用于暴露记录头上主极的样品准备方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于样品准备的方法。该方法包括机械地抛光嵌入在样品结构内的记录头的主极上的绝缘层的一部分。垂直与所述主极邻接的气垫面以平坦层的形式从上向下抛光该绝缘层。该方法还包括选择性湿蚀刻所述绝缘层的剩余部分从而暴露所述主极，其中所述绝缘层包围所述主极。进行蚀刻而没有损坏所述主极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的各种实施例涉及垂直记录头系统。更具体地，本专利技术的各种实施例涉及用于暴露垂直记录头的主极的样品准备。
技术介绍
用于操作和故障分析的样品准备在提供制造在衬底上的记录头的物理特性的详细检查方面是重要的工具。随着记录头的结构在尺寸上减小且变得更加复杂，电子显微镜(例如扫描电子显微镜)作为用于高度特定位置的操作和故障分析的重要工具脱颖而出。更特别地，一重要问题是记录头的主极的关键参数的测量。然而，与利用传统技术暴露记录头的主极相关的困难使这些关键尺寸(critical dimension)的测量不精确。在决定记录头的总体性能方面主极的物理特性提供重要因素。这些物理特性直接联系与记录头的电和磁的传导有关的性质。对于主极属性最关键的因素包括展开点(flare point)和展开角(flare angle)。用于在电子显微镜中使用的样品结构的准备对于检验记录头的关键尺寸是必要的。用于包括记录头的样品结构的传统样品准备技术包括机械切片(例如机械研磨技术)。然而，由于记录头上的主极目标比通过任何所采用的机械切片技术去除的厚度小至少一个数量级，所以非常难以命中主极目标。例如，样品的机械研磨会除去过多的包围主极的绝缘体，从而损坏主极且使样品对于利用电子显微镜检验而言没有用处。另一方面，样品的机械研磨可能不会除去足够的包围主极的绝缘体。在这种情况下，对于在电子显微镜中使用，主极没有被足够地暴露出来。结果，足够地暴露主极以用于在电子显微镜中使用的成功率很低。用于电子显微镜中样品准备的另一传统技术是结合机械切片技术(例如机械研磨)和聚焦离子束(FIB)。例如，许多FIB步骤与机械研磨结合使用以微调用于电子显微镜检验的记录头的主极的暴露。然而，当用于故障分析时，就人工和设备成本两者而言，该结合技术劳动强度大且昂贵。结果，用于通过结合的机械切片和FIB的样品准备的费用成本惊人，特别是如果将检验一批记录头中不止一个样品。另外，由于涉及的时间和成本，机械切片和FIB的结合技术对于检查一批记录头中的多个记录头是不划算的。因此，需要一种准备技术，其可以提供更好的用于操作和故障分析的主极暴露。
技术实现思路
一种用于样品准备的方法。该方法包括机械地抛光嵌入在样品结构内的记录头的主极上的绝缘层的部分。所述绝缘层垂直于邻接该主极的气垫面以平坦层的形式从上向下地被抛光。该方法还包括选择性地湿蚀刻所述绝缘层的剩余部分从而暴露所述主极，其中该绝缘层包围所述主极。进行蚀刻时没有损坏所述主极。附图说明结合附图，根据下面的详细描述，本专利技术的上述和其它目的及优点将更易于理解，附图不符合比例，其中图1A是示意图，示出根据本专利技术一实施例的包括记录头的样品结构的透视图；图1B是示意图，示出根据本专利技术一实施例的图1A的样品结构在通过机械抛光除去覆层之后的透视图；图2是流程图，示出根据本专利技术一实施例的用于暴露记录头的主极的样品准备方法中的步骤；图3是图1A的样品结构的目标区域的顶视图，示出根据本专利技术一实施例的记录头的主极的关键参数；图4是示意图，示出根据本专利技术一实施例的记录头的主极的尖的透视图。具体实施例方式现在将详细参考本专利技术的实施例——用于暴露记录头的主极的样品准备的方法和系统，其示例显示在附图中。虽然将结合优选实施例描述本专利技术，但是应当理解，它们不是意图将本专利技术限制于这些实施例。相反，本专利技术意图覆盖包括在所附权利要求定义的本专利技术的精神和范围内的替代、修改和等价物。此外，在下面对本专利技术的详细描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，陈述了很多特定细节。然而，本领域技术人员将意识到，本专利技术可以在没有这些特定细节的情况下实施。在其它例子中，为了不至于不必要地使本专利技术不简明，没有详细地描述公知的方法、过程、组元、以及电路。因此，本专利技术的实施例提供用于暴露记录头的主极的样品准备的方法和系统。结果，本专利技术的其它实施例服务于以上目的且提供准备技术，所述准备技术提供暴露记录头的主极以用于操作和故障分析的高成功率。此外，本专利技术的其它实施例服务于以上目的且提供允许以高成功率成批地准备样品的样品准备技术。而且本专利技术的其它实施例服务于以上目的且提供节省成本的样品准备技术以在操作和故障分析期间采用。本专利技术的实施例在用于磁存储的记录头的情况下描述。即，本专利技术的实施例可以用于暴露任何类型的记录头。然而，特别地，本专利技术的实施例在用于磁存储的垂直记录头的情况下描述。用于垂直记录的垂直记录头垂直于膜平面而不是象水平记录中那样在膜平面内磁化存储介质。这样，本专利技术的实施例在暴露用于磁存储的垂直记录头的主极的情况下描述。图1A是示意图，示出根据本专利技术的一实施例的包括记录头的主极的样品结构100的透视图。结构100的样品准备对于暴露记录头110的沉积端部(deposited end)用于电子显微镜(例如扫描电子显微镜[SEM])中的检查是必要的。图1A中的部件不是按比例绘制的。虽然本专利技术的实施例在垂直记录(例如写)头的情况下描述，但是本专利技术的其它实施例很适于暴露任何类型的记录头、元件、或半导体集成电路的细节。如图1A所示，记录头110的沉积端部嵌入在样品结构100内。还示出了衬底115，其上沉积有记录头110的沉积端部。记录头110的沉积端部沉积在衬底115的上表面之上。绝缘层包围记录头110的沉积端部。在一实施例中，绝缘层含有氧化铝(Al2O3)。如图1A所示，绝缘层包括绝缘底层(undercoat)145和绝缘覆层(overcoat)140。绝缘层还包括图1A所示的内部形成有记录头110的沉积端部的氧化铝中间涂层147。这样，记录头110的沉积端部示出为嵌在绝缘覆层140与绝缘底层145之间中间层147内。即，记录头110的沉积端部被绝缘层包围。在一实施例中，绝缘层提供对样品结构100中的记录头110的沉积端部的支撑。另外，图1A示出碳覆层120。碳覆层120形成在样品结构100的侧表面上，其包括衬底115的侧表面以及绝缘覆层和底层140和145的侧表面。记录头的沉积端部的主极135穿过绝缘覆层140、中间涂层147、以及底层145暴露于碳覆层120。特别地，碳覆层120为记录头110的沉积端部的主极135的暴露的尖提供进一步的保护。即，碳覆层120保护极尖免于侵蚀。另外，气垫面(air bearing surface)130示出在图1A中。气垫面130与记录头110的沉积端部的主极135的暴露的尖相邻。气垫面130与存储介质(未示出)交界。例如，数据记录到存储介质或从存储介质读出时气垫面130是平的或平行于存储介质的表面。如图1A所示，从记录头110的沉积端部到样品结构100的上表面所测量的距离“x”大于5微米。箭头105指向氧化铝覆层140的上表面。另外，箭头105指向样品结构100和记录头110的沉积端部的顶视图的方向。图1A所示的样品结构处于未准备态。氧化铝覆层140在其当前状态妨碍记录头110的沉积端部利用SEM的任何观察。即，绝缘层140的尺寸太大而不能允许SEM检查记录头110。图2是流程图200，示出根据本专利技术一实施例的用于暴露垂直记录头的主极的样品准备方法中的步骤。虽然本专利技术的实施例在垂直记录头的情况下描述，但是本专利技术的其它实施例很适于用于暴露任何类型的记录头或半导体集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于样品准备的方法，包括：机械抛光嵌在样品结构内的记录头的主极之上的绝缘层的一部分，其中所述绝缘层从上向下以平坦层的形式被抛光；以及选择性湿蚀刻所述绝缘层的剩余部分，从而暴露所述主极而不损坏所述主极，其中所述绝缘层包围所 述主极。

【技术特征摘要】
US 2005-1-6 11/031,5691.一种用于样品准备的方法，包括机械抛光嵌在样品结构内的记录头的主极之上的绝缘层的一部分，其中所述绝缘层从上向下以平坦层的形式被抛光；以及选择性湿蚀刻所述绝缘层的剩余部分，从而暴露所述主极而不损坏所述主极，其中所述绝缘层包围所述主极。2.如权利要求1所述的方法，其中所述记录头是垂直记录头。3.如权利要求1所述的方法，其中所述机械抛光包括机械研磨所述平坦层。4.如权利要求1所述的方法，其中所述选择性蚀刻还包括用碱性蚀刻溶液蚀刻所述绝缘层。5.如权利要求1所述的方法，其中所述绝缘层包括氧化铝(Al2O3)。6.如权利要求1所述的方法，其中所述机械研磨包括研磨至所述主极的5微米或更小之内。7.如权利要求1所述的方法，还包括设置所述样品结构用于SEM成像。8.如权利要求1所述的方法，其中垂直于邻接所述主极的气垫面研磨所述平坦层。9.一种用于样品准备的方法，包括除去与嵌入在样品结构内的垂直记录头的主极邻接的碳覆层；机械研磨所述主极之上的氧化铝(Al2O3)绝缘层的一部分，其中垂直于邻接所述主极的气垫面以平坦层的形式从上向下地研磨所述氧化铝绝缘层；以及选择性湿蚀刻所述氧化铝绝缘层的剩余部分，从而暴露所述主极而不损坏所述主极，其中所述氧化铝绝缘层包围所述主极。10.如权利要求9所述的方法，其中所述除去碳覆层包括实施氧灰化工艺来除去所述碳覆层。11.如权利要求9所述的方法，其中所述机械研磨还包括所述机械抛光之后通过清洗所述样品结构来为所述选择性湿蚀刻准备所述样品结构。12.如权利要求9所述的方法，其中所述机械研磨包括研磨至所述主极的5微米或更小之内。13.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普J彼得森，莫妮卡L瓦尔加斯，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]