은 상기 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 배치된 비-자기 스페이서층까지 연장하고, 상기 제 2 백 에지 표면은 상기 비-자기 스페이서층을 통해 상기 제 2 부분으로부터 연장하는,
방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181130 Year of fee payment: 4 |