JP2702215B2 - Method for manufacturing thin-film magnetic head - Google Patents

Method for manufacturing thin-film magnetic head

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JP2702215B2
JP2702215B2 JP1049922A JP4992289A JP2702215B2 JP 2702215 B2 JP2702215 B2 JP 2702215B2 JP 1049922 A JP1049922 A JP 1049922A JP 4992289 A JP4992289 A JP 4992289A JP 2702215 B2 JP2702215 B2 JP 2702215B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は磁気ディスク装置、磁気テープ装置等に使用
される誘導型薄膜磁気ヘッドに関し、特に集積化薄膜技
術を用いて作製される誘導型薄膜磁気ヘッドのコイルの
構造に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductive thin film magnetic head used for a magnetic disk device, a magnetic tape device, and the like, and in particular, an inductive thin film manufactured using an integrated thin film technology. The present invention relates to a structure of a coil of a magnetic head.

[従来の技術] 近年磁気記録の分野では、高記録密度化が増々進み、
記録媒体と共に磁気記録を支える磁気ヘッドにおいて
も、従来のフェライトヘッドに代わり、集積化薄膜技術
を用いて製造される薄膜磁気ヘッドが実用化されてき
た。この薄膜磁気ヘッドは、周波数特性が優れており、
半導体テクノロジーに基づく製造プロセスが適用できる
ので、高精度の高記録密度用磁気ヘッドを低価格で製造
することが可能となり、今後の磁気ヘッドの主流となり
つつある。
[Prior Art] In recent years, in the field of magnetic recording, higher recording densities have been increasing,
In a magnetic head that supports magnetic recording together with a recording medium, a thin film magnetic head manufactured by using integrated thin film technology has been put to practical use instead of a conventional ferrite head. This thin film magnetic head has excellent frequency characteristics,
Since a manufacturing process based on semiconductor technology can be applied, a high-precision magnetic head for high recording density can be manufactured at a low price, and it is becoming the mainstream of magnetic heads in the future.

第5図はこのような薄膜磁気ヘッドの概略断面図であ
る。第5図において、Al2O3−TiC等のセラミック基板10
上にはAl2O3等の絶縁層12がスパッタリング法等によっ
て成膜されており、その上にNiFe合金やCo−金属系非晶
質材料(例えばCoZrNb)等の軟磁性体よりなる下部磁性
体層13が集積化薄膜技術を用いて形成されている。該磁
性体層13上には所定のギャップ長に等しい膜厚を有する
絶縁層14、前記下部磁性体層13の段差解消層となる有機
物層15および導電性材料よりなるコイル16が形成されて
いる。該コイル上およびコイル間隙には、コイル16の段
差解消層なる有機物層17が再度形成され、次にNiFe合金
やCo−金属系非晶質材料(例えばCoZrNb)等の軟磁性体
よりなる上部磁性体層18が、下部磁性体層13と同様にし
て形成され、絶縁物からなる保護層(図示せず)が成膜
されて薄膜磁気ヘッドのトランスデューサーが完成され
る。
FIG. 5 is a schematic sectional view of such a thin film magnetic head. In FIG. 5, a ceramic substrate 10 such as Al 2 O 3 —TiC
An insulating layer 12 of Al 2 O 3 or the like is formed thereon by a sputtering method or the like, and a lower magnetic layer made of a soft magnetic material such as a NiFe alloy or a Co-metal-based amorphous material (eg, CoZrNb) is formed thereon. The body layer 13 is formed using the integrated thin film technology. On the magnetic layer 13, an insulating layer 14 having a thickness equal to a predetermined gap length, an organic layer 15 serving as a step eliminating layer of the lower magnetic layer 13, and a coil 16 made of a conductive material are formed. . On the coil and in the coil gap, an organic material layer 17 is formed again as a step-eliminating layer of the coil 16, and then an upper magnetic layer made of a soft magnetic material such as a NiFe alloy or a Co-metallic amorphous material (for example, CoZrNb). The body layer 18 is formed in the same manner as the lower magnetic layer 13, and a protective layer (not shown) made of an insulator is formed to complete the transducer of the thin-film magnetic head.

上述した薄膜磁気ヘッドのコイル16には通常電気銅
(Cu)メッキ膜が用いられ、その概略断面構造は第2図
に示したようなものである。つまり、第5図で示したコ
イル16は、Cr層5とCu層6の積層体(この積層体は通常
スパッタリング法で形成される)からなるメッキ下地層
とCuメッキ層3の積層構造となっている。
The coil 16 of the above-mentioned thin-film magnetic head is usually made of an electrolytic copper (Cu) plating film, and its schematic sectional structure is as shown in FIG. That is, the coil 16 shown in FIG. 5 has a laminated structure of a plating base layer made of a laminate of a Cr layer 5 and a Cu layer 6 (this laminate is usually formed by a sputtering method) and a Cu plating layer 3. ing.

このような従来のコイルの製造工程を第4図に示す。
まず、第4図(a)において、下地体11上にスパッタリ
ング法によってCr層5とCu層6の積層体を成膜し、メッ
キ下地層を形成する。次いで、第4図(b)に示すよう
に、所定形状のフォトレジストパターン(以下、PRパタ
ーンと略記する)4を公知の露光・現像技術を用いて形
成する。その後、第4図(c)に示すように、硫酸銅を
主成分とするメッキ浴中においてCuを析出させ、Cuメッ
キ層3を形成する。次いで、PRパターン4を剥離し(第
4図(d))、第4図(e)に示すように、Arガス雰囲
気中でのイオンエッチングにより、PRパターン4で被覆
されていたメッキ下地層の一部が除去されてコイルが形
成される。なお、この製造工程では、第4図(e)でも
明らかなとおり、メッキ下地層の除去工程ではCuメッキ
層3もイオンエッチングされるため、CUメッキ層3の厚
みはメッキ下地層を除去する時間分だけ減少する。
FIG. 4 shows a manufacturing process of such a conventional coil.
First, in FIG. 4 (a), a laminate of a Cr layer 5 and a Cu layer 6 is formed on the base body 11 by a sputtering method to form a plating base layer. Next, as shown in FIG. 4 (b), a photoresist pattern (hereinafter abbreviated as PR pattern) 4 having a predetermined shape is formed by using a known exposure / development technique. Thereafter, as shown in FIG. 4C, Cu is deposited in a plating bath containing copper sulfate as a main component to form a Cu plating layer 3. Next, the PR pattern 4 was peeled off (FIG. 4 (d)), and as shown in FIG. 4 (e), the plating underlayer covered with the PR pattern 4 was ion-etched in an Ar gas atmosphere. Part is removed to form a coil. In this manufacturing process, as is clear from FIG. 4 (e), the Cu plating layer 3 is also ion-etched in the plating underlayer removing step, so that the thickness of the CU plating layer 3 is determined by the time required to remove the plating underlayer. Decrease by minutes.

ところで、近年の高記録密度化の流れを反映し、媒体
上に記録された情報からの漏洩磁界は増々微少なものと
なってきており、ヘッドの再生出力の低下が懸念されて
いる。誘導型薄膜磁気ヘッドの再生出力はコイルの巻数
にほぼ比例することから、コイル間隔をできるだけ狭め
て稠密なコイルを形成し、コイル巻数を増加させること
が、この再生出力低下を補うひとつの有力な手段と考え
られている。
By the way, in light of the recent trend toward higher recording densities, the leakage magnetic field from information recorded on a medium has become increasingly small, and there is a concern that the reproduction output of the head may be reduced. Since the reproduction output of an inductive type thin-film magnetic head is almost proportional to the number of turns of the coil, forming a dense coil by narrowing the coil interval as much as possible and increasing the number of turns of the coil is one powerful way to compensate for this decrease in the reproduction output. Is considered a means.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら前述した従来の構造や製法によって、コ
イル巻数を増加させる際には以下に述べる如き問題点が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the number of coil turns is increased by the above-described conventional structure and manufacturing method, there are the following problems.

すなわち、稠密なコイルにおいては、当然のことなが
らコイル間隔は従来のコイル間隔(4μm程度)に比較
して狭く、約2μm程度以下が普通である。一方、コイ
ル厚み(メッキ下地層とCuメッキ層3の膜厚の和)も現
状では3μm前後の値であるが、コイル巻数の増加によ
るコイル抵抗値の増大の影響を軽減するため、より厚く
(例えば、4μm以上)する必要がある。
That is, in a dense coil, the coil interval is naturally narrower than the conventional coil interval (about 4 μm), and is generally about 2 μm or less. On the other hand, the coil thickness (the sum of the thickness of the plating underlayer and the thickness of the Cu plating layer 3) is also about 3 μm at present, but is increased to reduce the effect of an increase in coil resistance due to an increase in the number of coil turns ( (For example, 4 μm or more).

このようなコイル間隔が狭く、コイル厚が厚い稠密な
コイルでは、第4図(e)の工程でのイオンエッチング
によりPRパターン4で被覆されていたメッキ下地層の一
部を除去する際、コイル間隔の広い従来のコイルを形成
する場合に比較して、メッキ下地層除去工程に要する時
間が大幅に増大する。
In such a dense coil having a small coil interval and a large coil thickness, when removing a part of the plating base layer covered with the PR pattern 4 by ion etching in the step of FIG. The time required for the plating underlayer removing step is greatly increased as compared with the case where a conventional coil having a large interval is formed.

これは、コイル間隔が狭くコイル厚が大きなため、除
去されるべきメッキ下地層がコイル上面(第2図中、矢
印Aで示した面)から深い位置にあることになり、Ar粒
子がメッキ下地層に到達する頻度が低下すること、およ
びAr粒子によりたたき出されたメッキ下地がコイルの側
面に再付着するなどしてコイルとコイルの隙間から容易
に離脱しないこと等により、コイルとコイルに挟まれた
部分での実効的なエッチング速度が低下することが原因
と考えられ、必然的に生じる現象である。
This is because, since the coil interval is small and the coil thickness is large, the plating underlayer to be removed is located deep from the coil upper surface (the surface indicated by arrow A in FIG. 2), and the Ar particles are removed under the plating. The frequency of reaching the stratum decreases, and the plating ground struck by the Ar particles does not easily come off from the gap between the coils due to reattachment to the side surface of the coil, etc. This is considered to be caused by a decrease in the effective etching rate at the part where the part was removed, and is an inevitable phenomenon.

このように、稠密なコイルのメッキ下地層除去工程に
おいては、その工程完了に多大の時間を要するため、結
果としてコイル上面(第2図中、矢印Aで示した面)が
長時間にわたりイオンエッチングされ、コイル厚が大幅
に減少する。従って、コイル厚を厚くし、巻数増加によ
るコイル抵抗値の増大を抑制するという効果が十分得ら
れず問題となっていた。このことは、コイル厚が厚いほ
ど、またコイル間隔が狭いほど著しく、ヘッド製造工程
において大きな問題となっていた。
As described above, in the step of removing the plating underlayer of the dense coil, it takes a long time to complete the step, and as a result, the upper surface of the coil (the surface indicated by arrow A in FIG. 2) is subjected to ion etching for a long time. And the coil thickness is greatly reduced. Therefore, the effect of increasing the coil thickness and suppressing an increase in the coil resistance value due to an increase in the number of windings cannot be sufficiently obtained, which has been a problem. This is more remarkable as the coil thickness is larger and the coil interval is smaller, and has been a serious problem in the head manufacturing process.

本発明は以上述べた薄膜磁気ヘッドのコイル形成工程
における問題点を解決してコイル厚が厚く、かつコイル
間隔が狭い稠密コイルを有する薄膜磁気ヘッドおよびそ
の製造方法を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thin-film magnetic head having a dense coil having a thick coil and a narrow coil interval by solving the above-described problems in the coil forming step of the thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same. It is.

[課題を解決するための手段] 本発明は、誘導型薄膜磁気ヘッドの製造方法における
コイル作製プロセスが、基板上にTaまたはTiからなるメ
ッキ下地層を形成する工程と、該メッキ下地層上にコイ
ル形状に対応したフォトレジストパターンを形成する工
程と、該フォトレジストパターン間隙に電気Cuメッキ層
を形成する工程と、前記フォトレジストパターンを剥離
する工程と、露呈したメッキ下地層を除去する工程とか
らなり、露呈したメッキ下地層の除去は、CF4ガスを主
成分とする雰囲気中の反応性エッチングにより行われる
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法である。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, a coil manufacturing process in a method of manufacturing an inductive type thin film magnetic head includes a step of forming a plating base layer made of Ta or Ti on a substrate; A step of forming a photoresist pattern corresponding to the coil shape, a step of forming an electric Cu plating layer in the photoresist pattern gap, a step of peeling off the photoresist pattern, and a step of removing the exposed plating underlayer. And removing the exposed plating underlayer by a reactive etching in an atmosphere containing CF 4 gas as a main component.

[作用] 本発明は上述の構成をとることにより、従来の課題を
解決した薄膜磁気ヘッドの提供を可能とした。
[Operation] By adopting the above configuration, the present invention has made it possible to provide a thin-film magnetic head that has solved the conventional problems.

すなわち、本発明者の検討によれば、CF4ガスを主成
分とする雰囲気中での反応性イオンエッチングにおいて
は、Ta薄膜およびTi薄膜のエッチング速度は非常に大き
く、一方、Cuメッキ層のエッチング速度は極めて小さ
く、Taの約1/15程度、Tiの約1/20程度である。従って、
Ta層またはTi層をメッキ下地層とした場合、Cuメッキ層
を殆どエッチングせずに不要なメッキ下地層を除去する
ことが可能である。
That is, according to the study of the present inventors, in reactive ion etching in an atmosphere containing CF 4 gas as a main component, the etching rate of the Ta thin film and the Ti thin film is very high, while the etching rate of the Cu plating layer is increased. The speed is extremely low, about 1/15 of Ta and about 1/20 of Ti. Therefore,
When the Ta layer or the Ti layer is used as the plating underlayer, it is possible to remove the unnecessary plating underlayer without substantially etching the Cu plating layer.

例えば、メッキ下地層として膜厚3000ÅのTa薄膜を用
いた場合、CF4ガス雰囲気中でのTaのエッチング速度は3
00Å/分(CF4ガス圧4.5Pa、投入電力100W)であるか
ら、約10分でメッキ下地層の除去工程が完了する。この
間、Cuメッキ層は同一エッチング条件下でのCuのエッチ
ング速度が約20Å/分であるから、わずか200Å程度そ
の膜厚が減少するだけである。
For example, when a Ta thin film having a thickness of 3000 mm is used as a plating underlayer, the etching rate of Ta in a CF 4 gas atmosphere is 3
Since it is 00 ° / min (CF 4 gas pressure 4.5 Pa, input power 100 W), the step of removing the plating underlayer is completed in about 10 minutes. During this time, the Cu plating layer has an etching rate of Cu of about 20 ° / min under the same etching conditions, so that its thickness is reduced only by about 200 °.

一方、メッキ下地層として膜厚3000ÅのTi薄膜を用い
た場合、CF4ガス雰囲気中でのTiのエッチング速度は400
Å/分(CF4ガス圧4.5Pa、投入電力100W)であるから、
約8分でメッキ下地層の除去工程が完了する。この間、
Cuメッキ層は同一エッチング条件下でのCuのエッチング
速度が約20Å/分であるから、わずか160Å程度その膜
厚が減少するだけである。
On the other hand, when a 3000-mm-thick Ti thin film is used as the plating underlayer, the etching rate of Ti in a CF 4 gas atmosphere is 400
Å / min (CF 4 gas pressure 4.5Pa, input power 100W)
The removal process of the plating underlayer is completed in about 8 minutes. During this time,
Since the Cu plating layer has a Cu etching rate of about 20 ° / min under the same etching conditions, its thickness is reduced only by about 160 °.

従って、TaまたはTi薄膜をメッキ下地層とし、CF4
ス雰囲気中での反応性エッチングによってメッキ下地層
除去を行うことにより、メッキ下地層除去工程の最中に
Cuメッキ層の上面が殆どエッチングされることなく、コ
イル間隔の小さな稠密コイルが実現される。
Therefore, by using a Ta or Ti thin film as a plating underlayer and removing the plating underlayer by reactive etching in a CF 4 gas atmosphere, during the plating underlayer removal step,
A dense coil having a small coil interval is realized without substantially etching the upper surface of the Cu plating layer.

なお、CF4ガス雰囲気中でのTaまたはTiのエッチング
速度は、Arガス雰囲気中でのイオンミリングによりメッ
キ下地層を除去する場合と異なり、コイル間隔が0.8μ
m程度までは殆どコイル間隔依存性を示さない。従って
メッキ下地層の除去に要する時間は殆ど変化しない。
The etching rate of Ta or Ti in the CF 4 gas atmosphere is different from that in the case where the plating underlayer is removed by ion milling in the Ar gas atmosphere.
Up to about m, there is almost no coil spacing dependence. Therefore, the time required for removing the plating underlayer hardly changes.

[実施例] 次に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、既に述べた通り、本発明の誘導型薄膜磁気ヘッ
ドは、そのコイル構造に特徴を有するものであり、本発
明による薄膜磁気ヘッドの他の部分の概略構造は第5図
に示した従来の薄膜磁気ヘッドの構造と大差がないた
め、以下の実施例においてはコイル部以外はこの第5図
を用いて説明する。
As described above, the induction type thin film magnetic head of the present invention is characterized by its coil structure, and the other parts of the thin film magnetic head according to the present invention have a schematic structure shown in FIG. Since there is not much difference from the structure of the thin film magnetic head, the following embodiment will be described with reference to FIG.

実施例1 第5図において、Al2O3−TiCセラミック基板10上にAl
2O3膜からなる絶縁層12をスパッタリング法(投入電力:
600W、Arガス圧力:5×10-3Torr)により膜厚10μmで成
膜した。次いで、膜厚3μmのCo87Zr5Nb8膜をスパッタ
法を用いて成膜し、公知のフォトリソグラフィ技術を用
いて下部磁性体層13を形成した。なお、Co87Zr5Nb8膜の
成膜条件は、投入電力:600W、Arガス圧力:5×10-3Torr
であり、成膜後、480 Oeの回転磁界中で250℃、1時間
アニールして磁気特性を改善した。
Example 1 In FIG. 5, Al 2 O 3 —TiC
The insulating layer 12 made of a 2 O 3 film is sputtered (input power:
A film was formed at a film thickness of 10 μm at 600 W under an Ar gas pressure of 5 × 10 −3 Torr). Next, a Co 87 Zr 5 Nb 8 film having a thickness of 3 μm was formed by a sputtering method, and the lower magnetic layer 13 was formed by a known photolithography technique. The Co 87 Zr 5 Nb 8 film was formed under the following conditions: input power: 600 W, Ar gas pressure: 5 × 10 −3 Torr
After the film formation, the magnetic properties were improved by annealing at 250 ° C. for 1 hour in a rotating magnetic field of 480 Oe.

その後、所定のギャップ長に等しい膜厚(0.2μm)
を有するスパッタAl2O3膜を成膜(投入電力:300W、Arガ
ス圧力:5×10-3Torr)し、絶縁層14とした。次いで、前
記下部磁性体層13上に、ノボラック系樹脂からなるフォ
トレジストを厚み4μmで塗布し、250℃、1時間の熱
処理をして硬化させて下部磁性体層13の段差解消層とな
る有機物層15を形成し、その後、コイル16を形成した。
Thereafter, a film thickness (0.2 μm) equal to the predetermined gap length
Sputtering an Al 2 O 3 film having a film formation (input power: 300 W, Ar gas pressure: 5 × 10 -3 Torr) and was an insulating layer 14. Next, a 4 μm-thick photoresist made of a novolak resin is applied on the lower magnetic layer 13, and is heat-treated at 250 ° C. for 1 hour to be hardened, thereby forming an organic material serving as a step eliminating layer of the lower magnetic layer 13. Layer 15 was formed, and then coil 16 was formed.

以下、コイル16の製法および構造について第1図およ
び第3図を用いて詳細に説明する。
Hereinafter, the manufacturing method and structure of the coil 16 will be described in detail with reference to FIGS.

第3図は本発明によるコイルの製造方法を工程順に示
した部分断面図である。同図において、下地体1(本実
施例では有機物層15に相当する)上にスパッタリング法
を用いてTa層2(膜厚3000Å)よりなるメッキ下地層を
形成した(第3図(a))。成膜条件は投入電力:600
W、Arガス圧力:5×10-3Torrである。次いで、公知のフ
ォトリソグラフィー技術を用いてメッキフレームとなる
PRパターン4を形成した(第3図(b))。用いたフォ
トレジストは、市販のノボラック樹脂系レジストであ
り、PRパターン4の膜厚は6μm、パターン幅は1μ
m、パターン間隔は3μmとした。なお、RPパターン4
のパターン幅が1μmであるから、コイル間隔は1μm
である。その後、硫酸銅浴中でCuを電気メッキし、Cuメ
ッキ層3を形成した(第3図(c))。ここで、メッキ
電流密度は1Aであり、Cuメッキ層3の膜厚は5μmとし
た。次に、PRパターン4を有機溶媒中で剥離した(第3
図(d))。最後にCF4ガス雰囲気中の反応性エッチン
グで不要なメッキ下地層を除去し(第3図(e))、コ
イル16を形成した。なお、エッチングの条件は、CF4
ス圧力:4.5Pa、投入電力:100Wとした。また、このメッ
キ下地層除去工程に要した時間は約10分間であったが、
この間Cuメッキ層4はエッチング速度が約20Å/分であ
るから、膜厚5μmのうち約200Åエッチングされた
が、これによるコイル抵抗値の増加は殆ど無視できるも
のであった。
FIG. 3 is a partial sectional view showing a coil manufacturing method according to the present invention in the order of steps. In the figure, a plating underlayer consisting of a Ta layer 2 (thickness 3000 °) was formed on a base 1 (corresponding to the organic layer 15 in this embodiment) by sputtering (FIG. 3A). . Deposition conditions are input power: 600
W, Ar gas pressure: 5 × 10 −3 Torr. Next, it becomes a plating frame using a known photolithography technique.
A PR pattern 4 was formed (FIG. 3 (b)). The photoresist used was a commercially available novolak resin-based resist. The PR pattern 4 had a thickness of 6 μm and a pattern width of 1 μm.
m, and the pattern interval was 3 μm. RP pattern 4
Is 1 μm, the coil interval is 1 μm
It is. Thereafter, Cu was electroplated in a copper sulfate bath to form a Cu plating layer 3 (FIG. 3 (c)). Here, the plating current density was 1 A, and the thickness of the Cu plating layer 3 was 5 μm. Next, the PR pattern 4 was peeled off in an organic solvent (third
Figure (d). Finally, the unnecessary plating underlayer was removed by reactive etching in a CF 4 gas atmosphere (FIG. 3 (e)), and the coil 16 was formed. The etching conditions were as follows: CF 4 gas pressure: 4.5 Pa, input power: 100 W. The time required for the plating underlayer removing step was about 10 minutes,
During this time, the Cu plating layer 4 was etched at about 200 ° out of the film thickness of 5 μm since the etching rate was about 20 ° / min, but the increase in coil resistance value due to this was almost negligible.

形成されたコイルの概略構造は、その部分断面図を第
1図に示すように、Ta層2よりなるメッキ下地層および
Cuメッキ層3が順次積層された構造を有している。
The schematic structure of the formed coil is, as shown in a partial sectional view of FIG.
It has a structure in which Cu plating layers 3 are sequentially laminated.

以上のようにしてコイル16を形成した後、コイル16の
段差解消層となるフォトレジストよりなる有機物層17を
前述した有機物層15と同様にして形成した。次に、膜厚
3μmのCo87Zr5Nb8膜よりなる上部磁性体層18を、下部
磁性体層13と同様に形成した。最後に、Al2O3からなる
保護膜(図示せず,膜厚約25μm)をスパッタ法で成膜
した。成膜条件は、投入電力:800W、Arガス圧力:5×10
-3Torrである。
After the coil 16 was formed as described above, an organic layer 17 made of a photoresist to be a step-eliminating layer of the coil 16 was formed in the same manner as the organic layer 15 described above. Next, an upper magnetic layer 18 made of a Co 87 Zr 5 Nb 8 film having a thickness of 3 μm was formed in the same manner as the lower magnetic layer 13. Finally, a protective film (not shown, about 25 μm thick) made of Al 2 O 3 was formed by a sputtering method. The film formation conditions were as follows: input power: 800 W, Ar gas pressure: 5 × 10
-3 Torr.

以上のようにして作製した本実施例の薄膜磁気ヘッド
においては、コイル間隔が1μmと狭く、コイル厚みが
約5μmと厚いにもかかわらず、Cuメッキ層のエッチン
グ量は約200Å(コイル厚みの約0.4%)と、殆ど無視で
きるものであった。従って、コイル厚が減少し、コイル
抵抗値が増大してしまうという従来の問題点は起こらな
かった。
In the thin-film magnetic head of the present embodiment manufactured as described above, the etching amount of the Cu plating layer is about 200 ° (about the coil thickness) despite the coil interval being as narrow as 1 μm and the coil thickness being as thick as about 5 μm. 0.4%), which was almost negligible. Therefore, the conventional problem that the coil thickness decreases and the coil resistance value increases does not occur.

実施例2 実施例1においてTa層をTi層とした以外は実施例1と
同様にして薄膜磁気ヘッドを製造した。
Example 2 A thin-film magnetic head was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the Ta layer was changed to the Ti layer.

なお、本実施例において、メッキ下地層除去工程に要
した時間は約8分間であったが、この間、Cuメッキ層4
はエッチング速度が約20Å/分であるから、膜厚5μm
のうち約160Åエッチングされたが、これによるコイル
抵抗値の増加はほとんど無視できるものであった。形成
されたコイルの概略構造は、この部分断面図を第1図に
示すように、Ti層(図中Ta層2と示されている)よりな
るメッキ下地層およびCuメッキ層3が、順次積層された
構造を有している。また、得られた薄膜磁気ヘッドは、
コイル間隔が1μmと狭く、コイル厚みが約5μmと厚
いにもかかわらず、Cuメッキ層のエッチング量は約160
Å(コイル厚みの約0.3%)とほとんど無視できるもの
であった。従って、コイル厚が減少し、コイル抵抗値が
増大してしまうという従来の問題点は起こらなかった。
In this example, the time required for the plating underlayer removal step was about 8 minutes.
Has an etching rate of about 20 ° / min.
Of these, about 160 ° was etched, but the increase in coil resistance due to this was almost negligible. The schematic structure of the formed coil is, as shown in FIG. 1 in a partial cross-sectional view, a plating base layer made of a Ti layer (shown as a Ta layer 2 in the figure) and a Cu plating layer 3 sequentially laminated. It has the structure which was done. Also, the obtained thin film magnetic head is
Despite the coil interval being as narrow as 1 μm and the coil thickness as thick as about 5 μm, the etching amount of the Cu plating layer is about 160 μm.
Å (about 0.3% of coil thickness) was almost negligible. Therefore, the conventional problem that the coil thickness decreases and the coil resistance value increases does not occur.

比較例1 実施例1および2と同様にしてAl2O3−TiCセラミック
基板10上に、絶縁層12、下部磁性体層13、ギャップとな
る絶縁層14および有機物層15を形成し、その後コイル16
を形成した。コイル16の形成には第4図に示した従来の
コイル構造を用い、次のようにして作製した。
On Comparative Example 1 Example 1 and 2 in the same manner as Al 2 O 3 -TiC ceramic substrate 10, the insulating layer 12, the lower magnetic layer 13, the insulating layer 14 and the organic material layer 15 becomes the gap, then the coil 16
Was formed. The coil 16 was formed using the conventional coil structure shown in FIG. 4 as follows.

すなわち、第4図において、下地体11(本例では第5
図の有機物層15に相当する)上にスパッタリング法を用
いてCr層5(膜厚30Å)とCu層6(膜厚2000Å)の積層
膜よりなるメッキ下地層を形成した(第4図(a))。
次いで、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてメッ
キフレームとなるPRパターン4を形成した(第4図
(b))。用いたフォトレジスタは、市販のノボラック
樹脂系レジストである。また、PRパターン4は実施例1,
2と同様に、膜厚は6μm、パターン幅は1μm、パタ
ーン間隔は3μmとした。なお、RPパターン4のパター
ン幅が1μmであるから、コイル間隔は1μmである。
その後、硫酸銅浴中でCuを電気メッキし、Cuメッキ層3
を形成した(第4図(c))。ここで、メッキ電流密度
は、0.5A/cm2であり、Cuメッキ層3の膜厚は5μmとし
た。次にPRパターン4を有機溶媒中で剥離した(第4図
(d))。最後にAr雰囲気中のイオンエッチングで不要
なメッキ下地層を除去し(第4図(e))、コイル16を
形成した。なお、イオンエッチングの条件はArガス圧
力:1×10-4Torr、加速電圧:500Vである。このメッキ下
地層除去工程に要した時間は約25分間であったが、上述
のイオンエッチング条件下ではCuのイオンエッチング速
度は600Å/分であるから、この間Cuメッキ層3は1.5μ
mエッチングされた。
That is, in FIG. 4, the base body 11 (the fifth
A plating base layer consisting of a laminated film of a Cr layer 5 (thickness 30 °) and a Cu layer 6 (thickness 2000 °) was formed on the organic material layer 15 shown in FIG. )).
Next, a PR pattern 4 serving as a plating frame was formed by using a known photolithography technique (FIG. 4B). The photoresist used was a commercially available novolak resin-based resist. The PR pattern 4 is the same as in the first embodiment.
Similarly to 2, the film thickness was 6 μm, the pattern width was 1 μm, and the pattern interval was 3 μm. In addition, since the pattern width of the RP pattern 4 is 1 μm, the coil interval is 1 μm.
Then, Cu is electroplated in a copper sulfate bath, and the Cu plating layer 3 is formed.
Was formed (FIG. 4 (c)). Here, the plating current density was 0.5 A / cm 2 , and the thickness of the Cu plating layer 3 was 5 μm. Next, the PR pattern 4 was peeled off in an organic solvent (FIG. 4 (d)). Finally, the unnecessary plating underlayer was removed by ion etching in an Ar atmosphere (FIG. 4 (e)), and the coil 16 was formed. The ion etching conditions are Ar gas pressure: 1 × 10 −4 Torr and acceleration voltage: 500 V. The time required for the plating underlayer removing step was about 25 minutes. However, under the above ion etching conditions, the Cu ion etching rate was 600 ° / min.
m etched.

このようにしてコイル16を形成した後、コイル16の段
差解消層となるフォトレジスト層17およびCo87Zr5Nb8
よりなる上部磁性体層18を、実施例1,2と同様にして形
成した。最後に、Al2O3膜からなる保護膜(図示せず,
膜厚約25μm)をスパッタ法で成膜した。この場合の成
膜条件も本発明の実施例の場合と同様である。
After the coil 16 is formed in this manner, a photoresist layer 17 serving as a step eliminating layer of the coil 16 and an upper magnetic layer 18 formed of a Co 87 Zr 5 Nb 8 film are formed in the same manner as in Examples 1 and 2. did. Finally, a protective film made of an Al 2 O 3 film (not shown,
A film having a thickness of about 25 μm) was formed by a sputtering method. The film forming conditions in this case are the same as those in the embodiment of the present invention.

以上のようにして作製した本比較例の薄膜磁気ヘッド
においては、前述したように、イオンエッチングによる
メッキ下地層除去工程において、1.5μmの厚みのCuの
エッチングされ、Cuメッキ層3の膜厚が大きく減少し
た。このため、本来は実施例で言及した薄膜磁気ヘッド
のコイルと、殆ど同じコイル抵抗値を有するはずであっ
たが、約30%以上大きなコイル抵抗値を示した。
As described above, in the thin-film magnetic head of this comparative example manufactured as described above, in the plating underlayer removing step by ion etching, Cu having a thickness of 1.5 μm was etched, and the thickness of the Cu plating layer 3 was reduced. Greatly reduced. For this reason, the coil resistance of the thin-film magnetic head should be almost the same as the coil of the thin-film magnetic head mentioned in the embodiment, but the coil resistance is larger by about 30% or more.

比較例2 比較例1と全く同様にしてCuメッキ層3を形成し、そ
の後PRパターン4を有機溶媒で剥離した。次いで、CF4
ガス雰囲気中の反応性エッチングで不要なメッキ下地層
の除去を行った。エッチングの条件は、実施例1と同一
で、CF4ガス圧力:4.5Pa、投入電力:100Wである。CF4
ス雰囲気中でのCuおよびCrのエッチング速度は共に20Å
/分であるから、メッキ下地層の除去工程に約100分も
の時間を要した。この間、Cuメッキ層3は2000Å程度エ
ッチングされた。このエッチング量は、比較例1での値
に較べれば小さなものであるが、実施例1の場合に較べ
て約10倍、実施例2の場合に較べて約12倍の大きな値で
あり、この分だけコイル抵抗値が増大することは避けら
れない。また、メッキ下地層の除去工程に要した時間は
約100分と異常に長く、スル−プットが極めて低く、薄
膜磁気ヘッドの製造プロセス上問題であることが明らか
となった。
Comparative Example 2 A Cu plating layer 3 was formed in exactly the same manner as in Comparative Example 1, and then the PR pattern 4 was peeled off with an organic solvent. Then CF 4
Unnecessary plating underlayers were removed by reactive etching in a gas atmosphere. The etching conditions were the same as in Example 1, with a CF 4 gas pressure of 4.5 Pa and an input power of 100 W. Cu and Cr etching rates in CF 4 gas atmosphere are both 20Å
/ Min, it took about 100 minutes to remove the plating underlayer. During this time, the Cu plating layer 3 was etched by about 2000 °. This etching amount is small as compared with the value in Comparative Example 1, but is about 10 times as large as in Example 1 and about 12 times as large as in Example 2. It is inevitable that the coil resistance value increases by the amount. Also, the time required for the step of removing the plating underlayer was abnormally long, about 100 minutes, and the throughput was extremely low. This proved to be a problem in the manufacturing process of the thin film magnetic head.

なお、以上の説明においては、CF4ガスのみを用いた
例を述べたが、TaとCuのエッチング速度比が十分にとれ
る範囲内であれば、他のガス(例えばAr,Cl2,N2等)を
微量添加してもかまわない。
In the above description, an example using only CF 4 gas has been described, but other gases (for example, Ar, Cl 2 , N 2) may be used as long as the etching rate ratio between Ta and Cu is within a sufficient range. ) May be added in a small amount.

また、実施例においては磁気回路が全て軟磁性薄膜よ
り形成された例についてのみ言及したが、フェライト基
板を使用するなど磁気回路の一部がバルク材料で形成さ
れた磁気ヘッドに対しても、本発明の意図するところは
損なわれないことは当然である。
In the embodiment, only the example in which the magnetic circuit is entirely formed of a soft magnetic thin film has been described. However, the present invention is also applicable to a magnetic head in which a part of the magnetic circuit is formed of a bulk material, such as using a ferrite substrate. Naturally, the intention of the invention is not impaired.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によればコイル作製プロ
セスにおけるメッキ下地層除去工程中のCuメッキ層の膜
厚減少を最小限とすることができ、コイル間隔が狭く、
かつコイル厚が大きな稠密コイルの作製が可能となる。
このため、高記録密度用の薄膜磁気ヘッドが実現され
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to minimize the decrease in the thickness of the Cu plating layer during the plating underlayer removing step in the coil manufacturing process, to reduce the coil interval,
In addition, a dense coil having a large coil thickness can be manufactured.
Therefore, a thin-film magnetic head for high recording density is realized.

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

第1図は本発明の一実施例によるコイル部の部分断面
図、第2図は従来例による薄膜磁気ヘッドのコイル部の
部分断面図、第3図は本発明の方法の一例を工程順に示
したコイル部の部分断面図、第4図は従来例による薄膜
磁気ヘッドの製造方法を工程順に示したコイル部の部分
断面図、第5図は本発明の誘導型薄膜磁気ヘッドの概略
断面図である。 1,11……下地体、2……Ta層 3……Cuメッキ層、4……PRパターン 5……Cr層、6……Cu層 10……基板、12,14……絶縁層 13……下部磁性体層、15,17……有機物層 16……コイル、18……上部磁性体層
FIG. 1 is a partial sectional view of a coil portion according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view of a coil portion of a conventional thin-film magnetic head, and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a coil portion showing a method of manufacturing a thin-film magnetic head according to a conventional example in the order of steps, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an inductive thin-film magnetic head of the present invention. is there. 1,11 ... underlying body, 2 ... Ta layer 3 ... Cu plating layer 4, ... PR pattern 5 ... Cr layer, 6 ... Cu layer 10 ... substrate, 12,14 ... insulating layer 13 ... … Lower magnetic layer, 15, 17… Organic layer 16… Coil, 18… Upper magnetic layer

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】誘導型薄膜磁気ヘッドの製造方法における
コイル作製プロセスが、基板上にTaまたはTiからなるメ
ッキ下地層を形成する工程と、該メッキ下地層上にコイ
ル形状に対応したフォトレジストパターンを形成する工
程と、該フォトレジストパターン間隙に電気Cuメッキ層
を形成する工程と、前記フォトレジストパターンを剥離
する工程と、露呈したメッキ下地層を除去する工程とか
らなり、露呈したメッキ下地層の除去は、CF4ガスを主
成分とする雰囲気中の反応性エッチングにより行われる
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
In a method of manufacturing an inductive type thin film magnetic head, a coil manufacturing process includes a step of forming a plating base layer made of Ta or Ti on a substrate, and a step of forming a photoresist pattern corresponding to a coil shape on the plating base layer. Forming an electro-Cu plating layer in the photoresist pattern gap, removing the photoresist pattern, and removing the exposed plating underlayer. removal of the method of manufacturing a thin film magnetic head, characterized in that it is performed by reactive etching in an atmosphere mainly composed of CF 4 gas.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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