JP2002100008A - Thin film magnetic head and method for producing the same - Google Patents

Thin film magnetic head and method for producing the same

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JP2002100008A
JP2002100008A JP2000295445A JP2000295445A JP2002100008A JP 2002100008 A JP2002100008 A JP 2002100008A JP 2000295445 A JP2000295445 A JP 2000295445A JP 2000295445 A JP2000295445 A JP 2000295445A JP 2002100008 A JP2002100008 A JP 2002100008A
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Japan
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film
main component
alloy
magnetic
thin
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JP2000295445A
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Japanese (ja)
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Takayoshi Watabe
隆好 渡部
Sho Kondo
祥 近藤
Noriyuki Saiki
教行 斉木
Harunobu Saito
治信 斉藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a thin film magnetic head in which the designed pattern forming steps are easily carried out, the production steps are simplified and the product cycle time is shortened. SOLUTION: In the working of NiFe-base alloy films for the shield film and the lower magnetic pole film of a thin film magnetic head, a spray etching method and a mixed solution of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid are used. The designed pattern forming steps are easily carried out, the production steps are simplified and the product cycle time is shortened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドに
おいて、シールド膜及び下部磁極膜のNiFeを主成分
とした合金膜の加工方法を精度良く、容易にできる製造
方法に関する技術である。特に薄膜磁気ヘッドの製造方
法に関し、更に詳細にはシールド膜及び下部磁極膜に於
いて、その加工をウエットエッチングで行うことで下層
の例えば、静電気障害で再生ヘッドエレメントであるセ
ンサー膜が破壊してしまうことがないことを特徴とする
薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing a thin film magnetic head which can easily and precisely process an alloy film containing NiFe as a main component for a shield film and a lower magnetic pole film. In particular, with respect to the method of manufacturing a thin film magnetic head, more specifically, in the shield film and the lower magnetic pole film, the processing is performed by wet etching so that the lower layer, for example, a sensor film as a reproducing head element is destroyed due to an electrostatic disturbance. The present invention relates to a method for manufacturing a thin-film magnetic head, which does not occur.

【0002】また、本発明は、この薄膜磁気ヘッドの製
造方法を用いて製造した薄膜磁気ヘッド及びこの薄膜磁
気ヘッドを使用する磁気ディスク装置に関するものであ
る。また、本発明は、薄膜磁気ヘッドの製造方法に限っ
たことではなく、この製造方法を用いて電子回路基板を
製造することも可能である。
[0002] The present invention also relates to a thin-film magnetic head manufactured by using this thin-film magnetic head manufacturing method and a magnetic disk drive using the thin-film magnetic head. Further, the present invention is not limited to the method of manufacturing a thin film magnetic head, and it is also possible to manufacture an electronic circuit board using this method.

【0003】[0003]

【従来の技術】磁気ディスク装置として、高記録密度化
とデータ通信速度の高速化が要求されている。この磁気
ディスク装置に使用する薄膜磁気ヘッドは、再生ヘッド
をMR素子あるいはGMR素子と、記録ヘッドをインダクテ
ィブ素子とした記録再生分離型ヘッドの開発が進んでい
る。薄膜磁気ヘッドは、高記録密度化に対応してBPI
(Bits Per Inch)及びTPI(Tracks Per Inch)の向上が
要求され、その技術が著しい発展をしている。また、薄
膜磁気ヘッドの製品サイクルタイムも、益々短くなって
きている。そのため、薄膜磁気ヘッド素子形成の歩留ま
り向上、工程の短縮化などが重要不可欠である。また、
年々、低コスト化も進んでいる。
2. Description of the Related Art A magnetic disk drive is required to have a higher recording density and a higher data communication speed. As for the thin film magnetic head used in this magnetic disk device, development of a recording / reproducing separation type head using a reproducing head as an MR element or a GMR element and a recording head as an inductive element is progressing. Thin-film magnetic heads have been developed with BPI
(Bits Per Inch) and TPI (Tracks Per Inch) are required to be improved, and the technology has been remarkably developed. Further, the product cycle time of the thin-film magnetic head is becoming shorter and shorter. Therefore, it is indispensable to improve the yield of forming the thin-film magnetic head element and shorten the process. Also,
Every year, cost reduction is also progressing.

【0004】薄膜磁気ヘッド素子形成工程が、ホトリソ
技術により形成していることから金属膜の加工は、ドラ
イエッチング方法、ウエットエッチング方法があるが低
コスト、工程短縮の観点よりウエットエッチングによる
加工が望ましい。また、装置が簡素で低コスト化が図ら
れる。
Since the thin film magnetic head element forming process is formed by photolithography, the metal film can be processed by a dry etching method or a wet etching method, but the wet etching is desirable from the viewpoint of low cost and shortening of the process. . Further, the apparatus is simple and the cost is reduced.

【0005】更に、下層の再生ヘッドエレメントである
センサー膜を静電気障害で破壊防止できる。しかし、例
えば、銅を加工するのにウエットエッチング方法を用い
た場合には、等方性エッチングとなることから、アンダ
ーカット量が大きいため設計通りのエッチングが難しい
ことが知られている。また、最近では、環境問題の観点
で使用されるエッチング液が限られてきている。このこ
とも考えた上でウエットエッチング工程を行う必要があ
る。
Furthermore, the sensor film, which is the lower reproducing head element, can be prevented from being broken by static electricity. However, for example, when a wet etching method is used to process copper, it is known that it is difficult to perform etching as designed due to a large amount of undercut because isotropic etching is performed. Further, recently, an etchant used from the viewpoint of environmental problems has been limited. In consideration of this, it is necessary to perform a wet etching step.

【0006】一方、ドライエッチング方法では、異方性
ドライエッチング方式の中でも特に高精度のパターンニ
ングの可能なイオンミリングが用いられている。イオン
ミリングでは、イオンの衝突によりエッチング面が物理
的に切削される形でエッチングが進行する。また、絶縁
膜は、益々薄膜化が進みそれに伴い静電気障害が懸念さ
れる。なお、この種に関連するものとしては、例えば、
特開平5−159223号公報が挙げられる。
On the other hand, in the dry etching method, ion milling capable of patterning with particularly high precision is used among the anisotropic dry etching methods. In ion milling, etching proceeds in such a manner that an etched surface is physically cut by collision of ions. In addition, as the thickness of the insulating film is further reduced, there is a concern that static electricity may be damaged. In addition, as a thing related to this kind, for example,
JP-A-5-159223 is mentioned.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のドライエッ
チングによる形成方法は、イオンの衝突によりエッチン
グ面が物理的に切削されるためパターンを残す以外の下
層が加工を終了した後、エッチング残り防止のためオー
バーエッチングを行う時点でダメージを受けてしまう。
また、金属膜の切削屑の堆積層がパターン周辺に出来て
しまう。多層化させた場合、その堆積層の影響を受けで
密着力不足を起こり歩留まり低下してしまう。更に、下
層の再生ヘッドエレメントであるセンサー膜が静電気障
害により破壊してしまうという問題がある。
According to the above-mentioned conventional method of forming by dry etching, the etching surface is physically cut by the collision of ions. Therefore, it is damaged when over-etching is performed.
Further, a deposited layer of cutting dust of the metal film is formed around the pattern. In the case of multi-layering, the adhesion is insufficient due to the influence of the deposited layer, and the yield is reduced. Further, there is a problem that a sensor film as a lower reproducing head element is broken by an electrostatic disturbance.

【0008】本発明の目的は、ドライエッチング方法で
の上記問題が起こらないウエットエッチング方法を用い
唯一の問題点であったアンダーカット量を大幅に低減す
ることにより設計通りのパターン形成工程を容易に製造
でき、且つ、低コストを可能にした薄膜磁気ヘッドの製
造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to use a wet etching method which does not cause the above-mentioned problems in the dry etching method and greatly reduce the amount of undercut which was the only problem, thereby facilitating a pattern forming step as designed. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin-film magnetic head which can be manufactured at a low cost.

【0009】また、本発明の他の目的は、製造工程を簡
略化して製品サイクルタイムを短くした薄膜磁気ヘッド
の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin-film magnetic head in which the manufacturing process is simplified and the product cycle time is shortened.

【0010】また、この薄膜磁気ヘッドを用いた高性能
磁気ディスク装置を実現することにある。
Another object of the present invention is to realize a high-performance magnetic disk drive using the thin-film magnetic head.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、主として次の様な構成を採用する。シー
ルド膜及び下部磁極膜においてNiFeを主成分とした
合金を電気めっき法で形成し、そのパターン形成方法
は、ウエットエッチング方法を用い種々実験検討した。
まず、ウエットエッチングにより精度良く金属膜の加工
を施すためには、 加工のためのパターンマスクとして使用されるレジス
トの耐薬品性、 アンダーカット量、 エッチング液による下層膜のダメージの有無等を考慮
して行わければ行けない。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention mainly employs the following configuration. An alloy containing NiFe as a main component was formed by electroplating on the shield film and the lower magnetic pole film, and various experiments were conducted on the pattern forming method using a wet etching method.
First, in order to accurately process the metal film by wet etching, the chemical resistance of the resist used as a pattern mask for processing, the amount of undercut, the presence or absence of damage to the underlying film by the etching solution, etc. are taken into consideration. If you do it, you can not go.

【0012】また、金属膜が何種類かの積層状態になっ
ている時は、他の金属との選択性が必須である。特に、
積層膜の場合、エッチングしようとする金属膜の上の膜
がパターンマスクとして働くためアンダーカット量が加
工精度を決定する重要パラメータである。このアンダー
カット量の大きさは、エッチング液の種類、エッチング
液の温度、エッチング方法等の条件により大きく変動す
る。
When the metal film is in a laminated state of several types, selectivity with another metal is essential. In particular,
In the case of a laminated film, the amount of undercut is an important parameter that determines the processing accuracy because the film on the metal film to be etched functions as a pattern mask. The magnitude of the amount of undercut greatly varies depending on conditions such as the type of the etching solution, the temperature of the etching solution, the etching method, and the like.

【0013】また、ウエットエッチングでは、材料の厚
さの不均一、液の混合及び拡散、液温、反応性生物等の
要因により面内でエッチング速度が分布を持ち易いの
で、エッチングの終点は、材料面全体にわたり同時には
なり難い。従って、エッチングの最も遅い個所の終了時
点をエッチングの終点とする。終点確認の手段に厳密な
方法がないことから一般にエッチング時間をオーバーに
する。このため、このオーバーエッチング時間が長過ぎ
れば、必然的にアンダーカット量も増加し、パターンサ
イズが小さくなる。
In wet etching, the etching rate tends to have a distribution within the plane due to factors such as uneven thickness of the material, mixing and diffusion of liquids, liquid temperature, and reactive organisms. It is hard to be simultaneous over the entire material surface. Therefore, the end point of the latest portion of the etching is set as the end point of the etching. Since there is no strict method for confirming the end point, the etching time is generally made longer. Therefore, if the over-etching time is too long, the amount of undercut inevitably increases and the pattern size decreases.

【0014】更に、アンダーカット量は、エッチングさ
れる金属膜の厚さにも関係している。例えば、膜厚が薄
いものをエッチングした場合、深さ方向のエッチングが
終了した時、横方向でのエッチングは、膜厚が薄いため
エッチング液の入り込みが小さ く、アンダーカット量
も小さくなる。一方、膜厚が厚い場合は、深さ方向のエ
ッチングと同時に横方向のエッチングも進行しやすいた
めアンダーカット量も大きくなる傾向にある。
Further, the amount of undercut is related to the thickness of the metal film to be etched. For example, when a thin film is etched, when the etching in the depth direction is completed, the etching in the lateral direction has a small film thickness, so that the etching solution is less penetrated and the amount of undercut is small. On the other hand, when the film thickness is large, the amount of undercut tends to be large because the etching in the lateral direction simultaneously proceeds with the etching in the depth direction.

【0015】以上の様な考えのもとエッチング方法とし
て、スプレーエッチング方式、その時使用するエッチン
グ液として、りん酸、酢酸、硝酸の混合液によりでアン
ダーカット量を大幅に低減でき、設計通りのパターン形
成工程を容易にできることを見出し薄膜磁気ヘッドの製
造方法を提供するものである。
Based on the above idea, a spray etching method is used as an etching method, and a mixed solution of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid is used as an etching solution at that time, so that the amount of undercut can be greatly reduced, and the pattern as designed can be reduced. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin-film magnetic head by finding that the formation process can be facilitated.

【0016】以下詳細に説明する。The details will be described below.

【0017】スプレーエッチング方式でのアンダーカッ
ト量低減方法のメカニズムは、エッチング液をポンプで
加速させ、エッチングされる金属表面にエッチング液の
衝撃によって、強く衝撃を受ける底部のエッチングが増
進させ、側壁部は、衝撃が弱いためエッチングされ難い
ことを利用してエッチングする方法である。このエッチ
ング方法によりアンダーカット量を低減する。この方法
は、一般的に使用されている。そこで、アンダーカット
量低減には、この方法とエッチング液としてりん酸、酢
酸、硝酸の混合液を使用することにより解決を図った。
このエッチング液は、全体の約80%と占めるりん酸の
高粘性のため、横方向への拡散がさらに抑制されアンダ
ーカット量を大幅に低減できると考えた。このことによ
り設計通りのパターン形成ができることを見出し容易に
製造でき、且つ低コストを可能にした薄膜磁気ヘッドの
製造方法を提供するものである。
The mechanism of the method of reducing the amount of undercut in the spray etching method is that the etching solution is accelerated by a pump, and the impact of the etching solution on the surface of the metal to be etched enhances the etching of the bottom which is strongly impacted, and the side wall portion Is an etching method utilizing the fact that it is difficult to etch due to a weak impact. The amount of undercut is reduced by this etching method. This method is commonly used. In order to reduce the amount of undercut, a solution was achieved by using this method and a mixed solution of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid as an etching solution.
This etchant was considered to have a high viscosity of phosphoric acid occupying about 80% of the whole, so that the diffusion in the lateral direction was further suppressed and the amount of undercut could be greatly reduced. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a thin-film magnetic head which can be easily manufactured by finding that a pattern can be formed as designed and can be manufactured at low cost.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る薄膜磁気
ヘッド、及びその製造方法について、以下説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A thin-film magnetic head according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described below.

【0019】実施例を図1を用いて詳細に説明する。ま
ず、本発明の実験に用いた試料について述べる。基板と
して5インチ径ガラス基板を使用し、めっき給電膜を可
能とする下地膜(シード膜)の密着膜NiCr(ニッケル
・クロム)合金膜をスパッタ成膜する工程、続けてめっ
き給電膜を可能とする下地膜(シード膜)NiFe(ニ
ッケル・鉄)合金膜をスパッタ成膜する工程(1)。
An embodiment will be described in detail with reference to FIG. First, the sample used in the experiment of the present invention will be described. Using a 5-inch diameter glass substrate as a substrate, a process of sputter-depositing a NiCr (nickel / chromium) alloy film as a base film (seed film) adhesion film that enables a plating power supply film. Forming a base film (seed film) NiFe (nickel / iron) alloy film by sputtering.

【0020】スパッタ条件は、以下の通りである。The sputtering conditions are as follows.

【0021】 スパッタ条件 1)スパッタエッチング 投入電力=0.25kw(4分) 0.50kw(2分) Ar圧力=8×105Pa 2)密着層ニッケル・クロム合金層スパッタ 投入電力(RF)=1.0kw Ar圧力 =0.02Pa 膜厚:0.005μm 3)下地膜ニッケル・鉄合金膜スパッタ 投入電力(RF)=1.0kw Ar圧力 =0.02Pa 膜厚:0.15μm 尚、下地膜の密着膜は、NiCr合金膜に限らずクロム
(Cr)膜、チタン(Ti)膜、タンタル(Ta)膜、ニオブ
(Nb)膜でも可能である。
Sputtering conditions 1) Sputter etching Input power = 0.25 kW (4 minutes) 0.50 kW (2 minutes) Ar pressure = 8 × 10 5 Pa 2) Adhesion layer Nickel-chromium alloy layer sputtering Input power (RF) = 1.0 kW Ar pressure = 0.02 Pa Film thickness: 0.005 µm 3) Underlayer nickel / iron alloy film sputtering Input power (RF) = 1.0 kW Ar pressure = 0.02 Pa Film thickness: 0.15 µm Is not limited to NiCr alloy film
(Cr) film, titanium (Ti) film, tantalum (Ta) film, niobium
(Nb) film is also possible.

【0022】以上の様に成膜した基板に電気めっきによ
りNiFeを主成分とした合金をめっきする工程(2)。
A step (2) of plating an alloy containing NiFe as a main component on the substrate formed as described above by electroplating.

【0023】条件は、以下の通りである。The conditions are as follows.

【0024】 液組成 金属イオン濃度 :Fe(2+) 0.5〜1.5g/リットル Ni(2+) 10 〜 30g/リットル サッカリンナトリウム : 1.0〜2.0g/リットル ほう酸 : 20 〜 30g/リットル 塩化ナトリウム : 20 〜 30g/リットル 条件 液温:30℃ pH=3.6 膜厚:3.5〜4.0μm 電流密度:めっき開始時の電流値Iと印加時間tをI1=160mA(i=1.42mA/cm2) t1=120secと低電流側に設定し、 続いてI2=240mA(i=2.13mA/cm2), t2=30sec,I3=360mA(i=3.20mA/cm2),3=30secI4=420mA(i=3.73mA/c m2),t4=150sec,I5=440mA,(i=3.91mA/cm2),t5=180sec,I6=445mA(I =3.96mA/cm2),t6=1125sec,I7=450mA,(i=4.00mA/cm2)t7=1125sec とステップ状に高電流側に電流値を上げていく印加方式
を採用。
Liquid composition Metal ion concentration: Fe (2+) 0.5 to 1.5 g / L Ni (2+) 10 to 30 g / L Saccharin sodium: 1.0 to 2.0 g / L Boric acid: 20 to 30 g / L Liter Sodium chloride: 20-30 g / liter Conditions Liquid temperature: 30 ° C. pH = 3.6 Film thickness: 3.5-4.0 μm Current density: The current value I at the start of plating and the application time t are I 1 = 160 mA ( i = 1.42mA / cm 2 ) Set t 1 = 120sec on the low current side, then I 2 = 240mA (i = 2.13mA / cm 2 ), t 2 = 30sec, I 3 = 360mA (i = 3.20mA / Cm 2 ), 3 = 30 sec I 4 = 420 mA (i = 3.73 mA / cm 2 ), t 4 = 150 sec, I 5 = 440 mA, (i = 3.91 mA / cm 2 ), t 5 = 180 sec, I 6 = 445 mA (I = 3.96mA / cm 2 ), t 6 = 1125sec, I 7 = 450mA, (i = 4.00mA / cm 2 ) t 7 = 1125sec Adoption.

【0025】以上の様にめっきされたNiFeを主成分
とした合金膜にレジストを膜厚6μm以上で所定の条件
によりレジストパターンを形成する(3)。次いで、この
レジストをマスクとして、レジストが無い部分のNiF
eを主成分とする合金膜のエッチングを行う。続けて、
NiFeを主成分とした合金膜が無くなった部分の下地
膜の密着膜ニッケル・クロム合金膜をエッチングする
(4)。上記各工程を終えた基板を洗浄、乾燥後、レジス
ト剥離液を用いてレジストを剥離する(5)。その基板全
面に絶縁膜を被覆し該絶縁膜に電気的に接続するスルー
ホールを設けて(6)、下部磁極膜の形成で、めっき給電
膜を可能とする下地膜(シード膜)の密着膜ニッケル・ク
ロム合金膜をスパッタ成膜する工程、続けてめっき給電
膜を可能とする下地膜(シード膜)ニッケル・鉄合金膜を
スパッタ成膜する工程(7)、該基板全面に電気めっき法
でNiFeを主成分とする合金をめっきする工程(8)、
次に電気めっき法でNiFeを主成分とする合金膜をパ
ターンとして残す部分を選択的にホトリソ技術により有
機材料からなるパターンを形成する工程(9)、次に、該
基板の有機材料からなるパターンがない所のNiFeを
主成分とした合金膜をウエットエッチングにより除去す
る工程、続けて、NiFeを主成分とした合金膜の密着
膜をウエットエッチングにより除去する工程(10)、上
記各工程を終えた基板を洗浄、乾燥後、レジスト剥離液
を用いて有機材料からなるパターンを剥離する工程(1
1)、上記工程を終えてシールド膜及び下部磁極膜のN
iFeを主成分とした合金膜のパターン形成ができたこ
とになる。この工程は、磁気ディスク装置の高記録密度
化及び高速通信化に伴う、ライト後ノイズと出力変動に
大きく影響する。そのため、この2つの膜の特性が薄膜
磁気ヘッドの特性を左右しているため、設計通りのパタ
ーン形成を行うことが最重要課題である。そこで、表1
に示す液組成、条件を変えて種々検討を行った。
A resist pattern is formed on the alloy film containing NiFe as a main component and having a thickness of 6 μm or more under predetermined conditions as described above (3). Next, using this resist as a mask, the NiF
Etching of an alloy film containing e as a main component is performed. continue,
Etching the nickel-chromium alloy film on the adhesion film of the base film where the alloy film containing NiFe as a main component has disappeared
(4). After cleaning and drying the substrate after each of the above steps, the resist is stripped using a resist stripper (5). An insulating film is coated on the entire surface of the substrate, and a through-hole for electrically connecting to the insulating film is provided (6), and an adhesion film of a base film (seed film) that enables a plating power supply film by forming a lower magnetic pole film. A step of forming a nickel-chromium alloy film by sputtering, a step of forming a base film (seed film) of a nickel / iron alloy film by sputtering to enable a plating power supply film (7), and an electroplating method over the entire surface of the substrate. (8) plating an alloy containing NiFe as a main component,
Next, a step (9) of selectively forming a pattern made of an organic material by a photolithography technique on a portion where an alloy film containing NiFe as a main component is left as a pattern by electroplating, and then, forming a pattern of the organic material on the substrate. The step of removing the alloy film containing NiFe as a main component by wet etching at the place where there is not, followed by the step (10) of removing the adhesion film of the alloy film containing NiFe as a main component by wet etching, and the above steps are completed. Cleaning and drying the substrate, and removing the pattern made of an organic material using a resist removing solution (1).
1) After the above steps, the N of the shield film and the lower magnetic pole film
This means that the pattern formation of the alloy film containing iFe as a main component was completed. This step greatly affects post-write noise and output fluctuations associated with higher recording density and higher speed communication of the magnetic disk device. Therefore, since the characteristics of these two films affect the characteristics of the thin-film magnetic head, it is the most important task to form a pattern as designed. Therefore, Table 1
Various investigations were carried out by changing the liquid composition and conditions shown in FIG.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】ここで、表1に示すアンダーカット量は、
シールド膜のエッチング後状態を示す図1(4)において
ホトレジに対するシールド膜のアンダーカット量L1
示す長さで表示している。また、下部磁極膜のエッチン
グ後状態を示す図1(10)においてホトレジに対する下
部磁極膜のアンダーカット量L2と示す長さで表示して
いる。エッチング残り、パターン形状は、金属顕微鏡で
観察した。
Here, the undercut amount shown in Table 1 is
It is displayed by the length indicated as undercut amount L 1 of the shield film to Hotoreji 1 (4) showing the etching after the state of the shielding film. Also displayed a length indicating the undercut amount L 2 of the lower magnetic pole layer for Hotoreji 1 (10) showing the etching after the state of the lower magnetic pole layer. After etching, the pattern shape was observed with a metallographic microscope.

【0028】表1中、No.1、No.2は、NiFeを主成
分とする合金膜材料の一般的なエッチング液である塩化
第2鉄系である。No.1に示す、ディップエッチング方式
による事例は、シールド膜及び下部磁極膜ともにアンダ
ーカット量が大きくまた、端部形状がぎざぎざで設計通
りのパターン形成が出来なかった。No.2は、スプレー
エッチング方式で行ったものでディップエッチング方式
に比べれば、シールド膜及び下部磁極膜ともにアンダー
カット量が小さくできた。これは、前述した、エッチン
グ液をスプレーにした効果が現れたことによる。しか
し、端部形状は、良好であるがアンダーカット量が大き
く目標通りにパターン形成が出来なかった。
In Table 1, No. 1 and No. 2 are ferric chloride-based, which is a general etching solution for an alloy film material containing NiFe as a main component. In the case of the dip etching method shown in No. 1, the amount of undercut was large in both the shield film and the lower magnetic pole film, and the end portions were jagged, so that a pattern could not be formed as designed. No. 2 was performed by the spray etching method, and the undercut amount of both the shield film and the lower magnetic pole film could be reduced as compared with the dip etching method. This is due to the effect of spraying the etching liquid as described above. However, although the end portion shape was good, the amount of undercut was large and the pattern could not be formed as intended.

【0029】種々検討したところ、表1中、No.3〜No.
8は、りん酸、酢酸、硝酸系エッチング液での事例であ
る。エッチング方式、液温、スプレー圧力を変化させた
事例で液温が高くすると、また、スプレー圧力が高くな
るとアンダーカット量が大幅に小さくできNo.6、No.
7、No.8に示す通り、シールド膜及び下部磁極膜とも
にレジスト寸法とほぼ同等であることが判った。また、
No.7に示すようにエッチング時間が、2倍以上でも同
様の結果が得られた。即ち、パターン形成時の処理時間
が極めて広いと言える。
After various examinations, Table 1 shows that No. 3 to No.
8 is a case of a phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid based etchant. In cases where the etching method, liquid temperature, and spray pressure were changed, when the liquid temperature was increased, and when the spray pressure was increased, the amount of undercut could be significantly reduced, and No. 6, No.
As shown in Nos. 7 and 8, it was found that both the shield film and the lower magnetic pole film had almost the same dimensions as the resist. Also,
As shown in No. 7, similar results were obtained even when the etching time was twice or more. That is, it can be said that the processing time at the time of pattern formation is extremely wide.

【0030】以上述べてきた様に薄膜磁気ヘッドのシー
ルド膜及び下部磁極膜であるNiFeを主成分とした合
金膜が設計通りのパターン形成を可能にすることを見出
し容易に製造でき、且つ低コストを実現した薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法が達成できたことを示された。そこで、
本発明を用いて図2に示す薄膜磁気ヘッドを作成し、磁
気ディスク装置を製作したところ極めて良好な結果が得
られた。
As described above, it has been found that the alloy film containing NiFe as the main component, which is the shield film and the lower magnetic pole film of the thin-film magnetic head, enables the pattern formation as designed, and can be easily manufactured and at a low cost. It was shown that a method of manufacturing a thin-film magnetic head which achieved the above was achieved. Therefore,
Using the present invention, a thin-film magnetic head shown in FIG. 2 was prepared and a magnetic disk drive was manufactured, and extremely good results were obtained.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上、詳述した様に本発明によれば、ラ
イトヘッドとリードヘッド゛を有する磁気記録装置に使
用する薄膜磁気ヘッドに於いて、シールド膜及び下部磁
極膜であるNiFeを主成分とした合金膜のアンダーカ
ット量を大幅に低減することにより設計通りのパターン
形成工程を容易に製造でき、且つ低コストを可能にし
た。
As described above in detail, according to the present invention, in a thin film magnetic head used in a magnetic recording apparatus having a write head and a read head Ni, NiFe which is a shield film and a lower magnetic pole film is mainly used. By significantly reducing the amount of undercut of the alloy film as a component, a pattern forming process as designed can be easily manufactured, and the cost can be reduced.

【0032】また、製造工程を簡略化したこにより製品
サイクルタイムを短くした薄膜磁気ヘッドの製造方法が
実現した。更にこの薄膜磁気ヘッドを使用することによ
り、高記録密度化及び高速通信化された磁気ディスク装
置を提供することができる。
Further, a method of manufacturing a thin-film magnetic head in which the product cycle time is shortened by simplifying the manufacturing process has been realized. Further, by using this thin-film magnetic head, it is possible to provide a magnetic disk device with high recording density and high-speed communication.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例となる製造工程を示す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明を用いて製作した薄膜磁気ヘッドの該略
図である。
FIG. 2 is a schematic view of a thin-film magnetic head manufactured using the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガラス基板、2…スパッタニッケル・ニクロム合金
膜、3…スパッタニッケル・鉄合金膜、4…めっきニッ
ケル・鉄合金膜、5…ホトレジスト、6…絶縁膜、10
…上部書き込みポール、11…GAP、12…コイル、
13…絶縁膜、14…下部シールド、15…上部シール
ド、16…MRセンサー部、17…ハードバイアス層及
び電極層、18…基板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate, 2 ... Sputtered nickel / Nichrome alloy film, 3 ... Sputtered nickel / iron alloy film, 4 ... Plated nickel / iron alloy film, 5 ... Photoresist, 6 ... Insulating film, 10
... top writing pole, 11 ... GAP, 12 ... coil,
13: insulating film, 14: lower shield, 15: upper shield, 16: MR sensor part, 17: hard bias layer and electrode layer, 18: substrate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉木 教行 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 斉藤 治信 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Fターム(参考) 5D033 AA02 BA03 BA71 BB22 BB43 CA08 DA07 DA09  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Noriyuki Saiki 2880 Kozu, Kodahara City, Kanagawa Prefecture Inside the Storage Systems Division of Hitachi, Ltd. 5D033 AA02 BA03 BA71 BB22 BB43 CA08 DA07 DA09

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録ヘッドと再生ヘッドを有する磁気記
録装置に使用する薄膜磁気ヘッドに於いて、 再生ヘッドエレメントであるセンサー膜の周りに強磁性
体が配置されてあり、その強磁性体は、軟磁気特性と磁
気的なシールド機能を有する膜があり、また、その上に
絶縁膜を介して軟磁気特性を有する下部磁極膜があり、
この2つの膜はNiFe(ニッケル・鉄)を主成分とした
合金で電気めっきを可能とする下地膜(シード膜)をス
パッタ膜により形成しその上に電気めっき法で膜厚を厚
くして目標通りの膜厚、組成、磁気特性を確保し、この
全体の膜をホトリソ技術により目的にあった形に加工
し、その加工をウエットエッチングで行うことで下層膜
のダメージの無いことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
In a thin-film magnetic head used in a magnetic recording apparatus having a recording head and a reproducing head, a ferromagnetic material is disposed around a sensor film as a reproducing head element, and the ferromagnetic material is There is a film having soft magnetic characteristics and a magnetic shielding function, and there is a lower magnetic pole film having soft magnetic characteristics via an insulating film thereon,
These two films are formed by sputtering a base film (seed film) that enables electroplating with an alloy containing NiFe (nickel / iron) as a main component and then increasing the film thickness by electroplating on the base film. The film thickness, composition, and magnetic characteristics are assured, and the entire film is processed into the desired shape by the photolithography technique, and the processing is performed by wet etching so that the lower layer film is not damaged. Thin film magnetic head.
【請求項2】 記録ヘッドと再生ヘッドを有する磁気記
録装置に使用する薄膜磁気ヘッドに於いて、 基板にまず、磁気的なシールド機能を有する膜形成で、
めっき給電膜を可能とする下地膜の密着膜、続けて、N
iFeを主成分とする合金膜をスパッタ成膜する工程、
該基板全面に電気めっき法でNiFeを主成分とする合
金膜をめっきする工程、次に電気めっき法でNiFeを
主成分とする合金膜をパターンとして残す部分を選択的
にホトリソ技術により有機材料からなるパターンを形成
する工程、次に、該基板の有機材料からなるパターンが
ない所のNiFeを主成分とした合金をウエットエッチ
ングにより除去する工程、続けて、NiFeを主成分と
する合金膜の密着膜をウエットエッチングにより除去す
る工程、上記各工程を終えた基板を洗浄、乾燥後、レジ
スト剥離液を用いて有機材料からなるパターンを剥離す
る工程、その基板全面に絶縁膜を被覆し該絶縁膜に電気
的に接続するスルーホールを設け、次に、下部磁極膜の
形成でめっき給電膜を可能とする下地膜の密着膜、続け
て、NiFeを主成分とする合金膜をスパッタ成膜する
工程、該基板全面に電気めっき法でNiFeを主成分と
する合金をめっきする工程、次にNiFeを主成分とす
る合金膜をパターンとして残す部分を選択的にホトリソ
技術により有機材料からなるパターンを形成する工程、
次に、該基板の有機材料からなるパターンがない所のN
iFeを主成分とする合金膜をウエットエッチングによ
り除去する工程、続けて、NiFeを主成分とする合金
膜の密着膜をウエットエッチングにより除去する工程、
上記各工程を終えた基板を洗浄、乾燥後、レジスト剥離
液を用いて有機材料からなるパターンを剥離する工程、
とを含むシールド膜及び下部磁極膜の形成工程を有して
成ることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
2. A thin film magnetic head for use in a magnetic recording device having a recording head and a reproducing head, wherein a film having a magnetic shielding function is first formed on a substrate.
An adhesion film of a base film that enables a plating power supply film, followed by N
a step of sputtering an alloy film containing iFe as a main component,
A step of plating an alloy film containing NiFe as a main component on the entire surface of the substrate by electroplating, and then selectively leaving a portion of the alloy film containing NiFe as a main component as a pattern by electroplating from an organic material by photolithography. Forming a pattern, and then removing the NiFe-based alloy by wet etching where there is no pattern made of an organic material on the substrate by wet etching, followed by adhesion of the NiFe-based alloy film. A step of removing the film by wet etching, a step of washing and drying the substrate after each of the above steps, and a step of peeling off a pattern made of an organic material using a resist stripping solution; and covering the entire surface of the substrate with an insulating film. Through holes for electrical connection, and then an adhesion film of a base film that enables a plating power supply film by forming a lower magnetic pole film. Step of depositing an alloy film containing NiFe as a main component by sputtering, plating an alloy containing NiFe as a main component on the entire surface of the substrate by electroplating, and selectively leaving an alloy film containing NiFe as a main component as a pattern. Forming a pattern made of an organic material by photolithography technology,
Next, N where there is no pattern made of an organic material on the substrate
removing the alloy film containing iFe as a main component by wet etching; subsequently, removing the adhesive film of the alloy film containing NiFe as a main component by wet etching;
After washing and drying the substrate after each of the above steps, a step of peeling a pattern made of an organic material using a resist stripper,
And a step of forming a shield film and a lower magnetic pole film.
【請求項3】 記録ヘッドと再生ヘッドを有する磁気記
録装置に使用する薄膜磁気ヘッドに於いて、 シールド膜及び下部磁極膜のNiFeを主成分とした合
金膜をウエットエッチングするにあたりスプレーエッチ
ング方法により行うことを特徴とする請求項2に記載の
薄膜磁気ヘッドの製造方法。
3. In a thin-film magnetic head used in a magnetic recording apparatus having a recording head and a reproducing head, wet etching of an alloy film containing NiFe as a main component of a shield film and a lower magnetic pole film is performed by a spray etching method. 3. The method of manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 2, wherein:
【請求項4】 記録ヘッドと再生ヘッドを有する磁気記
録装置に使用する薄膜磁気ヘッドに於いて、 NiFeを主成分とした合金をウエットエッチングする
にあたりスプレーエッチング方法に使用するエッチング
液として、りん酸、酢酸、硝酸系の混合液で行なうこと
を特徴とする請求項2記載の薄膜磁気ヘッドの製造方
法。
4. In a thin-film magnetic head used for a magnetic recording apparatus having a recording head and a reproducing head, phosphoric acid or phosphoric acid is used as an etchant used in a spray etching method when wet-etching an alloy containing NiFe as a main component. 3. The method for manufacturing a thin film magnetic head according to claim 2, wherein the method is performed with a mixed solution of acetic acid and nitric acid.
【請求項5】 請求項1、又は請求項2、又は請求項3
に記載の薄膜磁気ヘッドを使用する磁気ディスク装置。
5. The claim 1, claim 2, or claim 3.
6. A magnetic disk drive using the thin-film magnetic head according to 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3227402B1 (en) * 2014-12-02 2023-01-18 Texas Instruments Incorporated Improved process for nife fluxgate device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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