JP2006322054A - Method for forming plating pattern, and method for producing thin film magnetic head - Google Patents

Method for forming plating pattern, and method for producing thin film magnetic head Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a plating pattern where, in the case the main magnetic pole of a vertical magnetic recording head is formed using a resist pattern by plating, narrowing and fining of the pattern can be attained without causing the deformation in the widening of the pattern width even when the resist pattern is subjected to hydrophilic treatment. <P>SOLUTION: In the method for forming a plating pattern comprising: a stage where a resist is deposited on the surface of a plating seed layer 11, and the resist is exposed and developed so as to form a resist pattern 30 provided with a recessed part 30a to which the plating sheet layer 11 is exposed at the bottom; a stage where the resist pattern is subjected to hydrophilic treatment; a stage where, after the hydrophilic treatment to the resist pattern 30, plating 32 is deposited inside the recessed part 30a by plating; and a stage where, after the plating, the resist pattern 30 is removed, and next, the part to which the plating seed layer 11 is exposed is removed, as the plating seed layer 11, a volatile metal layer made of a metal which is oxidized at the time of the hydrophilic treatment and in which the oxide has volatility. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はめっきパターンの形成方法および薄膜磁気ヘッドの製造方法に関し、より詳細にはめっき方法を利用して薄膜磁気ヘッドの構成部分や配線基板の配線パターン等を形成する際に利用できるめっきパターンの形成方法およびこの方法を利用した薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a plating pattern and a method for manufacturing a thin film magnetic head. More specifically, the present invention relates to a plating pattern that can be used when forming a constituent part of a thin film magnetic head or a wiring pattern of a wiring board by using a plating method. The present invention relates to a forming method and a method of manufacturing a thin film magnetic head using this method.

近年、磁気記録装置の面記録密度の高密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められ、記録ギャップや記録用の磁極の端面を狭小に、かつ高精度に形成することが求められている。
たとえば、垂直磁気記録ヘッドは、記録媒体に面して記録用の主磁極とリターンヨークとを備え、ＡＢＳ面（Air Bearing Surface）側から見た主磁極の端面は、再生素子側が狭幅でリターンヨーク側が広幅の逆台形形状に形成される。この主磁極を形成する方法には、主磁極となる磁性膜を成膜した後、ドライプロセスによって磁性膜をエッチングして主磁極の形に整える方法と、めっきによって形成する方法がある。 In recent years, with the increase in surface recording density of magnetic recording devices, there has been a demand for improved performance of thin film magnetic heads, and it has been required to form recording gaps and end faces of magnetic poles for recording narrowly and with high accuracy. Yes.
For example, a perpendicular magnetic recording head has a recording main pole and a return yoke facing the recording medium, and the end face of the main pole viewed from the ABS (Air Bearing Surface) side is narrow on the reproducing element side and returned. The yoke side is formed in a wide inverted trapezoidal shape. As a method of forming the main magnetic pole, there are a method of forming a magnetic film to be the main magnetic pole, and then etching the magnetic film by a dry process to form the main magnetic pole, and a method of forming by plating.

ドライプロセスによる場合は、ＦＩＢ（Focused Ion Beam etching)やイオンミリングが利用されるが、ＦＩＢによる場合は量産性に劣るという問題があり、イオンミリングによる場合は磁極の形状を高精度に形成することが困難であるという問題がある。
これに対して、めっき方法による場合は、主磁極の形状や寸法がレジストパターンによって決まるから、レジストパターンを高精度に形成することによって、磁極の形状を高精度に制御できるという利点がある。
特開２００４−９５００６号公報 In the dry process, FIB (Focused Ion Beam Etching) and ion milling are used, but in the case of FIB, there is a problem that it is inferior in mass productivity. In the case of ion milling, the shape of the magnetic pole must be formed with high accuracy. There is a problem that is difficult.
On the other hand, when the plating method is used, the shape and dimensions of the main magnetic pole are determined by the resist pattern. Therefore, there is an advantage that the shape of the magnetic pole can be controlled with high accuracy by forming the resist pattern with high accuracy.
JP 2004-95006 A

ところで、めっきによって主磁極を形成する場合は、レジストを露光および現像して所定のレジストパターンを形成した後、めっきの前処理として親水処理を施す。なお、親水処理とは、レジストパターンによってめっき液がはじかれてしまうことを防止し、めっき液の液回り性を良好にして、細幅の溝内にもめっき液が十分に回り込むようにするための処理である。   By the way, when the main magnetic pole is formed by plating, a resist is exposed and developed to form a predetermined resist pattern, and then a hydrophilic treatment is performed as a pretreatment for plating. In addition, the hydrophilic treatment is to prevent the plating solution from being repelled by the resist pattern, to improve the plating solution circulation property, and to allow the plating solution to sufficiently flow into the narrow groove. It is processing of.

親水処理としては、たとえばＯ2プラズマ処理、ＵＶ処理等がなされる。しかしながら、Ｏ2プラズマ処理等の親水処理をレジストパターンに施すと、レジストの表面が揮発して、レジストパターンを形成した当初のパターン幅にくらべて、処理後のパターン幅が広がり狭幅化を妨げるという問題がある。また、垂直磁気記録ヘッドの場合は、主磁極の端面がＡＢＳ面側から見て逆台形状に形成する必要があるが、親水処理を施すと、レジストパターンの凹部の底部側での広がり度合いが、開口側よりも大きくなり、レジストパターンの溝部分の断面形状が逆台形状にならなくなるといった問題もあった。 As the hydrophilic treatment, for example, O 2 plasma treatment, UV treatment or the like is performed. However, when a hydrophilic treatment such as O 2 plasma treatment is applied to the resist pattern, the resist surface is volatilized, and the width of the pattern after the treatment is widened to prevent narrowing compared to the initial pattern width at which the resist pattern was formed. There is a problem. In the case of a perpendicular magnetic recording head, it is necessary to form the end face of the main pole in an inverted trapezoidal shape when viewed from the ABS surface side. However, when hydrophilic treatment is performed, the degree of spread on the bottom side of the concave portion of the resist pattern is increased. There is also a problem that the cross-sectional shape of the groove portion of the resist pattern does not become an inverted trapezoidal shape because it is larger than the opening side.

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、レジストパターンを使用してめっきにより垂直磁気記録ヘッドの主磁極を形成するといった場合に、レジストパターンに親水処理を施してもパターン幅が広がったりする変形を生じさせることがなく、パターンの狭幅化、微細化を的確に達成することができるめっきパターンの形成方法および薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve these problems. In the case where the main magnetic pole of the perpendicular magnetic recording head is formed by plating using a resist pattern, the pattern width remains even if the resist pattern is subjected to hydrophilic treatment. It is an object of the present invention to provide a method for forming a plating pattern and a method for manufacturing a thin film magnetic head that can accurately achieve a narrowing and miniaturization of a pattern without causing spreading or deformation.

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、めっきシード層の表面にレジストを被着し、該レジストを露光および現像して底面に前記めっきシード層が露出する所定パターンの凹部が設けられたレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに親水処理を施す工程と、レジストパターンに親水処理を施した後、めっきにより前記凹部内にめっきを被着させる工程と、めっき後に前記レジストパターンを除去し、次いで前記めっきシード層の露出する部位を除去する工程とを備えるめっきパターンの形成方法において、前記めっきシード層として、前記親水処理の際に酸化され、酸化物が揮発性を有する金属からなる揮発性金属層を設けることを特徴とする。
また、前記揮発性金属層としては、ルテニウムからなるものが有効である。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, a step of depositing a resist on the surface of the plating seed layer, exposing and developing the resist to form a resist pattern having a predetermined pattern of recesses exposing the plating seed layer on the bottom surface; A step of applying a hydrophilic treatment; a step of applying a hydrophilic treatment to the resist pattern; and a step of depositing plating in the recess by plating; and a portion of the plating seed layer exposed after removing the resist pattern after plating. In the method of forming a plating pattern comprising a removing step, a volatile metal layer made of a metal that is oxidized during the hydrophilic treatment and whose oxide is volatile is provided as the plating seed layer.
Further, as the volatile metal layer, one made of ruthenium is effective.

また、薄膜磁気ヘッドの構成部分をめっきにより形成する方法として、前記めっきパターンの形成方法を適用する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、前記レジストパターンを形成する工程においては、前記凹部を前記薄膜磁気ヘッドの構成部分のパターンに形成し、前記めっきにより前記凹部内にめっきを被着させる工程においては、前記凹部に磁性膜を形成することを特徴とする。
また、前記薄膜ヘッドの構成部分として、垂直磁気記録ヘッドの主磁極、あるいは水平磁気記録ヘッドの上部先端磁極を形成することができる。
また、前記めっきシード層として揮発性金属層を設ける際に、下部先端磁極と上部先端磁極のギャップ間隔に一致する厚さに揮発性金属層を設けることにより、揮発性金属層がめっきシード層およびライトギャップとして使用することができる。
また、前記揮発性金属層としては、ルテニウムからなるものが有効に利用できる。 Further, as a method of forming the constituent parts of the thin film magnetic head by plating, the method of manufacturing a thin film magnetic head to which the plating pattern forming method is applied, wherein the recess is formed in the thin film in the step of forming the resist pattern. In the step of forming the pattern of the constituent part of the magnetic head and depositing the plating in the recess by the plating, a magnetic film is formed in the recess.
Further, the main magnetic pole of the perpendicular magnetic recording head or the upper tip magnetic pole of the horizontal magnetic recording head can be formed as a constituent part of the thin film head.
Further, when the volatile metal layer is provided as the plating seed layer, the volatile metal layer is provided in a thickness that matches the gap distance between the lower tip magnetic pole and the upper tip magnetic pole, so that the volatile metal layer can be Can be used as a light gap.
Further, as the volatile metal layer, a layer made of ruthenium can be effectively used.

本発明に係るめっきパターンの形成方法によれば、めっきシード層として揮発性金属層を設けることにより、レジストパターンに親水処理を施した際にレジストパターンに設けられた凹部の幅が広がったり、パターン形状が変形したりすることが防止され、これによって、きわめて高精度に微細なめっきパターンを形成することが可能になる。本発明に係るめっきパターンの形成方法は薄膜磁気ヘッドの主磁極等の構成部分をめっきによって形成するといった場合に、好適に利用することができ、薄膜磁気ヘッドの構成部分を高精度に形成することが可能になる。   According to the method for forming a plating pattern according to the present invention, by providing a volatile metal layer as a plating seed layer, when the resist pattern is subjected to hydrophilic treatment, the width of the concave portion provided in the resist pattern is increased, The shape is prevented from being deformed, and this makes it possible to form a fine plating pattern with extremely high accuracy. The method for forming a plating pattern according to the present invention can be suitably used when a component such as a main magnetic pole of a thin film magnetic head is formed by plating, and the component of a thin film magnetic head can be formed with high accuracy. Is possible.

以下、本発明に係るめっきパターンの形成方法を、薄膜磁気ヘッドの構成部分を形成する方法に適用した例について説明する。
図１は、本発明方法を適用して形成した垂直磁気記録型の薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
この薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドとして主磁極１０、トレーリングシールド１３、リターンヨーク１４および記録用コイル１６を備え、再生ヘッドとして、ＭＲ素子２０、上部シールド２２および下部シールド２４を備える。
上部シールド２２と主磁極１０との間にはアルミナからなる絶縁層２６が設けられ、主磁極１０とコイル１６との間、コイル１６とリターンヨーク１４との間、ＭＲ素子２０と上部シールド２２および下部シールド２４との間もアルミナ等からなる絶縁層が設けられている。 Hereinafter, an example in which the plating pattern forming method according to the present invention is applied to a method of forming a constituent part of a thin film magnetic head will be described.
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a perpendicular magnetic recording type thin film magnetic head formed by applying the method of the present invention.
This thin film magnetic head includes a main magnetic pole 10, a trailing shield 13, a return yoke 14 and a recording coil 16 as a recording head, and an MR element 20, an upper shield 22 and a lower shield 24 as reproducing heads.
An insulating layer 26 made of alumina is provided between the upper shield 22 and the main magnetic pole 10, and between the main magnetic pole 10 and the coil 16, between the coil 16 and the return yoke 14, the MR element 20 and the upper shield 22 and An insulating layer made of alumina or the like is also provided between the lower shield 24.

本実施形態の薄膜磁気ヘッドの構成において特徴的な点は、主磁極１０の下地層として揮発性金属層１１が形成されていることにある。
すなわち、薄膜磁気ヘッドは、Al2O3-TiC基板上に、シールド層２２、２４やＭＲ素子２０、主磁極１０、コイル１４、リターンヨーク１６等を、順次、積層するように成膜し、所定のパターンにパターニングして形成される。
前述したように、垂直磁気記録型の薄膜磁気ヘッドでは、記録媒体に対向する主磁極１０の端面は、再生素子側が幅狭で、リターンヨーク側が幅広となる逆台形状に形成される。揮発性金属層１１はこの逆台形状に形成された主磁極１０の底部に被着されている。 A characteristic point in the configuration of the thin film magnetic head of this embodiment is that a volatile metal layer 11 is formed as an underlayer of the main pole 10.
That is, the thin-film magnetic head is formed by depositing the shield layers 22 and 24, the MR element 20, the main magnetic pole 10, the coil 14, the return yoke 16 and the like on the Al2O3-TiC substrate so as to be sequentially laminated. It is formed by patterning.
As described above, in the perpendicular magnetic recording type thin film magnetic head, the end face of the main pole 10 facing the recording medium is formed in an inverted trapezoidal shape having a narrow width on the reproducing element side and a wide width on the return yoke side. The volatile metal layer 11 is attached to the bottom of the main pole 10 formed in the inverted trapezoidal shape.

図２は、薄膜磁気ヘッドの主磁極１０を形成する工程を示す。図２は図１のＡ部分を端面方向から見た状態を示す。
図２(a)は、絶縁層２６を成膜した後、絶縁層２６の表面に密着層１２を成膜し、次いで揮発性金属層１１を成膜した状態を示す。密着層１２は揮発性金属層１１を絶縁層２６の表面に密着させるためのものである。密着層１２は、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｂ等をスパッタリングあるいは蒸着して形成される。 FIG. 2 shows a process of forming the main magnetic pole 10 of the thin film magnetic head. FIG. 2 shows a state in which the portion A in FIG. 1 is viewed from the end surface direction.
FIG. 2A shows a state in which after the insulating layer 26 is formed, the adhesion layer 12 is formed on the surface of the insulating layer 26, and then the volatile metal layer 11 is formed. The adhesion layer 12 is for adhering the volatile metal layer 11 to the surface of the insulating layer 26. The adhesion layer 12 is formed by sputtering or vapor deposition of Ti, Ta, Cr, Nb or the like.

揮発性金属層１１を形成する材料として、本実施形態ではＲｕ（ルテニウム）を使用した。揮発性金属層１１は、ルテニウム金属をスパッタリングあるいは蒸着して形成する。揮発性金属層１１はめっきシード層として使用するものであり、所定の電気抵抗値が得られる厚さ、たとえば５００オングストローム程度の厚さに形成すればよい。なお、揮発性金属層１１を単層で形成するかわりに、所定の電気抵抗値が得られる厚さに他の金属層を形成し、その上に揮発性金属層１１を形成して２層構造とすることもできる。ルテニウムをスパッタリングあるいは蒸着することによって、Al2O3-TiC基板からなるワークの表面が、ルテニウムからなる揮発性金属層１１によって被覆される。 In this embodiment, Ru (ruthenium) is used as a material for forming the volatile metal layer 11. The volatile metal layer 11 is formed by sputtering or vapor deposition of ruthenium metal. The volatile metal layer 11 is used as a plating seed layer, and may be formed to a thickness that provides a predetermined electric resistance value, for example, about 500 angstroms. Instead of forming the volatile metal layer 11 as a single layer, another metal layer is formed to a thickness that provides a predetermined electric resistance value, and the volatile metal layer 11 is formed thereon to form a two-layer structure. It can also be. By ruthenium sputtering or vapor deposition, the surface of the workpiece made of the Al 2 O 3 —TiC substrate is covered with the volatile metal layer 11 made of ruthenium.

図２(b)は、次に、揮発性金属層１１の表面にレジストパターン３０を形成した状態を示す。ワークの表面にレジストをコーティングし、主磁極１０を形成するパターンにしたがってレジストを露光および現像し、主磁極１０の先端部分については断面形状が逆台形状となるように凹部３０ａを形成する。凹部３０ａの内底面には、ルテニウムからなる揮発性金属層１１が露出する。   FIG. 2B shows a state where a resist pattern 30 is formed on the surface of the volatile metal layer 11 next. A resist is coated on the surface of the workpiece, and the resist is exposed and developed in accordance with a pattern for forming the main magnetic pole 10, and the concave portion 30a is formed so that the tip of the main magnetic pole 10 has an inverted trapezoidal cross section. The volatile metal layer 11 made of ruthenium is exposed on the inner bottom surface of the recess 30a.

レジストパターン３０を形成した後、レジストに親水処理を施す。図２(c)は、親水処理としてレジストにＯ2プラズマ処理を施している状態を示す。
レジストにＯ2プラズマ処理を施すと、レジストパターン３０の表面が疎水性から親水性に変化するとともに、凹部３０ａが形成された部位については、凹部３０ａの底面に露出する揮発性金属層１１のルテニウムが酸化されてＲｕＯ4となり、このＲｕＯ4が揮発して凹部３０ａの内壁面に揮発物１１ａとして付着する。 After the resist pattern 30 is formed, the resist is subjected to hydrophilic treatment. FIG. 2C shows a state in which the resist is subjected to O 2 plasma treatment as hydrophilic treatment.
When the resist is subjected to O 2 plasma treatment, the surface of the resist pattern 30 changes from hydrophobic to hydrophilic, and the ruthenium of the volatile metal layer 11 exposed on the bottom surface of the recess 30a is formed at the portion where the recess 30a is formed. Is oxidized to RuO 4 , and this RuO 4 volatilizes and adheres to the inner wall surface of the recess 30a as a volatile substance 11a.

本実施形態で揮発性金属層１１として使用しているルテニウムは、酸化物（ＲｕＯ4）が揮発性を有するものであり、親水処理の際に生じたＲｕＯ4は凹部３０ａの内壁面に付着するようになる。
こうして、親水処理によって凹部３０ａの内壁面に揮発物１１ａが付着するようになるが、凹部３０ａの内壁面に揮発物１１ａが付着するとレジストパターン３０に親水処理を施しても、レジストパターン３０に形成された凹部３０ａ等のパターンが変形しなくなる。レジストパターン３０に親水処理を施すと、通常は、レジストが揮発してレジストパターン３０に所定のパターンに形成された凹部（凹溝）の幅が広がったりするが、揮発性金属層１１から揮発物を揮発させると凹部の幅が広がったりする作用が抑制されるようになる。 The ruthenium used as the volatile metal layer 11 in the present embodiment is an oxide (RuO 4 ) having volatility, and RuO 4 generated during the hydrophilic treatment adheres to the inner wall surface of the recess 30a. It becomes like this.
Thus, the volatile matter 11a adheres to the inner wall surface of the recess 30a by the hydrophilic treatment. However, if the volatile matter 11a adheres to the inner wall surface of the recess 30a, the resist pattern 30 is formed even if the resist pattern 30 is subjected to the hydrophilic treatment. The formed pattern such as the recessed portion 30a is not deformed. When the resist pattern 30 is subjected to a hydrophilic treatment, the resist is usually volatilized and the width of the concave portion (concave groove) formed in the predetermined pattern on the resist pattern 30 is increased. When volatilizing is performed, the effect of expanding the width of the recess is suppressed.

上記のようにして、レジストパターン３０に親水処理を施した後、揮発性金属層１１をめっき給電層として電解めっきを施し、凹部３０ａ内に磁性膜（高飽和磁束密度膜）３２を盛り上げるように形成する。図２(d)が、磁性膜３２をめっきにより形成した状態を示す。
なお、親水処理を施した後、めっき前処理として希酸などにより揮発性金属層１１の表面を活性化するようにしてもよい。また、凹部３０ａに磁性膜３２を形成する方法としては、電解めっきに限らず、無電解めっきによることも可能である。電解めっきによる場合も、直流電流あるいはパルス電流等、電流の印加方法は適宜選択可能である。
また、磁性膜３２としては、薄膜磁気ヘッドの構成部分についての所望の特性に応じて、FeCo、FeCoα（α＝Pd、Pt、Rh、Mo、Zr）、CoNiFe、NiFe、NiFeα（α＝Pd、Pt、Rh、Mo、Zr）などを選択して使用することができる。 As described above, after the hydrophilic treatment is performed on the resist pattern 30, electrolytic plating is performed using the volatile metal layer 11 as a plating power feeding layer, and the magnetic film (high saturation magnetic flux density film) 32 is raised in the recess 30 a. Form. FIG. 2D shows a state in which the magnetic film 32 is formed by plating.
In addition, after performing a hydrophilic process, you may make it activate the surface of the volatile metal layer 11 by a dilute acid etc. as a plating pre-process. Further, the method of forming the magnetic film 32 in the concave portion 30a is not limited to electrolytic plating, and electroless plating is also possible. Also in the case of electrolytic plating, a current application method such as a direct current or a pulse current can be appropriately selected.
In addition, as the magnetic film 32, FeCo, FeCoα (α = Pd, Pt, Rh, Mo, Zr), CoNiFe, NiFe, NiFeα (α = Pd, Pt, Rh, Mo, Zr) can be selected and used.

図２(e)は、磁性膜３２を形成した後、レジストパターン３０を除去した状態を示す。レジストパターン３０は化学的に溶解して除去することができる。レジストパターン３０を除去する際に、凹部３０ａの内側面に付着した揮発物（ＲｕＯ4）もレジストパターン３０とともに除去される。なお、仮に、揮発物が磁性膜３２の側面に部分的に付着して残留したとしても、揮発物は非磁性であり、薄膜磁気ヘッドの特性に影響を及ぼすことはない。 FIG. 2E shows a state where the resist pattern 30 is removed after the magnetic film 32 is formed. The resist pattern 30 can be chemically dissolved and removed. When the resist pattern 30 is removed, the volatile matter (RuO 4 ) adhering to the inner surface of the recess 30 a is also removed together with the resist pattern 30. Even if the volatile matter partially adheres and remains on the side surface of the magnetic film 32, the volatile matter is nonmagnetic and does not affect the characteristics of the thin film magnetic head.

レジストパターン３０を除去した後、イオンミリングにより、絶縁層２６の表面に露出している部位の揮発性金属層１１と密着層１２とを除去する。図２(f)に揮発性金属層１１と密着層１２の不要部位を除去し、絶縁層２６上に主磁極１０が形成された状態を示す。イオンミリングによって揮発性金属層１１と密着層１２とを除去する際に、磁性膜３２が被着されている部位は、磁性膜３２によってその下地の揮発性金属層１１と密着層１２が遮蔽されており、揮発性金属層１１と密着層１２はきわめて薄く形成されているから、露出領域の揮発性金属層１１と密着層１２とは選択的に簡単に除去される。主磁極１０の下面側に残留する揮発性金属層１１についても、磁気ヘッドの特性に悪影響を与えることはない。   After the resist pattern 30 is removed, the volatile metal layer 11 and the adhesion layer 12 in a portion exposed on the surface of the insulating layer 26 are removed by ion milling. FIG. 2 (f) shows a state where the main magnetic pole 10 is formed on the insulating layer 26 by removing unnecessary portions of the volatile metal layer 11 and the adhesion layer 12. When the volatile metal layer 11 and the adhesion layer 12 are removed by ion milling, the underlying volatile metal layer 11 and the adhesion layer 12 are shielded by the magnetic film 32 at the portion where the magnetic film 32 is deposited. In addition, since the volatile metal layer 11 and the adhesion layer 12 are extremely thin, the volatile metal layer 11 and the adhesion layer 12 in the exposed region can be easily and selectively removed. The volatile metal layer 11 remaining on the lower surface side of the main pole 10 does not adversely affect the characteristics of the magnetic head.

本実施形態での主磁極１０の形成方法によれば、揮発性金属層１１の表面に形成したレジストパターン３０に親水処理を施す際に、レジストパターン３０に形成された凹部３０ａの幅が広がったり、逆台形状に形成された凹部３０ａの端面形状が変形したりすることが防止でき、これによって設計通りの形状に主磁極１０を形成することが可能になる。   According to the method for forming the main magnetic pole 10 in this embodiment, when the resist pattern 30 formed on the surface of the volatile metal layer 11 is subjected to a hydrophilic treatment, the width of the recess 30a formed in the resist pattern 30 is increased. Further, it is possible to prevent the end face shape of the concave portion 30a formed in the inverted trapezoidal shape from being deformed, and thereby the main magnetic pole 10 can be formed in the shape as designed.

上述した揮発性金属層１１は、レジストパターン３０に親水処理を施した際に、酸化物が揮発性を有するものとなる金属によって形成される。上記実施形態では、揮発性金属層１１をＲｕ（ルテニウム）によって形成したが、ルテニウム以外の金属を使用することも可能である。
また、上記実施形態では親水処理としてＯ2プラズマ処理を施したが、親水処理としては、この他にＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma 誘導結合高周波プラズマ)処理、ＵＶ（紫外線）処理、オゾン水処理などを適用することもできる。これらの親水処理を施す場合も、めっきシード層として揮発性金属層１１を設けることによって、レジストパターンに形成されたパターンが変形することを防止することができる。 The volatile metal layer 11 described above is formed of a metal whose oxide becomes volatile when the resist pattern 30 is subjected to a hydrophilic treatment. In the above embodiment, the volatile metal layer 11 is formed of Ru (ruthenium). However, a metal other than ruthenium can be used.
Further, in the above embodiment, the O 2 plasma treatment is performed as the hydrophilic treatment. However, as the hydrophilic treatment, ICP (Inductively Coupled Plasma Inductively Coupled High Frequency Plasma) treatment, UV (ultraviolet) treatment, ozone water treatment, and the like are applied. You can also Even when these hydrophilic treatments are performed, it is possible to prevent the pattern formed in the resist pattern from being deformed by providing the volatile metal layer 11 as the plating seed layer.

上述した実施形態は、垂直磁気記録ヘッドの主磁極１０を形成する際に本発明に係るめっきパターンの形成方法を適用した例であるが、本発明に係るめっきパターンの形成方法は、主磁極１０を形成する場合に限らず、薄膜磁気ヘッドの他の構成部分を形成する際にも利用することができる。
たとえば、図１で主磁極１０に対向して配置したトレーディングシールド１３をめっきによって形成する方法として適用することもできる。 The embodiment described above is an example in which the plating pattern forming method according to the present invention is applied when forming the main magnetic pole 10 of the perpendicular magnetic recording head. However, the plating pattern forming method according to the present invention is the main magnetic pole 10. The present invention is not limited to the case of forming the thin film magnetic head, but can be used for forming other components of the thin film magnetic head.
For example, the method can be applied as a method of forming the trading shield 13 disposed facing the main magnetic pole 10 in FIG. 1 by plating.

図３は、主磁極１０とトレーディングシールド１３をＡＢＳ面側から見た状態を示すもので、主磁極１０に対向してトレーディングシールド１３が配置されている状態を示す。このトレーディングシールド１３をめっきによって形成する場合も、主磁極１０を形成した方法と同様に、めっきシード層として揮発性金属層１１を形成し、揮発性金属層１１の表面にレジストパターンを形成することにより、レジストパターンに親水処理を施した際に、レジストパターンが変形せず、めっきを施すことによってトレーディングシールド１３を所定形状に形成することができる。   FIG. 3 shows a state in which the main magnetic pole 10 and the trading shield 13 are viewed from the ABS surface side, and shows a state in which the trading shield 13 is disposed facing the main magnetic pole 10. Even when the trading shield 13 is formed by plating, the volatile metal layer 11 is formed as a plating seed layer and a resist pattern is formed on the surface of the volatile metal layer 11 in the same manner as the method of forming the main magnetic pole 10. Thus, when the resist pattern is subjected to a hydrophilic treatment, the resist pattern is not deformed, and the trading shield 13 can be formed in a predetermined shape by plating.

また、本発明に係るめっきパターンの形成方法は、図４に示すような、水平磁気記録ヘッドを製造する方法にも利用することができる。この薄膜磁気ヘッドでは、下部磁極４０の下部先端磁極４０ａと上部磁極４２の上部先端磁極４２ａのギャップ部に揮発性金属層１１が形成されている。
図５は、下部先端磁極４０ａと上部先端磁極４２ａをＡＢＳ面側から見た状態を示す。下部先端磁極４０ａと上部先端磁極４２ａによって揮発性金属層１１が挟まれ、揮発性金属層１１がライトギャップとして作用していることを示す。揮発性金属層１１は非磁性材からなるから、下部先端磁極４０ａと上部先端磁極４２ａとの間に介在させる配置とすることで、ライトギャップとして何ら問題なく作用する。 The plating pattern forming method according to the present invention can also be used in a method of manufacturing a horizontal magnetic recording head as shown in FIG. In this thin film magnetic head, the volatile metal layer 11 is formed in the gap portion between the lower tip magnetic pole 40 a of the lower magnetic pole 40 and the upper tip magnetic pole 42 a of the upper magnetic pole 42.
FIG. 5 shows a state in which the lower tip magnetic pole 40a and the upper tip magnetic pole 42a are viewed from the ABS surface side. It shows that the volatile metal layer 11 is sandwiched between the lower tip magnetic pole 40a and the upper tip magnetic pole 42a, and the volatile metal layer 11 acts as a write gap. Since the volatile metal layer 11 is made of a non-magnetic material, it can function as a write gap without any problem by being disposed between the lower tip magnetic pole 40a and the upper tip magnetic pole 42a.

図６は、図５に示す下部先端磁極４０ａと上部先端磁極４２ａを形成する製造工程を示す。
図６(a)は、下部磁極２２ａ上に下部磁極４０と下部先端磁極４０ａを形成した後、揮発性金属層１１をライトギャップの離間間隔に一致する厚さに、スパッタリング等によって成膜し、さらに、揮発性金属層１１の表面にレジストパターン５０を形成した状態を示す。レジストパターン５０は、上部先端磁極４２ａの形状に合わせた凹部５０ａを形成するようにレジストを露光および現像して形成する。 FIG. 6 shows a manufacturing process for forming the lower tip magnetic pole 40a and the upper tip magnetic pole 42a shown in FIG.
In FIG. 6A, after the lower magnetic pole 40 and the lower tip magnetic pole 40a are formed on the lower magnetic pole 22a, the volatile metal layer 11 is deposited by sputtering or the like to a thickness that matches the spacing of the write gap. Furthermore, the state which formed the resist pattern 50 on the surface of the volatile metal layer 11 is shown. The resist pattern 50 is formed by exposing and developing the resist so as to form a recess 50a that matches the shape of the upper tip magnetic pole 42a.

次いで、レジストパターン５０にＯ2プラズマ処理等の親水処理を施す。図５(b)は、揮発性金属層１１をめっき給電層として、めっきにより上部先端磁極４２ａを形成した状態を示す。上部先端磁極４２ａは、たとえば、FeCoをめっきして形成することができる。
上部先端磁極４２ａをめっきした後、レジストパターン５０を除去し、絶縁層５２上に残留している揮発性金属層１１をイオンミリングによって除去する。図６(c)は、上部先端磁極４２ａによって遮蔽されている部位を除いて絶縁層５２上の揮発性金属層１１を除去した状態を示す。
図６(c)に示す状態から、上部磁極４２をめっき等によって所定パターンに成膜することによって図４に示す水平磁気記録ヘッドが得られる。 Next, the resist pattern 50 is subjected to hydrophilic treatment such as O 2 plasma treatment. FIG. 5B shows a state in which the upper tip magnetic pole 42a is formed by plating using the volatile metal layer 11 as a plating power feeding layer. The upper tip magnetic pole 42a can be formed, for example, by plating FeCo.
After plating the upper tip magnetic pole 42a, the resist pattern 50 is removed, and the volatile metal layer 11 remaining on the insulating layer 52 is removed by ion milling. FIG. 6C shows a state in which the volatile metal layer 11 on the insulating layer 52 is removed except for the portion shielded by the upper tip magnetic pole 42a.
From the state shown in FIG. 6 (c), the horizontal magnetic recording head shown in FIG. 4 is obtained by forming the upper magnetic pole 42 in a predetermined pattern by plating or the like.

本実施形態の水平磁気記録ヘッドの製造方法においても、レジストパターン５０の下地層として揮発性金属層１１を形成することにより、レジストパターン５０に親水処理を施した際に、レジストパターン５０に形成したパターン幅が広がったり、変形したりすることを防止することができ、微細なパターンに形成する必要がある上部先端磁極４２ａを高精度に形成することが可能になる。
もちろん、水平磁気記録ヘッドにおいても、他の構成部分、たとえば下部先端磁極４０ａをめっきによって形成する場合に、下部先端磁極４０ａを形成するレジストパターンの下地層として揮発性金属層をあらかじめ形成するといったように利用することも可能である。 Also in the manufacturing method of the horizontal magnetic recording head of the present embodiment, the volatile metal layer 11 is formed as an underlayer of the resist pattern 50, so that when the resist pattern 50 is subjected to hydrophilic treatment, the resist pattern 50 is formed. It is possible to prevent the pattern width from being widened or deformed, and it is possible to form the upper tip magnetic pole 42a that needs to be formed in a fine pattern with high accuracy.
Of course, also in the horizontal magnetic recording head, when other components such as the lower tip magnetic pole 40a are formed by plating, a volatile metal layer is formed in advance as an underlayer of the resist pattern for forming the lower tip magnetic pole 40a. It is also possible to use it.

上記各実施形態では、薄膜磁気ヘッドの製造工程において、本発明に係るめっきパターンの形成方法を適用した例について説明した。
本発明に係るめっきパターンの形成方法は、このような薄膜磁気ヘッドの製造工程において利用する場合に限られるものではない。図７は、多層配線基板の製造工程において、本発明に係るめっきパターンの形成方法を利用する例を示す。
図７(a)は、配線パターン７２が形成された下地層７０の表面にポリイミドフィルム等の絶縁層７４を形成し、レーザ加工等によって絶縁層７４にビア穴７４ａを形成した後、めっきシード層として揮発性金属層１１を成膜した状態を示す。 In each of the above embodiments, the example in which the plating pattern forming method according to the present invention is applied in the manufacturing process of the thin film magnetic head has been described.
The plating pattern forming method according to the present invention is not limited to use in the manufacturing process of such a thin film magnetic head. FIG. 7 shows an example in which the method for forming a plating pattern according to the present invention is used in a manufacturing process of a multilayer wiring board.
FIG. 7A shows an insulating layer 74 such as a polyimide film formed on the surface of the base layer 70 on which the wiring pattern 72 is formed, and a via hole 74a is formed in the insulating layer 74 by laser processing or the like, and then a plating seed layer. Shows a state in which the volatile metal layer 11 is formed.

図７(b)は、揮発性金属層１１を形成した後、揮発性金属層１１の表面にレジストを被着し、レジストを露光および現像してレジストパターン７６を形成した状態を示す。レジストパターン７６は、絶縁層７４上で配線パターンを形成する部位を露出させるようにパターニングする。
レジストパターン７６については、めっき前処理として親水処理が施され、揮発性金属層１１をめっきシード層としてレジストパターン７６に形成された凹部であるパターン溝７６ａに導体層７８がめっきにより盛り上げ形成される。 FIG. 7B shows a state in which after the volatile metal layer 11 is formed, a resist is deposited on the surface of the volatile metal layer 11, and the resist is exposed and developed to form a resist pattern 76. The resist pattern 76 is patterned so as to expose a part for forming a wiring pattern on the insulating layer 74.
The resist pattern 76 is subjected to a hydrophilic treatment as a pretreatment for plating, and a conductive layer 78 is formed by plating in a pattern groove 76a that is a recess formed in the resist pattern 76 using the volatile metal layer 11 as a plating seed layer. .

図７(c)が、パターン溝７６ａ内に導体層７８をめっき盛り上げした状態を示す。導体層７８は、たとえば電解銅めっき、あるいは無電解銅めっきにより所定の厚さに銅を成膜して形成する。
次いで、レジストパターン７６を除去し、導体層７８によって被覆されていない部位の揮発性金属層１１（めっきシード層）を除去することによって、絶縁層７４の表面に配線パターン８０が形成される（図７(d)）。揮発性金属層１１は導体層７８にくらべてはるかに薄厚に形成されているから、化学的エッチングあるいはイオンミリングによって揮発性金属層１１の露出部分のみを、選択的に簡単に除去することができる。 FIG. 7C shows a state in which the conductor layer 78 is plated up in the pattern groove 76a. The conductor layer 78 is formed by depositing copper to a predetermined thickness by, for example, electrolytic copper plating or electroless copper plating.
Next, the resist pattern 76 is removed, and the volatile metal layer 11 (plating seed layer) in a portion not covered with the conductor layer 78 is removed, whereby a wiring pattern 80 is formed on the surface of the insulating layer 74 (FIG. 7 (d)). Since the volatile metal layer 11 is formed much thinner than the conductor layer 78, only the exposed portion of the volatile metal layer 11 can be selectively and easily removed by chemical etching or ion milling. .

こうして、絶縁層７４の表面に所定のパターンで配線パターン８０が形成され、上層の配線パターン８０と下層の配線パターン７２とがビア８０ａを介して電気的に接続された多層の配線基板を得ることができる。
この配線基板の製造方法においても、揮発性金属層１１によりめっきシード層を形成することによって、レジストパターン７６に親水処理を施した際に、レジストパターン７６に形成されているパターン溝７６ａ等の幅が広がったり、変形したりすることが防止でき、高精度に配線パターン８０を形成することが可能となる。 In this manner, a multilayer wiring board is obtained in which the wiring pattern 80 is formed in a predetermined pattern on the surface of the insulating layer 74, and the upper wiring pattern 80 and the lower wiring pattern 72 are electrically connected via the via 80a. Can do.
Also in this method of manufacturing a wiring board, when the resist pattern 76 is subjected to hydrophilic treatment by forming a plating seed layer with the volatile metal layer 11, the width of the pattern groove 76 a and the like formed in the resist pattern 76. Can be prevented from spreading or deforming, and the wiring pattern 80 can be formed with high accuracy.

本発明に係るめっきパターンの形成方法によれば、レジストパターンの変形を抑えて正確に配線パターンを形成することができること、レジストに親水処理を施すことによって微細なパターン内へのめっき液の液回りを向上させ、めっきの付き回りを向上させることができることから、きわめて微細で高密度に配線パターンが形成される配線基板を製造する場合であっても、レジストパターンが変形して配線パターンの断線や電気的短絡が生じることを防止し、信頼性の高い配線基板を製造することが可能となる。   According to the method for forming a plating pattern according to the present invention, it is possible to accurately form a wiring pattern while suppressing deformation of the resist pattern, and the amount of plating solution in the fine pattern by applying a hydrophilic treatment to the resist. In this case, even when manufacturing a wiring board on which a wiring pattern is formed in a very fine and high density, the resist pattern is deformed and the wiring pattern is disconnected. It is possible to prevent the occurrence of an electrical short circuit and manufacture a highly reliable wiring board.

本発明方法によって製造した薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the thin film magnetic head manufactured by the method of this invention. 薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of a thin film magnetic head. 主磁極とトレーディングシールドの構成を示す端面図である。It is an end view which shows the structure of a main pole and a trading shield. 本発明方法によって製造した薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the thin film magnetic head manufactured by the method of this invention. 下部先端磁極と上部先端磁極の構成を示す端面図である。It is an end elevation which shows the structure of a lower tip magnetic pole and an upper tip magnetic pole. 上部先端磁極を形成する方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of forming an upper front-end | tip magnetic pole. 本発明に係るめっきパターンの形成方法の適用例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of application of the formation method of the plating pattern which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 主磁極
１１ 揮発性金属層
１１ａ 揮発物
１２ 密着層
１３ トレーディングシールド
１４ リターンヨーク
２０ ＭＲ素子
２２ 上部シールド
２２ａ 下部磁極
２４ 下部シールド
２６ 絶縁層
３０ レジストパターン
３０ａ 凹部
４０ 下部磁極
４０ａ 下部先端磁極
４２ 上部磁極
４２ａ 上部先端磁極
５０ レジストパターン
５０ａ 凹部
５２ 絶縁層
７０ 下地層
７２ 配線パターン
７４ 絶縁層
７４ａ ビア穴
７６ レジストパターン
７６ａ パターン溝
７８ 導体層
８０ 配線パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main pole 11 Volatile metal layer 11a Volatile 12 Adhesion layer 13 Trading shield 14 Return yoke 20 MR element 22 Upper shield 22a Lower magnetic pole 24 Lower shield 26 Insulating layer 30 Resist pattern 30a Recess 40 Lower magnetic pole 40a Lower tip magnetic pole 42 Upper magnetic pole 42a Upper tip magnetic pole 50 Resist pattern 50a Recess 52 Insulating layer 70 Underlayer 72 Wiring pattern 74 Insulating layer 74a Via hole 76 Resist pattern 76a Pattern groove 78 Conductive layer 80 Wiring pattern

Claims (7)

めっきシード層の表面にレジストを被着し、該レジストを露光および現像して底面に前記めっきシード層が露出する所定パターンの凹部が設けられたレジストパターンを形成する工程と、
レジストパターンに親水処理を施す工程と、
レジストパターンに親水処理を施した後、めっきにより前記凹部内にめっきを被着させる工程と、
めっき後に前記レジストパターンを除去し、次いで前記めっきシード層の露出する部位を除去する工程とを備えるめっきパターンの形成方法において、
前記めっきシード層として、前記親水処理の際に酸化され、酸化物が揮発性を有する金属からなる揮発性金属層を設けることを特徴とするめっきパターンの形成方法。 Depositing a resist on the surface of the plating seed layer, exposing and developing the resist, and forming a resist pattern provided with a predetermined pattern of recesses exposing the plating seed layer on the bottom surface;
Applying a hydrophilic treatment to the resist pattern;
Applying a hydrophilic treatment to the resist pattern, and then depositing the plating in the recess by plating; and
Removing the resist pattern after plating, and then removing the exposed portion of the plating seed layer.
A plating pattern forming method, characterized in that a volatile metal layer made of a metal which is oxidized during the hydrophilic treatment and whose oxide is volatile is provided as the plating seed layer. 前記揮発性金属層が、ルテニウムからなることを特徴とする請求項１記載のめっきパターンの形成方法。   The plating pattern forming method according to claim 1, wherein the volatile metal layer is made of ruthenium. 薄膜磁気ヘッドの構成部分をめっきにより形成する方法として、請求項１記載のめっきパターンの形成方法を適用する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記レジストパターンを形成する工程においては、前記凹部を前記薄膜磁気ヘッドの構成部分のパターンに形成し、
前記めっきにより前記凹部内にめっきを被着させる工程においては、前記凹部に磁性膜を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 A method of forming a constituent part of a thin film magnetic head by plating is a method of manufacturing a thin film magnetic head to which the plating pattern forming method according to claim 1 is applied,
In the step of forming the resist pattern, the concave portion is formed into a pattern of a constituent part of the thin film magnetic head,
A method of manufacturing a thin film magnetic head, wherein a magnetic film is formed in the recess in the step of depositing the plating in the recess by the plating. 前記薄膜ヘッドの構成部分が、垂直磁気記録ヘッドの主磁極であることを特徴とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。   4. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 3, wherein the constituent part of the thin film head is a main magnetic pole of a perpendicular magnetic recording head. 前記薄膜ヘッドの構成部分が、水平磁気記録ヘッドの上部先端磁極であることを特徴とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。   4. A method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 3, wherein the constituent part of the thin film head is an upper tip magnetic pole of a horizontal magnetic recording head. 前記めっきシード層として揮発性金属層を設ける際に、下部先端磁極と上部先端磁極のギャップ間隔に一致する厚さに揮発性金属層を設けることを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。   6. The thin film magnetic head according to claim 5, wherein when the volatile metal layer is provided as the plating seed layer, the volatile metal layer is provided with a thickness that matches a gap distance between the lower tip magnetic pole and the upper tip magnetic pole. Production method. 前記揮発性金属層が、ルテニウムからなることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 3, wherein the volatile metal layer is made of ruthenium.
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