KR19990036438A - Method and apparatus for precise dimension determination of pole tip of magnetic conversion head structure - Google Patents
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Abstract
자기 변환기를 제작하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 갈륨 이온 빔은 자기 변환기의 폴 팁 폭을 정밀하게 한정한다. 정밀한 폴 팁 폭은 회전 디스크와 같은 자기 저장 매체 상에 대응하는 정밀한 트랙 폭을 기록할 수 있다. 이온 밀링 공정에 연속하여, 본 발명은 이온 밀링 공정의 결과로서 저하될 수 있는 폴 팁 구역의 자기 도전 특성을 랩핑 공정에 의해서 회복시킨다.A method and apparatus for manufacturing a magnetic transducer is disclosed. The gallium ion beam precisely defines the pole tip width of the magnetic transducer. The fine pole tip width can record the corresponding precise track width on a magnetic storage medium such as a rotating disk. Subsequent to the ion milling process, the present invention restores the magnetic conduction properties of the pawl tip region by the lapping process which may be degraded as a result of the ion milling process.
Description
기술의 배경을 설명하기 위해, 대표적인 하드 디스크 드라이브의 구조에 관련한 원리를 설명한다. 도1을 참조하면, 디스크 드라이브는 일반적으로 밀폐된 공동을 구비하고 있다. 공동은 대기중에서 밀봉되고 예를 들어, 인-허브(in-hub) 모터에 의해 회전되는 중앙 배치된 디스크 스핀들을 구비하고 있다. 보통은, 적어도 하나의 자기 저장 디스크가 스핀들 상에 장착된다. 헤드 스택 조립체는 디스크의 편평 자기 저장 표면에 대한 방사상 저장 위치에 적어도 하나의 비행 판독/기록 슬라이더를 실질적으로 배치시킨다. 슬라이더는 전자기식 변환 관계가 슬라이더의 변환기와 디스크 사이에서 설정되고 유지되도록 회전 디스크에 의해 생성된 공기의 쿠션 상의 디스크 표면 위에 비행한다. 상술한 구조는 슬라이더가 일련의 자기 플럭스 변환으로서 디스크 표면에 저장 및 재생 가능하게 한다. 변환이 디스크에 기록되고 후속으로 재생된 후에, 채널 전자들은 계면을 거쳐 드라이브의 하우징의 외부의 컴퓨팅 환경으로 데이터를 처리한다.To illustrate the background of the technology, principles relating to the structure of a representative hard disk drive are described. Referring to Figure 1, a disk drive generally has a sealed cavity. The cavity has a centrally arranged disk spindle which is sealed in the atmosphere and rotated by, for example, an in-hub motor. Usually, at least one magnetic storage disk is mounted on the spindle. The head stack assembly substantially positions the at least one flight read / write slider in a radial storage position relative to the flat magnetic storage surface of the disk. The slider flies over the disk surface on the cushion of air created by the rotating disk so that the electromagnetic translation relationship is established and maintained between the slider and the disk. The structure described above allows the slider to be stored and reproduced on the disk surface as a series of magnetic flux conversions. After the translation is written to disk and subsequently played back, the channel electrons pass through the interface and process the data into a computing environment outside of the drive's housing.
슬라이더의 변환기의 치수는 자기 디스크 상에 기록될 수 있는 데이터 트랙의 수를 한정하는 데 실질적인 요소가 될 수 있다. 특히, 자기 변환기의 폴 팁 구역의 유효 전기적 폭은 물리적 폭 뿐만 아니라 비행 헤드 기술의 경우에서 회전 디스크상의 비행 높이와 같은 다른 요소와도 직접적인 관련이 있다. 다시 말해서, 변환기의 전기적 폭은 저장 매체에 기록된 각각의 트랙의 폭과 관련이 있다. 변환 부재의 폴 팁 구역의 폭이 상대적으로 좁게 형성되면, 동일 기록 영역 내에 더 많은 수의 트랙이 기록될 수 있다. 따라서, 자기 변환기의 폴 팁 구역의 폭은 자기 저장 매체의 트랙 밀도에 역으로 관련된다.The dimensions of the slider's transducer can be a practical factor in limiting the number of data tracks that can be recorded on the magnetic disk. In particular, the effective electrical width of the pole tip region of the magnetic transducer is directly related to not only the physical width but also other factors such as the flight height on the rotating disk in the case of flight head technology. In other words, the electrical width of the transducer is related to the width of each track recorded on the storage medium. If the width of the pawl tip region of the converting member is made relatively narrow, a larger number of tracks can be recorded in the same recording area. Thus, the width of the pole tip region of the magnetic transducer is inversely related to the track density of the magnetic storage medium.
박막 증착 기술에 의해 자기 변환기가 도포된 슬라이더의 제작은 전형적으로 니켈 철 합금(NiFe)과 같은 강자성 플럭스-도전성 재료 및 비자성 전기적 절연 재료의 일련의 층들을 "슬라이더 웨이퍼"라고 칭해지는 경질 세라믹 재료로 제작된 편평 기판의 상부 편평면에 교대로 도포시키는 단계들로 이루어진다. 다음, 포토레지스트 및 패터닝 마스크가 제1 층 위에 접촉하는 방식으로 위치 설정되어, 상기 제1 층의 일부는 사진 석판술 패터닝 공정 동안 빛에너지에 노출될 수 있다. 이 때 제1 층의 노출된 부분은 화학 엣칭 공정에 의해 제거된다. 강자성 재료의 엣칭되지 않은 제1 층은 자기 변환기의 제1 폴을 한정한다.Fabrication of sliders coated with magnetic transducers by thin film deposition techniques typically involves a series of layers of ferromagnetic flux-conductive materials, such as nickel iron alloys (NiFe) and nonmagnetic electrical insulating materials, called "slider wafers". Alternately applying to the upper flat surface of the flat substrate produced by the. The photoresist and patterning mask are then positioned in contact with the first layer so that a portion of the first layer can be exposed to light energy during the photolithographic patterning process. The exposed portion of the first layer is then removed by a chemical etch process. The unetched first layer of ferromagnetic material defines the first pole of the magnetic transducer.
다음, 증착/패터닝/엣칭 단계들을 반복함으로써, 하나 이상의 코일이 비자성 절연층이 제1 폴과 코일을 분리시키는 상태에서 제1 층 위에 직접 형성된다. 최종적으로, 제2 폴은 형성된 마지막 코일 위에 한정되어, 자기 변환기 구조체를 완성한다. 제2 폴의 폭은 공정 허용 편차를 고려하여 제1 폴보다 약간 작게 제작된다.Next, by repeating the deposition / patterning / etching steps, one or more coils are formed directly on the first layer with the nonmagnetic insulating layer separating the first pole and the coil. Finally, the second pole is defined over the last coil formed, completing the magnetic transducer structure. The width of the second pole is made slightly smaller than the first pole in consideration of the process tolerance.
제작됨에 따라, 슬라이더 웨이퍼는 일반적으로 그 위에 균일하게 이격된 자기 변환기의 매트릭스로 구성된다. 변환기 매트릭스 제작 후에, 슬라이더 웨이퍼는 일 면 상에 분리되지 않은 개별적 변환기의 열을 각각 포함하도록 직사각형 바로 얇게 잘라진다. 직사각형 슬라이더 바의 다른 면은 랩핑(lapping), 소윙(sawing), 이온 엣칭, 및/또는 박리(레이저 엣칭) 공정에 의해 각각의 슬라이더 위치에서 형체화된 공기 베어링면(ABS)으로 형상화되고, 특정 형태는 "비행 특성"을 한정하지만 본 발명의 이해에 특히 관련하지는 않는다. 형성됨에 따라, 각각의 슬라이더 본체는 예정된 고도(1 내지 수 미크론 인치) 및 배향에서 회전 자기 데이터 저장 디스크 위에 자기 변환기를 비행시키도록 공기 역학적으로 치수 결정된다.As fabricated, the slider wafer generally consists of a matrix of magnetic transducers uniformly spaced thereon. After fabrication of the transducer matrix, the slider wafer is cut into thin rectangular bars to each contain rows of individual transducers that are not separated on one side. The other side of the rectangular slider bar is shaped into an air bearing surface (ABS) shaped at each slider position by a lapping, sawing, ion etching, and / or peeling (laser etching) process, and specified The form defines "flying characteristics" but is not particularly relevant to the understanding of the present invention. As formed, each slider body is aerodynamically dimensioned to fly the magnetic transducer over the rotating magnetic data storage disk at a predetermined altitude (1 to several microns inch) and orientation.
자기 변환기의 제1 및 제2 폴(집합적으로 폴이라 함)은 다수의 코일을 그들 사이에 구비하고 이들 폴 사이에 좁은 자기 갭을 구비한 상태로 서로의 상부 상에 실질적으로 정렬되고 중첩된다. 코일들은 변환기의 요크 구역 내에 배치되고, 요크 구역은 폴 팁 구역에 마주하여 형성된다. 기록 작업 동안, 기록 전류는 코일에 인가되고, 기록 전류에 의해 생성된 자기 플럭스 필드는 폴로 지향되고 순간적으로 예정된 자기장 배향에서 이들을 분극시켜, 강한 자기 플럭스 필드가 절연된 폴들 사이에서 생성된다. 이 필드는 근접하여 통과하는 자기 매체의 자구(magnetic domain)의 극성 배열을 변경시킨다.The first and second poles (collectively called poles) of the magnetic transducers are substantially aligned and superimposed on top of each other with a large number of coils between them and a narrow magnetic gap between them. . The coils are disposed in the yoke zone of the transducer, and the yoke zone is formed opposite the pole tip zone. During a write operation, a write current is applied to the coils, and the magnetic flux fields generated by the write currents are oriented to the poles and polarize them in a momentarily predetermined magnetic field orientation, so that a strong magnetic flux field is created between the insulated poles. This field changes the polarity arrangement of the magnetic domains of the magnetic medium passing in close proximity.
판독 작업 동안, 자기 변환기는 자기 저장 매체 상에 이미 기록된 자기 플럭스 분극의 변경을 감지한다. 변환기가 자기 매체 상에 기록된 자기 분극의 변경을 감지하게 되면 변환기의 코일에 미세 전류 흐름이 유도된다. 이 미세 전류는 판독 채널 전자에 의해 디지털 정보로 증폭되고 처리되며 리드백(readback) 작업을 요구하는 컴퓨팅 환경으로 궁극적으로 전송된다.During the read operation, the magnetic transducer detects a change in the magnetic flux polarization already recorded on the magnetic storage medium. When the transducer detects a change in magnetic polarization recorded on the magnetic medium, a microcurrent flow is induced in the coil of the transducer. This microcurrent is amplified and processed by the read channel electrons into digital information and ultimately sent to a computing environment that requires readback operations.
기존의 전류 변환기 제작 방법의 근본적인 한계는 자기 변환기의 폴 팁 구역의 크기가 제한된다는 점이다. 특히, 폴 치수(특히 폴 팁 폭)를 한정하기 위한 현재 이용가능한 사진 석판식 기술은 유도된 자기 변환기에 대해 약 4 미크론의 폴 팁 폭으로 물리적으로 제한되고, 유도 기록/자기 저항 판독 변환기에 대해 약 2 미크론의 폴 팁 폭으로 제한된다. 또한, 폴 팁 폭을 한정하도록 사진 석판식 기술을 사용하는 공정 허용 편차는 약 0.2 미크론 정도이다. 예의 목적으로, 4 미크론 폴 팁 폭을 갖는 변환기를 구비한 웨이퍼는 3.8 미크론 내지 4.2 미크론 범위의 폴 팁 폭을 실질적으로 구비할 수 있다. 그러나, 약 0.2 미크론의 공정 편차는 폴 팁의 폭에 비례하여 감소하지 않는다. 그러므로, 공정 허용 편차는 폴 팁 치수가 예를 들어 2 미크론 범위 이하로 감소됨에 따라 증가적으로 판정된다. 결론적으로, 폴 팁 공정 편차를 제어할 수 없게 되어 유사하게 변하는 트랙 폭을 갖는 트랙을 기록하는 폴 팁 폭 편차를 갖는 변환 헤드를 발생시키고, 이에 의해 자기 저장 장치의 전체 트랙 밀도 및 저장 능력을 제한시킨다.A fundamental limitation of conventional current converter fabrication methods is that the pole tip area of the magnetic transducer is limited in size. In particular, currently available photolithographic techniques for defining pole dimensions (particularly pole tip widths) are physically limited to pole tip widths of about 4 microns for induced magnetic transducers, and for inductive write / magnetic resistance read transducers. Limited to pole tip widths of about 2 microns. In addition, the process tolerance using photolithographic techniques to define the pole tip width is around 0.2 micron. For purposes of example, a wafer with a transducer having a 4 micron pole tip width may have a pole tip width substantially in the range of 3.8 microns to 4.2 microns. However, the process deviation of about 0.2 microns does not decrease in proportion to the width of the pole tip. Therefore, process tolerances are determined incrementally as the pole tip dimension is reduced to, for example, below the 2 micron range. In conclusion, the pole tip process deviation becomes uncontrollable, resulting in a conversion head with pole tip width deviation that records tracks with similarly varying track widths, thereby limiting the overall track density and storage capacity of the magnetic storage device. Let's do it.
종래 이온 밀링 공정은 도6(a) 및 도6(b)에 도시된 바와 같은 고강도 빔(150)을 사용한다. 고에너지 이온 빔(150)은 약 0.02 미크론 정도의 바람직한 직경을 갖는 고에너지 초점(고강도 스폿)(160)으로 구성된다. 고에너지 스폿(160)은 작업편의 미리 정해진 대상 영역으로부터 재료를 제거하도록 사용되는 빔(150)의 기본 부분이다. 그러나, 빔(150)은 또한 고강도 스폿(160)을 실질적으로 둘러싸는 저강도 할로 또는 반영(penumbra) 구역(170)으로도 구성된다. 이 할로 구역(170)은 밀링처리되지 않은 잔류 구조체에 밀링 이온의 불필요한 주입을 발생시킨다. 헤드 구조체의 폴 팁 구역으로의 갈륨 이온과 같은 밀링 이온 주입은 저하된 자기 변환 특성을 갖는 폴 팁을 생성한다. 따라서, 지금까지 해결되지 않은 필요는 주입된 이온 잔류와 관련된 단점 및 저하된 자기 특성없이 폴 팁의 이온 밀링을 표준화된 치수로 사용하기 위한 방법에 남아있다.The conventional ion milling process uses a high intensity beam 150 as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). The high energy ion beam 150 consists of a high energy focus (high intensity spot) 160 having a desirable diameter on the order of about 0.02 microns. High energy spot 160 is a basic portion of beam 150 that is used to remove material from a predetermined target area of the workpiece. However, beam 150 also consists of a low intensity halo or penumbra region 170 substantially surrounding high intensity spot 160. This halo zone 170 causes unnecessary implantation of milling ions into the unmilled residual structure. Milling ion implantation, such as gallium ions, into the pole tip region of the head structure produces a pole tip with degraded magnetic conversion properties. Thus, a need not solved so far remains in the method for using ion milling of the pole tip with standardized dimensions without the disadvantages associated with implanted ion residues and reduced magnetic properties.
본 발명은, 출원일에 본 출원의 양수인에게 양도된 모든 하기 특허, 즉 슈코프스키(Shukovsky) 등에게 허여된 발명의 명칭이 "고밀도 박막 기록 헤드용 자기 폴 형상"인 미국 특허 제5,157,570호, 슈코프스키 등에게 허여된 발명의 명칭이 "자기 기록 매체에 사용하기 위한 자기 박막 기록 헤드를 제작하기 위한 방법"인 미국 특허 제5,314,596호, 킨들러(Kindler) 등에게 허여된 발명의 명칭이 "디스크 슬라이더용 랩핑 고정부"인 미국 특허 제5,468,177호에 관련된 것이다.The present invention discloses all of the following patents assigned to the assignee of the present application at the filing date, namely, US Pat. No. 5,157,570, entitled "Magnetic pole shape for high density thin film recording heads," Shukuovsky et al. The name of the invention given to US Pat. US Pat. No. 5,468,177, a lapping fixture for sliders.
본 발명은 일반적으로 자기 헤드 제작에 관한 것이고, 특히 이온 밀링 기술을 사용하는 자기 변환기 구조체의 폴 팁 구역을 정밀 치수 결정한 후 소정 자기 특성을 회복시키기 위하여 주입된 이온을 제거하는 랩핑하는 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to magnetic head fabrication, and more particularly, to a method of lapping to remove implanted ions to precisely dimension the pole tip area of a magnetic transducer structure using ion milling techniques to restore desired magnetic properties. .
도1은 회전 자기 저장 디스크 상에서 비행하는, 본 발명의 원리에 따라 가공된 폴 팁 구역을 갖는 자기 변환기를 합체시킨 슬라이더의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a slider incorporating a magnetic transducer having a pole tip zone processed according to the principles of the present invention, flying on a rotating magnetic storage disk.
도2(a)는 후방면 상에 형성된 두개의 자기 변환기를 나타내고, 공기 베어링면의 미부 모서리까지 연장하는 폴 팁 구역을 갖는 도1의 슬라이더의 확대 등적 도면이다.Fig. 2 (a) is an enlarged isometric view of the slider of Fig. 1 showing two magnetic transducers formed on the rear face and having a pole tip zone extending to the tail edge of the air bearing face.
도2(b)는 도2(a)의 슬라이더 구조의 공기 베어링면과 폴 팁 구역의 확대 저면도이다.Figure 2 (b) is an enlarged bottom view of the air bearing surface and pole tip zone of the slider structure of Figure 2 (a).
도3(a)는 도2(a)의 자기 변환기 중 하나의 확대 단면 개략도이다.Fig. 3 (a) is an enlarged cross-sectional schematic of one of the magnetic transducers of Fig. 2 (a).
도3(b)는 도3(a)의 변환기의 평면도이다.Fig. 3 (b) is a plan view of the converter of Fig. 3 (a).
도4는 도1의 회전 디스크와 같이 상대 이동 자기 저장 매체와 변환 관계에 있는 도3(a)의 변환기를 도시한 개략도이다.FIG. 4 is a schematic diagram showing the converter of FIG. 3 (a) in a transformation relationship with a relative moving magnetic storage medium such as the rotating disk of FIG.
도5(a)는 도3(a)의 변환기의 폴 팁 구역의 확대 공기 베어링 도면이다.Fig. 5 (a) is an enlarged air bearing view of the pole tip zone of the transducer of Fig. 3 (a).
도5(b)는 본 발명의 원리에 따라 집속된 이온 빔에 의한 재료 제거 구역을 나타내는 점선에 의해 둘러싸인 미리 정해진 미소 가공 대상을 갖는 폴 팁 구역의 도3(a)의 도면이다.FIG. 5 (b) is a view of FIG. 3 (a) of a pole tip zone having a predetermined micromachining object surrounded by a dotted line showing the material removal zone by the focused ion beam according to the principles of the present invention.
도5(c)는 컴퓨터 제어되고 집속된 이온 빔에 의한 재료 제거를 따르는 도3(a)의 폴 팁 구역을 도시한 도면이다.FIG. 5C shows the pole tip region of FIG. 3A following material removal by a computer controlled and focused ion beam. FIG.
도6(a)는 상대적 이온 농도의 구역을 예시하는 집속된 갈륨 이온 빔의 확대 단면도이다.Figure 6 (a) is an enlarged cross-sectional view of a focused gallium ion beam illustrating the zone of relative ion concentration.
도6(b)는 도6(a)를 도시하는 빔의 에너지 스펙트럼의 대응 그래프이다.Fig. 6 (b) is a corresponding graph of the energy spectrum of the beam shown in Fig. 6 (a).
도7(a)는 약간 동일 전체 이온 농도 및 강도를 동일하게 유지하는 상태로 약간 집속 해제된 후의 도6(a)의 이온 빔의 단면도이다.Fig. 7 (a) is a cross sectional view of the ion beam of Fig. 6 (a) after being defocused slightly with the same total ion concentration and intensity maintained slightly the same.
도7(b)는 도7(a)에 도시된 약간 집속 해제된 이온 빔의 에너지 스펙트럼의 대응 그래프이다.Fig. 7 (b) is a corresponding graph of the energy spectrum of the slightly defocused ion beam shown in Fig. 7 (a).
도8은 약간 확대된 슬라이더 바 및 고정부 상에 장착된 것을 도시한 자기 변환기의 폴 팁 구역을 가공하기 위한 갈륨 이온 빔을 발생시키고 본 발명의 특징을 구비한 이온 빔 발생 장치의 수직 단면도이다.Fig. 8 is a vertical cross-sectional view of an ion beam generator that generates gallium ion beams for processing the pole tip region of a magnetic transducer showing mounting on a slightly enlarged slider bar and fixture.
본 발명의 원리에 따르면, 방법은 종래 기술의 제한 및 단점을 극복하는 방식으로 자기 변환 부재의 폴 팁 치수의 더 정확한 한정을 가능하게 한다.According to the principles of the present invention, the method allows for a more accurate definition of the pole tip dimensions of the magneto-converting member in a way that overcomes the limitations and disadvantages of the prior art.
이 방법의 장점은 종래 사진 석판 패터닝 기술을 가능하게 사용하는 것보다 제어가능한 허용 내에서 더 작은 폴 칩 폭을 한정하는 능력이다.An advantage of this method is the ability to define smaller pole chip widths within a controllable tolerance than possibly using conventional photolithographic patterning techniques.
본 발명의 다른 장점은 자기 변환기의 폴 팁 폭의 제어된 감소를 가능하게 실행하여 회전 디스크 또는 가동 테이프와 같은 자기 저장 매체 상에 증가된 트랙 밀도에서 트랙을 기록하는 것이다.Another advantage of the present invention is to enable a controlled reduction in the pole tip width of the magnetic transducer to record tracks at increased track density on magnetic storage media such as rotating disks or movable tapes.
본 발명의 원리에 따르면, 자기 변환기가 형성된 후, 컴퓨터 제어 하에서 제어된 갈륨 이온 빔은 미세 가공 및 변환기의 폴 팁 구역 한정에 사용된다. 갈륨 이온 가공의 하나의 영향은 폴 팁으로 이온의 주입이다. 니켈 철 합금(NiFe)과 같은 전형적 폴 재료에 주입된 갈륨 이온은 불필요한 감소된 자기 특성을 갖는 재료를 형성하기 때문에, 각각의 변환기의 ABS에서 폴 팁 구역은 단일 슬라이더 ABS 랩핑 공정을 계속 겪게 된다. 랩핑 공정은 상대적으로 높은 농도의 주입된 갈륨 이온을 구비하는 폴 팁 구역의 표면층을 제거한다. 단일 슬라이더 랩핑 공정 후에, 정확히 가공된 폴 팁 니켈 철 구역은 회복된 소정 자기 특성을 명백하게 한다. 본 발명의 일 특징에서, 갈륨 이온 빔은 각각의 변환기의 폴 팁 구역으로 갈륨 이온 주입의 깊이를 감소시키도록 제어가능하게 집속 해제되고, 이에 의해서 재료 제거의 깊이를 제한한다.According to the principles of the present invention, after the magnetic transducer has been formed, the gallium ion beam controlled under computer control is used for fine machining and defining the pole tip region of the transducer. One effect of gallium ion processing is the implantation of ions into the pole tip. Since gallium ions implanted into a typical pole material such as nickel iron alloy (NiFe) form a material with unnecessary reduced magnetic properties, the pole tip zone in the ABS of each transducer continues to undergo a single slider ABS wrapping process. The lapping process removes the surface layer of the pole tip region with relatively high concentrations of implanted gallium ions. After a single slider lapping process, the correctly processed pole tip nickel iron zones clarify the desired recovered magnetic properties. In one aspect of the invention, the gallium ion beam is controllably defocused to reduce the depth of gallium ion implantation into the pole tip region of each transducer, thereby limiting the depth of material removal.
본 발명의 한가지 태양에 따르면, 자기 변환 헤드의 폴 팁의 정밀 치수 결정 방법은,According to one aspect of the invention, a method for precisely determining the pole tip of a magneto-converting head is
웨이퍼 기판 상에 자기 변환 헤드의 배열을 형성하는 단계와,Forming an array of magnetic conversion heads on the wafer substrate,
상기 기판을 각각의 열이 정렬되고 폴 팁상에 포개진 폴 팁 구역을 구비한 적어도 하나의 자기 변환 헤드를 구비하는 다수의 슬라이더의 열로 분리하는 단계와,Separating the substrate into rows of a plurality of sliders having at least one magnetic conversion head each row having a pole tip zone aligned and nested on the pole tip;
상기 폴 팁 구역 위에 이온의 에너지 빔을 신속하게 주사하고 폴 팁 구역으로부터의 제2 입자 방출을 화상 정보로서 검출함으로써 폴 팁 구역을 가시화하는 단계와,Visualizing the pole tip zone by rapidly scanning an energy beam of ions over the pole tip zone and detecting second particle emission from the pole tip zone as image information;
폴 팁의 배향 및 치수를 표시하고, 정밀 치수 결정을 달성하도록 폴 팁 재료 제거 구역을 결정하기 위하여 화상 정보에 따른 패턴 인식을 수행하는 단계와,Performing pattern recognition according to the image information to indicate the orientation and dimensions of the pole tip and to determine the pole tip material removal zone to achieve precise dimensioning;
이온 밀링에 의해 상기 재료를 제거하도록 폴 팁 재료 제거 구역을 향해 에너지 이온 빔을 방향 수정함으로써 폴 팁을 정밀 치수 결정하도록 이온 밀링하는 단계와,Ion milling to precisely dimension the pole tip by directing the energy ion beam towards the pole tip material removal zone to remove the material by ion milling;
상기 슬라이더 열을 적어도 하나의 자기 변환 헤드를 구비하는 슬라이더를 포함하는 개별적인 슬라이더로 분리하는 단계와,Dividing the slider row into individual sliders comprising a slider having at least one magnetic conversion head;
밀링 이온으로 주입된 폴 팁의 박층을 제거하도록 상기 슬라이더 상에 단일 슬라이더 랩핑 작업을 수행하는 단계로 이루어지며,Performing a single slider lapping operation on the slider to remove a thin layer of pole tip implanted with milling ions,
가시화 및 밀링 단계는 밀링 이온이 폴 팁의 박층으로 불필요하게 주입되게 하는 방법을 제공하는 것이다.The visualization and milling step is to provide a way to unnecessarily inject milling ions into the thin layer of the pole tip.
따라서, 본 발명의 하나의 일반적 목적은 폴 팁의 자기 변환 특성을 과도하게 저하시킴이 없이 이온 밀링을 사용하여 자기 변환기 헤드의 폴 팁을 더욱 정밀하게 치수 결정하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, one general object of the present invention is to provide a method for more precisely dimensioning the pole tip of a magnetic transducer head using ion milling without excessively degrading the magnetic conversion properties of the pole tip.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 장점, 특징 및 특색은 첨부 도면과 합체하여 제공된 바람직한 실시예의 하기 상세한 설명의 고려시 완전하게 이해되고 인식될 것이다.These and other objects, advantages, features and features of the present invention will be fully understood and appreciated upon consideration of the following detailed description of the preferred embodiments provided in conjunction with the accompanying drawings.
도1 내지 도7을 참조하면, 여기에 개시된 본 발명의 바람직한 실시예는 예를 들어 디스크 구동 저장 시스템에 사용하기 위한 자기 변환기(10)를 처리하는 방법이다. 본 발명의 특징은 자기 변환 부재(10)의 폴 팁 구역(30)을 정밀 치수 결정하기 위하여 고강도 집속된 갈륨 이온 빔을 사용함으로써 실현된다. 본 발명에 따르는 자기 변환 부재를 제작하기 위한 방법은 우선, 슈코프스키 등에게 허여되고 본 출원인과 공동 소유의 발명의 명칭이 "자기 기록 매체에 사용하기 위한 자기 박막 기록 헤드를 제작하기 위한 방법"인 미국 특허 제5,314,596호에 예시된 바와 같은 일련의 종래 웨이퍼 및 슬라이더 바 처리 단계들을 포함하고, 상기 문헌은 본 명세서에 참고로 기술한다. 이들 종래 단계들은 기판의 상단 평표면 상에 강자성 재료로 이루어지고 실질적으로 정렬되어 있으며 각각의 연속 층은 그들 사이에 배치된 비자성 절연 재료를 구비하는 일련의 층들을 형성하는 단계와, 기판의 주 표면 위에 강자성 재료의 제1 층을 증착시키는 단계와, 제1 폴을 형성하도록 사진 석판 공정을 통해 제1 층을 치수 결정시키는 단계를 실질적으로 포함한다. 사진 석판 공정은 포토레지스트 재료(photoresist material)의 층을 피복시키는 단계와, 포토레지스트 층 위에 마스크를 위치 설정시키는 단계와, 층의 비마스크화된 부분을 자외선에 노출시키는 단계와, 화학 엣칭으로 포토레지스트 및 그 하방에 배치된 강자성 재료의 불필요한 부분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 엣칭 공정 단계 후에 잔류하는 제1 층의 패턴화된 부분은 자기 변환기의 배열의 제1 폴을 한정한다.1-7, a preferred embodiment of the present invention disclosed herein is a method of processing a magnetic transducer 10 for use in, for example, a disk drive storage system. A feature of the present invention is realized by using a high intensity focused gallium ion beam to precisely dimension the pole tip region 30 of the magnetic conversion member 10. The method for manufacturing the magnetic conversion member according to the present invention is first given to Schowski, et al., And the name of the invention jointly owned by the applicant is "Method for manufacturing a magnetic thin film recording head for use in a magnetic recording medium". Which includes a series of conventional wafer and slider bar processing steps as illustrated in US Pat. No. 5,314,596, which is incorporated herein by reference. These conventional steps consist of forming a series of layers of ferromagnetic material and substantially aligned on the top planar surface of the substrate, each successive layer having a nonmagnetic insulating material disposed therebetween, Depositing a first layer of ferromagnetic material over the surface, and dimensioning the first layer through a photolithographic process to form a first pole. The photolithography process includes coating a layer of photoresist material, positioning a mask over the photoresist layer, exposing an unmasked portion of the layer to ultraviolet light, and chemically etching the photo. Removing unnecessary portions of the resist and the ferromagnetic material disposed thereunder. The patterned portion of the first layer remaining after the etching process step defines the first pole of the arrangement of the magnetic transducers.
상술된 공정 단계들은 각각의 변환기 위치에서 제1 폴 위에 직접 적어도 하나의 자기 코일을 형성하기 위하여 마스크 교환으로 반복된다. 마지막 마스킹 단계는 제2 폴을 한정하여, 각각의 변환기의 제1 및 제2 폴은 실질적으로 정렬되고 그들 사이에 형성되고 접속된 적어도 하나의 코일을 갖는다.The above described process steps are repeated in mask exchange to form at least one magnetic coil directly on the first pole at each transducer position. The final masking step defines a second pole such that the first and second poles of each transducer have at least one coil substantially aligned and formed and connected therebetween.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 두개의 변환기(10)는 실질적으로 각각의 슬라이더(20) 상에 형성되고, 하나는 좌측 레일(21)의 미부 모서리에 위치하고, 하나는 우측 레일(22)의 미부 모서리에 위치된다. 형성된 바와 같이, 슬라이더(20)는 또한 선행 모서리(즉, 공기 유동쪽으로 선행하는 슬라이더 모서리)에 테이퍼 구역을 포함한다. 각각의 슬라이더 상에 하나보다는 오히려 두개의 변환기(10)를 형성함으로써, 몇몇 장점이 따른다. 먼저, 상향(upfacing) 슬라이더는 헤드스택(headstack) 조립체에서 하향 대면 슬라이더와 수직으로 정렬된 변환기를 구비할 수 있다. 둘째, 슬라이더마다 두개의 변환기를 형성함으로써, 특성 제어 차폐 공정은 둘 중 하나의 변환기(10)가 실용적이거나 또는 과도한 변환 특성을 구비하는 것을 동일시할 수 있고, 이에 의해서 각각의 슬라이더를 차폐시키고 제조 공정에서 높은 수율을 달성한다. 매우 작은 헤드 및/또는 폴 팁 구역들 사이의 자기 갭에 자기저항 판독 요소를 구비한 헤드와 같은 몇몇 헤드 설계 및 제작 공정은 그 자체로 각각의 슬라이더 상의 이중 변환기 요소의 형성에 조력하지 않고, 예를 들어 각 슬라이더에 대해 하나씩의 변환기만이 형성된다.As shown in Figures 1 and 2, two transducers 10 are formed substantially on each slider 20, one located at the tail edge of the left rail 21, and one right rail 22 ) Is located at the tail edge. As formed, the slider 20 also includes a taper zone at the leading edge (ie, the slider edge leading towards the air flow). By forming two transducers 10 rather than one on each slider, several advantages follow. First, the upfacing slider may have a transducer aligned vertically with the downward facing slider in the headstack assembly. Second, by forming two transducers per slider, the property controlled shielding process can equate that either transducer 10 has either practical or excessive conversion characteristics, thereby shielding each slider and making the manufacturing process. To achieve high yields. Some head design and fabrication processes, such as a head with a magnetoresistive reading element in the magnetic gap between very small head and / or pole tip regions, do not assist in the formation of a dual transducer element on each slider by itself, eg For example, only one transducer is formed for each slider.
이제 도3(a)를 참조하면, 슬라이더(20) 상에 형성된 바와 같이, 각각의 자기 변환기(10)는 실질적으로 제1 부분(50), 제2 부분(60) 및 제3 부분(70)으로 구성된다. 제1 부분(50)은 변환기(10)의 나머지로부터 외부로 연장하는 긴 목부(40)를 포함하고, 여기에서 목부(40)의 외부로 대면하는 단부는 폴 팁 구역(30)을 한정한다. 목부(40)가 평행 경로를 따라 연장하고 실질적으로 일정한 자기 갭(100)에 의해 서로 분리된 제1 폴(80) 및 중첩하는 제2 폴(90)로 구성되므로, 폴 팁 구역(30)은 제1 폴(80) 및 제2 폴(90)의 외부 폴면(outer pole face)들과, 자기 갭 재료[갭(100)을 형성하는 비자성 층 재료]의 면으로 구성된다.Referring now to FIG. 3 (a), as formed on the slider 20, each magnetic transducer 10 substantially includes a first portion 50, a second portion 60, and a third portion 70. It consists of. The first portion 50 includes an elongated neck 40 extending outwards from the rest of the transducer 10, where the end facing out of the neck 40 defines the pawl tip region 30. As the neck 40 consists of a first pole 80 and an overlapping second pole 90 separated from each other by a substantially constant magnetic gap 100 extending along a parallel path, the pole tip region 30 is The outer pole faces of the first pole 80 and the second pole 90 and the face of the magnetic gap material (the nonmagnetic layer material forming the gap 100).
도4에 의해 예시된 바와 같이, 폴 팁 구역(30)에서 폴 팁은 변환기(10)와 도1 및 도4에 도시된 회전 하드 디스크 (135)와 같은 가동 자기 저장 매체 사이에 주 전자기 회로 계면이다. 제2 부분(60)을 향하는 내부로 폴 팁(30)으로부터 도3(a)에 도시된 바와 같이 변환기(10)의 가상축을 따라 횡단하면, 제2 폴(90)은 제1 폴(80)로부터 분기 발산하지만 구역(70) 내 후방 벽부(71)에서 서로 재수렴한다. 제1 폴(80), 후방 벽(71) 및 제2 폴(90)에 의해 경계된 바와 같은 변환기(10)의 구역(70)은 하나 이상의 평면층으로 내부에 배치된 다수의 코일 권선 도는 권취(110)를 중첩하는 자기 요크 구조체(120)를 한정한다.As illustrated by FIG. 4, the pole tip in the pole tip zone 30 is the main electromagnetic circuit interface between the transducer 10 and a moving magnetic storage medium such as the rotating hard disk 135 shown in FIGS. 1 and 4. to be. When traversed along the imaginary axis of the transducer 10 as shown in FIG. 3 (a) from the pole tip 30 inwards towards the second portion 60, the second pole 90 is connected to the first pole 80. Branch diverges from, but reconverges with one another at the rear wall 71 in zone 70. The zone 70 of the transducer 10, as bounded by the first pole 80, the rear wall 71 and the second pole 90, has a number of coil windings or windings disposed therein in one or more planar layers. The magnetic yoke structure 120 overlapping the 110 is defined.
도3(b)에 양호하게 도시된 바와 같이, 자기 변환기(10)의 폴 팁 구역(30)은 자기 기록 매체, 예를 들어 디스크(135) 상에 기록된 각각의 데이터 트랙(145)의 폭을 결정하는 폭(W)을 실질적으로 한정한다. 그러므로, 본 발명의 하나의 특징에 따르면, 고강도 집속된 갈륨 이온 빔과 같은 이온 밀링 공정은 예를 들어 2 미크론 미만의 폭까지 폴 팁 구역(30)을 계속 치수 결정시키도록 사용된다. 따라서, 본 명세서에 기술된 방법에 의해 형성된 자기 변환기(10)로 자기 디스크(135) 상에 기록된 데이터 트랙(145)은 따라서 더욱 정확하게 제어된 트랙 폭 치수(W)를 갖게 된다.As best shown in Fig. 3 (b), the pole tip area 30 of the magnetic transducer 10 is the width of each data track 145 recorded on a magnetic recording medium, for example a disc 135. It substantially limits the width W that determines. Therefore, according to one feature of the present invention, an ion milling process, such as a high intensity focused gallium ion beam, is used to continue to dimension the pole tip region 30 to a width of, for example, less than 2 microns. Thus, the data track 145 recorded on the magnetic disk 135 with the magnetic transducer 10 formed by the method described herein thus has a more precisely controlled track width dimension W.
본 발명의 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 제어된 이온 밀링 기계(200)는 도8에 도시된다. 밀링 기계(200)는 가시화 및 제어 컴퓨터(205)와, 빔 집속 및 가속 장치(206)와, 화상 검출기와, x, y, z 치수 슬라이더 바 위치 설정기(208)를 포함한다. 가속 장치(206)는 예를 들어 26 나노암페어(26-na)의 빔 전류로 예를 들어, 50 킬로 볼트(50-kV) 갈륨 이온 빔을 방출시키는 갈륨 소스(210)를 포함한다. 갈륨 이온 빔은 중심 광축(220)을 따라 진행하여 컬리메이터(230)의 구멍(240)을 통과한다. 장치(240)의 바람직한 일 치수는 400-미크론이다. 장치(240)를 떠나는 빔은 중앙 광축(220)을 따라 계속한다.A computer controlled ion milling machine 200 for carrying out the method of the present invention is shown in FIG. The milling machine 200 includes a visualization and control computer 205, a beam focusing and accelerating device 206, an image detector and an x, y, z dimensional slider bar locator 208. Accelerator 206 includes a gallium source 210 that emits, for example, a 50 kilovolt (50-kV) gallium ion beam at a beam current of 26 nanoamps (26-na). The gallium ion beam travels along the central optical axis 220 and passes through the hole 240 of the collimator 230. One preferred dimension of device 240 is 400-micron. The beam leaving device 240 continues along the central optical axis 220.
제1 쌍의 전자기 렌즈(250)와, 제2 쌍의 전자기 렌즈(260)는 광축(220)을 따라 빔 컬리메이터(230)와 대상 영역(235) 사이에 위치 설정된다. 컴퓨터 제어된 전압 소스(255)는 대상 영역(235)에서 빔 집중을 제어하기 위하여 제1 및 제2 전자기 렌즈(250, 260)에 제어 전위를 인가시킨다. 본 발명에 따르면, 하나의 바람직한 렌즈 전압은 -120 볼트이다.The first pair of electromagnetic lenses 250 and the second pair of electromagnetic lenses 260 are positioned between the beam collimator 230 and the target region 235 along the optical axis 220. The computer controlled voltage source 255 applies control potentials to the first and second electromagnetic lenses 250, 260 to control beam concentration in the target region 235. According to the invention, one preferred lens voltage is -120 volts.
특히, 본 발명의 원리에 따른 방법은 복수개의 단계로 이루어진다. 도8을 참조하면, 제1 단계는 컴퓨터(205)에 의해 제어된 세축 컴퓨터 제어 위치 설정기(208)에 공칭 설정된 위치에서 슬라이더 바 고정부(27) 상으로 이송된 슬라이더 바(25)를 등록하는 것이다. 슬라이더 바(25)는 슬라이더 웨이퍼로부터 분리되고 슬라이더 바 고정부(27) 상에 장착된다. 일 예에서, 슬라이더 바(25)는 예를 들어, 본 발명의 원리에 따라 트림(trim)할 28 폴 팁 구역(30)을 포함한다. 초기 설정은 도8의 도면에서 이온 빔을 대면하는 분리되지 않은 슬라이더의 공기 베어링면을 갖는다.In particular, the method according to the principles of the invention consists of a plurality of steps. Referring to Fig. 8, the first step registers the slider bar 25 transferred onto the slider bar fixing part 27 at a nominally set position in the triaxial computer controlled positioner 208 controlled by the computer 205. It is. The slider bar 25 is separated from the slider wafer and mounted on the slider bar fixing portion 27. In one example, slider bar 25 includes a 28 pole tip region 30 to trim, for example, in accordance with the principles of the present invention. The initial setting has the air bearing surface of the undivided slider facing the ion beam in the figure of FIG.
제2 단계는 컴퓨터(205)가 가속기(206)를 시동시키고, 자기 변환 부재(10)의 폴 팁 구역(30)이 컴퓨터 제어된 약간 집속 해제된 갈륨 이온 빔(180)[집속 해제된 빔(180)은 도7(a) 및 도7(b)에 도시됨]으로 신속하게 주사되는 것이다. 이 초기 신속 주사 단계는 빔 편향 기술을 사용하고 폴 팁 구역(30)을 가시화시키고 엣지 부식 및 주사할 폴 팁 구조체로 이온의 주입을 최소화시키는 목적을 위해 수행된다. 이상적으로, 도6(a) 및 도6(b)에 도시된 바와 같은 고강도 이온 빔(150)은 간단한 가시화 단계 동안 사용될 것이고, 이것은 양호한 특성 화상을 생성하기 때문에, 도7(a) 및 도7(b)에 도시된 바와 같이 집속 해제된 빔(180)은 후속 밀링 단계 동안 사용될 것이다. 집속 해제된 빔(180)은 집속 해제가 대부분의 재료 제거를 수행하는 스폿 크기를 증가시키기 때문에 밀링용으로 바람직하고 감소된 반영 구역(190)은 폴 팁을 약간 둥글게하고 모서리 영역에 주입 손상을 야기시킨다. 그러나, 빔 소스(206)와 같은 실제 이온 빔 소스는 각각의 폴 팁 구역(30)에서 가시화용 좁은 스폿(150)과 밀링용 넓은 스폿(180) 사이에서 스위칭이 가능하도록 생산 라인 폴 팁 트리밍 공정에서 컴퓨터(205)에 의해 충분하고 신속하게 스위치되고 설정될 수 없다.The second step is that the computer 205 starts the accelerator 206 and the pole tip region 30 of the magneto-converting member 10 is computer controlled slightly defocused gallium ion beam 180 (defocused beam ( 180 is rapidly scanned into FIGS. 7 (a) and 7 (b). This initial rapid scan step is performed for the purpose of using beam deflection techniques and to visualize the pole tip region 30 and to minimize edge corrosion and implantation of ions into the pole tip structure to be scanned. Ideally, the high intensity ion beam 150 as shown in Figs. 6 (a) and 6 (b) would be used during a simple visualization step, since this produces a good characteristic image, Figs. 7 (a) and 7 (7). The defocused beam 180 will be used during the subsequent milling step as shown in (b). Defocused beam 180 is preferred for milling because defocusing increases the spot size at which most material removal is performed and the reduced reflecting zone 190 rounds the pole tip slightly and causes injection damage in the corner area. Let's do it. However, an actual ion beam source, such as beam source 206, is a production line pole tip trimming process that allows switching between the narrow spot 150 for visualization and the wide spot 180 for milling at each pole tip region 30. Cannot be switched and set by the computer 205 sufficiently and quickly.
화상 검출기(207)는 편향 각도(분산 각도)에서 대상 영역(235)으로부터 약 5 밀리미터 정도 떨어져 위치된다. 검출기(207)는 슬라이더(10)의 폴 팁 구역(30)과 같은 대상 영역(235)에서의 대상으로부터 제2 입자 방출로부터 화상을 형성한다. 도5(a)의 예에서, 폴 팁을 둘러싸는 배경은 필수적으로 알루미늄 산화물로 구성되고, 이 인접 배경 재료는 화상 검출기(207)에 "백색"(white)으로서 나타난다. 다른 한편으로, 니켈 철 합금 폴 팁(40)은 화상 검출기(207)에 "흑색"(black)으로 나타나서, 가시화 단계 동안 고려되는 패턴은 다른 것의 상부 상에 하나인 두개의 흑색 상자이고, 이 패턴은, 도5(b)에 도시된 바와 같이, 컴퓨터에 의해 검출되고 폴 팁(40) 주위에 이상적(ideal) 재료 제거 박스(140)를 한정하는 컴퓨터화 단계로 안내된다.The image detector 207 is located about 5 millimeters away from the target area 235 at the deflection angle (dispersion angle). The detector 207 forms an image from the second particle emission from the object in the target area 235, such as the pole tip region 30 of the slider 10. In the example of Fig. 5 (a), the background surrounding the pole tip consists essentially of aluminum oxide, and this adjacent background material appears as "white" in the image detector 207. On the other hand, the nickel iron alloy pole tip 40 appears "black" on the image detector 207 so that the pattern considered during the visualization step is two black boxes, one on top of the other, which pattern 5 is directed to a computerization step that is detected by the computer and defines an ideal material removal box 140 around the pawl tip 40, as shown in FIG. 5 (b).
화상 검출기(207)에 의해 발생된 픽셀(pixel)은 컴퓨터(205)의 메모리로 수집되고 폴 팁 치수 및 배향을 결정하도록 사용된다. 픽셀 화상 데이터는 기계 진동 또는 다른 외적 영향 때문에 판독될 수 없는 경우가 있다. 이 경우에, 컴퓨터는 다른 화상을 취하게 된다.Pixels generated by the image detector 207 are collected into the memory of the computer 205 and used to determine pole tip dimensions and orientations. Pixel image data may not be readable due to mechanical vibration or other external influences. In this case, the computer will take another image.
일단 만족스러운 화상 데이터가 폴 팁 구역(30)에서 얻어지면, 폴 팁 치수 및 배향 정보는 도5(a)에 도시된 두개의 흑색 박스로서 폴 팁 구역(30)의 대상 영역(140)을 결정하는 소프트웨어-피동 단순 패턴 인식 과정에서 처리된다. 재료 제거용 경계 구역(140)은 도5(b)에 예시된다.Once satisfactory image data is obtained in the pole tip area 30, the pole tip dimension and orientation information determines the target area 140 of the pole tip area 30 as the two black boxes shown in Fig. 5 (a). Is processed in the software-driven simple pattern recognition process. The material removal boundary region 140 is illustrated in FIG. 5 (b).
다음 단계는 재료 제거용 이온 밀링이다. 예정된 대상 영역(140) 내에서 재료 제거는 따라서 대상 영역(140) 위의 약간 집속 해제된 갈륨 이온 빔(180)을 천천히 래스터링(rastering)시킴으로서 가장 바람직하게 달성된다. 이온의 바람직한 한번 주사량으로 대상 영역(140)에 충격을 가하기 위해 갈륨 이온 빔(180)에 적합하게 요구되는 지속 시간은 평방 미크론 당 6 나노쿨롱, 즉 6nc/mic.2와 등가이고, 1 평방 미크론의 재료를 제거하기 위해, 하기 식에 따라 계산될 수 있다;The next step is ion milling for material removal. Material removal within the predetermined target region 140 is thus most preferably achieved by slowly rastering the slightly defocused gallium ion beam 180 over the target region 140. The duration required to suit the gallium ion beam 180 to impact the target region 140 with the desired single dose of ions is 6 nanocoulombs per square micron, ie 6 nc / mic. Equivalent to 2 , in order to remove 1 square micron of material, it can be calculated according to the following formula;
t ≒ 6nc/26nc ≒ 평방 미크론 당 0.23 초t ≒ 6nc / 26nc ≒ 0.23 seconds per square micron
도5(b)에 도시된 바와 같이, 각각의 대상 영역(140)은 거의 40 평방 미크론으로 구성된다. 따라서, 이로부터 1 미크론의 깊이로 재료를 제거함은 t = (0.23)*(40) = 9.23 초 동안 표면에 충격을 가하기 위해 갈륨 이온 빔(180)을 요구한다.As shown in FIG. 5 (b), each target area 140 is composed of nearly 40 square microns. Thus, removing material from it to a depth of 1 micron requires a gallium ion beam 180 to impact the surface for t = (0.23) * (40) = 9.23 seconds.
그러므로, 이온 빔 가속기(206)는 폴 팁 구역(30)이 약간의 폴 팁 모서리 부식 및 잔류하는 폴 팁 영역으로 몇몇 갈륨 이온의 주입의 단점때문에 정확히 제어된 방식으로 제어된 폭(W)을 구비하기 위하여 치수 결정될 수 있도록 자기 변환기(10)의 폴 팁 구역(30)을 대상으로 하도록 사용될 수 있다.Therefore, the ion beam accelerator 206 has a controlled width W in a precisely controlled manner because the pole tip region 30 has some pole tip edge corrosion and the disadvantages of injecting some gallium ions into the remaining pole tip region. It may be used to target the pole tip region 30 of the magnetic transducer 10 so that it can be dimensioned in order to.
도7에 도시된 바와 같은 할로(190; halo)는 빔을 집속 해제시킴으로써 감소될 수 있고, 할로(190)는 완전히 제거되지 않는다. 약간의 집속 해제된 빔(180)의 초점(189)을 사용하는 대상 영역(140)으로부터 재료 제거 동안, 빔의 할로(190)의 일부는 변환기(10)의 폴 팁 구역(30)의 표면 영역 위에 중첩한다. 저에너지 할로(190)는 인식가능한 양으로 폴 팁(30)의 표면으로부터 상당한 재료 제거를 야기시키도록 충분한 동력을 포함하지 않는다. 그러나, 니켈 철 합금(NiFe)과 같은 자성 재료를 갖는 가속된 갈륨 이온의 주입은 갈륨-니켈-철과 같은 비자성 재료를 발생시킨다. 주입된 이온의 농도에 의존하여, 주입된 자기 폴 팁 재료는 주입되지 않은 니켈-철 폴 팁 재료보다 낮은 소정의 자기 변환 특성을 갖는다.Halo 190 as shown in FIG. 7 can be reduced by defocusing the beam, and halo 190 is not completely removed. During material removal from the target area 140 using the focal point 189 of the slightly defocused beam 180, part of the halo 190 of the beam is the surface area of the pole tip region 30 of the transducer 10. Nest above. Low energy halo 190 does not include sufficient power to cause significant material removal from the surface of pole tip 30 in a recognizable amount. However, the implantation of accelerated gallium ions with a magnetic material such as nickel iron alloy (NiFe) results in a nonmagnetic material such as gallium-nickel-iron. Depending on the concentration of implanted ions, the implanted magnetic pole tip material has certain magnetic conversion properties lower than the non-implanted nickel-iron pole tip material.
슬라이더 바(25) 상의 각각의 헤드(10)는 첫째 가시화 및 패턴 인식 단계에 의해서 둘째 가공 단계에 의해서 개별적으로 화상되고 가공된다. 하나의 폴 팁 구역(30)이 가공되고, 컴퓨터(205)는 위치 설정기(208)가 바(25)를 따라 다음 공칭 슬라이더 위치로 옮겨지도록 야기시키고, 전술 가시화/가공 단계는 반복된다. 헤드 기능 및 품질 주사는 폴 팁 가공 작업 전에 수행되어, 슬라이더 바(25) 상에 불완전한 헤드가 존재하면, 컴퓨터(205)는 스크랩 재료의 불필요한 가공을 피하도록 이 정보를 미리 기록하고 어떠한 불완전한 헤드 위를 자동적으로 생략한다. 슬라이더 바(25) 상의 모든 양호한 변환기(10)가 이온 밀링 스테이션(200)에서 처리된 후, 슬라이더 바(25)는 이동되고 개별적인 슬라이더(20)로 분리된다.Each head 10 on the slider bar 25 is individually imaged and processed by a second machining step by the first visualization and pattern recognition step. One pole tip region 30 is machined, and the computer 205 causes the positioner 208 to move along the bar 25 to the next nominal slider position, and the tactical visualization / machining step is repeated. Head function and quality scans are performed before the pole tip machining operation, so that if an incomplete head is present on the slider bar 25, the computer 205 pre-records this information to avoid unnecessary machining of the scrap material and over any incomplete head. Omit automatically. After all the good transducers 10 on the slider bar 25 have been processed at the ion milling station 200, the slider bar 25 is moved and separated into individual sliders 20.
표면 상의 가치에서, 변환기(10)의 폴 팁 구역(30)은 폴 팁(30) 재료의 자기 특성의 약간 저하된 희생으로 예를 들어, 2 미크론 미만과 같은 세밀한 치수로 소정의 폴 팁(30) 폭을 달성할 것이다. 그러나, 최종 공정 단계에서, 각각의 이온 가공된 변환기(10)의 폴 팁 구역(30)의 자기적으로 저하된 부분은 킨들러(Kindler) 등에게 허여된 발명의 명칭이 "디스크 슬라이더용 랩핑 고정부"인 본 출원인과 공동 소유의 미국 특허 제5,468,177호에 개시된 원리 및 기술에 따르는 분리된 단일 슬라이더 랩핑 기술을 사용하여 랩처리될 수 있고 상기 문헌은 참조 문헌에 의해 여기에 합체된다. 이러한 개별적인 슬라이더 랩핑 공정 동안, 구역(30)에서 폴 팁 재료의 매우 얇은 외부층 예를 들어, 거의 300 Å의 두께의 외부층이 제거된다. 단일 슬라이더 랩핑 단계를 사용함으로써, 변환기 부재(10)의 폴 팁 구역(30)의 자기적으로 저하된 부분은 랩핑 공정에 의해 순차적으로 복구될 수 있다. 특정 슬라이더(10)의 폴 팁 구역(30)의 다중 화상이 요구된다면, 이온 농도는 그 특정 슬라이더에 대해서는 적합하게 높일 수 있고 더 두꺼운 층은 제거될 것이다. 이 정보는 자동 공정 제어에 적합하게 컴퓨터(205)에 의해 유지되고 단일 슬라이더 랩핑 공정으로 전송된다. 랩핑 단계 후, 최종 결과는 정확하게 한정된 폴 팁(30) 폭과 복구된 자기 특성을 갖는 폴 팁을 구비한 변환 부재(10)이다.In value on the surface, the pole tip region 30 of the transducer 10 is a predetermined pole tip 30 with finer dimensions, for example less than 2 microns, at a slightly degraded sacrifice of the magnetic properties of the pole tip 30 material. A) will achieve width. However, in the final process step, the magnetically degraded portion of the pole tip region 30 of each ionized transducer 10 is referred to as Kindler et al. Government ", which can be wrapped using a separate single slider wrapping technique in accordance with the principles and techniques disclosed in co-owned US Patent No. 5,468,177, which is incorporated herein by reference. During this individual slider wrapping process, a very thin outer layer of pole tip material, such as an outer layer of approximately 300 mm 3 thickness, is removed in zone 30. By using a single slider lapping step, the magnetically degraded portion of the pawl tip region 30 of the transducer element 10 can be restored sequentially by a lapping process. If multiple images of the pole tip region 30 of a particular slider 10 are desired, the ion concentration can be appropriately increased for that particular slider and thicker layers will be removed. This information is maintained by the computer 205 and transferred to a single slider lapping process for automatic process control. After the lapping step, the end result is a converting member 10 with a pole tip with exactly defined pole tip 30 width and recovered magnetic properties.
폴 팁의 정밀 치수 결정은 하드 디스크 슬라이더 및 헤드의 제작의 범주 내에서 예시되었지만, 기술 분야에서 숙련된 당업자는 이 방법이 동일하게 탁월한 결과로 테이프 헤드의 제작에 종사하는 당업자와 같이 다른 폴 치수 결정 공정에 적용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서 본 발명의 실시예를 기재한 바와 같이, 본 발명의 목적은 완전히 달성되고, 기술 분야에 숙련된 당업자에 의해서 본 발명의 제조에서 많은 변경과 폭넓게 상이한 실시예 및 응용이 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어남이 없이 제안될 것이라는 것을 이해할 것이다. 여기에서 개시 및 설명은 순전히 예시적인 것이고 어떠한 의미를 제한하려는 것으로 의도되지 않는다.Although precise dimensioning of the pole tip has been exemplified within the scope of fabrication of hard disk sliders and heads, those skilled in the art will be able to determine other pole dimensions, such as those skilled in the art of making tape heads with equally excellent results. It will be appreciated that it can be applied to the process. Thus, as described in the embodiments of the present invention, the object of the present invention is fully achieved, and various modifications and broadly different embodiments and applications in the manufacture of the present invention by those skilled in the art to the spirit and gist of the present invention. It will be appreciated that it will be proposed without departing from. The disclosure and description herein are purely illustrative and are not intended to limit any meaning.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66883996A | 1996-06-14 | 1996-06-14 | |
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021025822A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | Applied Materials Israel Ltd. | Generating milled structural elements with a flat upper surface |
| WO2021221850A1 (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | Applied Materials Israel Ltd. | Adaptive geometry for optimal focused ion beam etching |
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-
1997
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11440151B2 (en) | 2019-06-07 | 2022-09-13 | Applied Materials Israel Ltd. | Milling a multi-layered object |
| US11226230B2 (en) | 2019-07-30 | 2022-01-18 | Applied Materials Israel Ltd. | Method for noise reduction and a detection circuit |
| WO2021025822A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | Applied Materials Israel Ltd. | Generating milled structural elements with a flat upper surface |
| US10971618B2 (en) | 2019-08-02 | 2021-04-06 | Applied Materials Israel Ltd. | Generating milled structural elements with a flat upper surface |
| US11276557B2 (en) | 2019-09-17 | 2022-03-15 | Applied Materials Israel Ltd. | Forming a vertical surface |
| WO2021221850A1 (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | Applied Materials Israel Ltd. | Adaptive geometry for optimal focused ion beam etching |
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