JPH02230505A - Thin film magnetic head and its manufacture - Google Patents

Thin film magnetic head and its manufacture

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JPH02230505A
JPH02230505A JP4992289A JP4992289A JPH02230505A JP H02230505 A JPH02230505 A JP H02230505A JP 4992289 A JP4992289 A JP 4992289A JP 4992289 A JP4992289 A JP 4992289A JP H02230505 A JPH02230505 A JP H02230505A
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Abstract

PURPOSE:To obtain a dense coil with a small coil gap without applying etching on the upper plane of a Cu plating layer by forming a plating substrate layer with a Ta or Ti film, and eliminating the plating substrate layer by applying reactive etching in CF gas atmosphere. CONSTITUTION:The plating substrate layer consisting of a Ta layer 2 is formed on a substrate body(equivalent to an organic material layer 15) by using a sputtering method, and next, a PR pattern 4 which becomes a plating frame is formed by using photolithographic technique. After that, the Cu plating layer 3 is formed in a copper sulfate bath. Next, the PR pattern 4 is peeled in organic solvent, and lastly, an unrequired plating substrate layer is eliminated by the reactive etching in the CF gas atmosphere, then, a coil 16 is formed. Furthermore, an organic material layer 17 consisting of photoresist which becomes the gap elimination layer of the coil 16 is formed. Thereby, it is possible to minimize the reduction of the film thickness of the Cu plating layer in process to eliminate the plating substrate layer in the generating process of the coil, and to obtain the fine coil with a narrow coil gap and with large coil thickness.

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ざ
れる誘導型薄膜磁気ヘットに関し、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トのコイルの構
造に関するものである。
Detailed Description of the Invention "Field of Industrial Application" The present invention relates to an inductive thin film magnetic head used in magnetic disk devices, magnetic tape devices, etc., and particularly relates to an inductive thin film magnetic head manufactured using integrated thin film technology. This relates to the structure of the coil of the 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、
従来のフエライ1へヘットに代わり、集積化薄膜技術を
用いて製造される薄膜磁気ヘットが実用化ざれてきた。
[Prior Art] In recent years, in the field of magnetic recording, recording densities have been increasing rapidly, and magnetic heads that support magnetic recording as well as recording media have been increasing.
Thin film magnetic heads manufactured using integrated thin film technology have been put into practical use in place of the conventional Ferray 1 head.

この薄膜磁気l\ツドは、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トを低価格で製造す
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。
This thin-film magnetic l\t has excellent frequency characteristics and can be applied to manufacturing processes based on semiconductor technology, making it possible to manufacture high-precision, high-density magnetic heads at low cost, making it possible to manufacture future magnetic heads. It is becoming mainstream.

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、Af!203−TIC等のセラミッ
ク基板10上にはAf203等の絶縁層12かスパッタ
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一金属系非晶貿材料(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
のキャップ長に等しい膜厚を有する絶縁@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か形成されている。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
となる有機物層17か再度形成され、次にNFC合金や
Co一金属系非晶質祠料(例えばCo7rNb)等の軟
磁性体よりなる上部磁性体@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1ヘランスデュ−サ
ーか完成ざれる。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of such a thin film magnetic head. In FIG. 5, Af! On a ceramic substrate 10 such as 203-TIC, an insulating layer 12 of Af203 or the like is formed by sputtering or the like, and on top of that is a NiFe film.
Alloys and Co-metallic amorphous materials (e.g. CoZrNb)
A lower magnetic layer 13 made of a soft magnetic material such as the above is formed using integrated thin film technology. On the magnetic layer 13, an insulator @ 14 having a film thickness equal to a predetermined cap length, an organic layer 15 serving as a layer for eliminating the step 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 layer 17 is formed again to serve as a level difference eliminating layer of the coil 16, and then an organic layer 17 made of a soft magnetic material such as an NFC alloy or a Co-metallic amorphous abrasive (for example, Co7rNb) is formed. The upper magnetic material @18 is the lower magnetic material layer 13
A protective layer (not shown) made of an insulating material is formed in the same manner as described above, and one Heransducer of a thin film magnetic head is completed.

上述した薄膜磁気ヘッドの]イル16には通常電気銅(
Cu)メッキ膜か用いられ、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、C r @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ざれる)からなるメ
ッキ下地層とCuメッキ層3の槓層構造となっている。
The coil 16 of the thin film magnetic head described above is usually made of electrolytic copper (
A Cu) plating film is used, and its schematic cross-sectional structure is as shown in FIG. In other words, the coil 16 shown in FIG. 5 has a layered structure of a plating base layer consisting of a laminate of Cr@5 and a Cu layer 6 (this laminate is usually formed by sputtering) and a Cu plating layer 3. It becomes.

このような従来のコイルの製造工程を第4図に示す。ま
す、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Or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。次いて、第4図(b)に示す
ように、所定形状のフォトレジス1〜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。
The manufacturing process of such a conventional coil is shown in FIG. First, in FIG. 4(a), a laminate of an Or layer 5 and a Cu layer 6 is formed on the base body 11 by sputtering,
Form a plating base layer. Next, as shown in FIG. 4(b), photoresist 1 to pattern (hereinafter referred to as
(abbreviated as PR pattern) 4 is formed using a known exposure and development technique.

その後、第4図(C)に示すように、硫酸銅を主成分と
するメッキ浴中にあいてCuを析出させ、Cuメッキ層
3を形成する。次いて、PRパタン4を剥離し(第4図
(d))、第4図(e)に示すように、Arカス雰囲気
中でのイオンエッチングにより、PRパターン4で被覆
ざれていたメッキ下地層の一部が除去されてコイルが形
成ざれる。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メツキ層3
の厚みはメッキ下地層を除去する時間分だしり減少する
Thereafter, as shown in FIG. 4(C), 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 is peeled off (FIG. 4(d)), and as shown in FIG. 4(e), the plating base layer that was covered with the PR pattern 4 is etched by ion etching in an Ar gas atmosphere. A portion of the coil 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 step of removing the plating base layer.
The thickness of the plating layer decreases by the amount of time it takes to remove the plating underlayer.

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小なものとな
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ト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。
Incidentally, reflecting the trend toward higher recording densities in recent years, the leakage magnetic field from information recorded on a medium is becoming smaller and smaller, and there is a concern that the reproduction output of the head will decrease. Since the reproduction output of an induction thin-film magnetic head is approximately proportional to the number of turns of the coil, one effective way to compensate for this decrease in reproduction output is to narrow the coil spacing as much as possible to form a dense coil and increase the number of coil turns. considered a means.

[発明が解決しようとする課題1 しかしながら前jボ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か
あった。
[Problem to be Solved by the Invention 1] However, due to the conventional structure and manufacturing method described above, there were problems as described below when increasing the number of turns of the coil.

すなわち、稠密なコイルにおいては、当然のことなから
コイル間隔は従来のコイル間隔(4卯程度)に比較して
狭く、約2μm程度以下か普通である。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3卯前後の値であるか、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、4如以上)する必要がある。
That is, in dense coils, the coil spacing is naturally narrower than the conventional coil spacing (about 4 square meters), and is usually about 2 μm or less. On the other hand, the coil thickness (the sum of the thickness of the plating base layer and the Cu plating layer 3) is currently around 3 μm, or thicker to reduce the effect of increased coil resistance due to an increase in the number of coil turns. (for example, 4 or more).

このようなコイル間隔か狭く、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 with narrow coil spacing and thick coil thickness, when removing a part of the plating base layer covered with PR pattern 4 by ion etching in the step of FIG. 4(e), the coil Compared to forming conventional coils with wide spacing, the time required for the plating underlayer removal process increases significantly.

これは、コイル間隔か狭くコイル厚か大きなため、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
へで示した面)から深い位置にあることになり、Ar粒
子かメッキ下地層に到達する頻度か低下すること、およ
びAr粒子によりたたき出ざ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か低下することか原
因と考えられ、必然的に生じる現象である。
This is because the coil spacing is narrow and the coil thickness is large, so the plating base layer to be removed is located deep from the top surface of the coil (the surface indicated by the arrow in Figure 2), and Ar particles are deposited under the plating. The frequency of reaching the strata will decrease, and the plating base that has been knocked out by Ar particles will re-adhere to the sides of the coils and will not easily separate from the gaps between the coils. This phenomenon is thought to be due to a decrease in the effective etching rate in the exposed areas, 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a
ツいては、その工程完了に多大の時間を要するため、結
果としてコイル上而(第2図中、矢印Aで示した面)か
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、コイル厚か厚いほ
ど、またコイル間隔か狭いほど著しく、ヘッド製造工程
において大きな問題となっていた。
In this way, a
Since it takes a long time to complete the process, the coil itself (the surface indicated by arrow A in FIG. 2) is ion-etched for a long time, resulting in a significant reduction in the coil thickness. Therefore, the effect of increasing the coil thickness and suppressing an increase in coil resistance due to an increase in the number of turns cannot be sufficiently obtained, which has been a problem. This problem becomes more pronounced as the coil thickness becomes thicker and as the distance between the coils becomes narrower, and becomes a serious problem in the head manufacturing process.

本弁明は以上)小べた薄膜磁気ヘットのコイル形成工程
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。
The purpose of this defense is to solve the problems in the coil forming process of a small flat thin film magnetic head and to provide a thin film magnetic head having a dense coil with a thick coil thickness and narrow coil spacing, and a method for manufacturing the same. It is something.

[課題を解決するための手段] 本発明は、磁性材利からなる磁気回路と、前記磁気回路
中に形成ざれた非磁性材料からなる磁気間隙と、前記磁
気回路に交叉して形成ざれた導体薄膜からなるコイルと
て構成されてなる誘導型薄膜磁気ヘッドにおいて、コイ
ルか王aまたは王薄膜層とCuメッギ層とを順次成膜し
た積層体で形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘ
ットであり、またその製造方法は、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
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A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A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、露早したメッキ下地層の除去は、CF4ガ
スを主成分と1−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。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a magnetic circuit made of a magnetic material, a magnetic gap made of a non-magnetic material formed in the magnetic circuit, and a conductor formed crossing the magnetic circuit. An inductive thin film magnetic head constituted by a coil made of a thin film, characterized in that the coil is formed of a laminate in which a thin film layer or a thin film layer and a Cu Meggi layer are sequentially formed. The coil manufacturing process in the method for manufacturing an inductive thin film magnetic head includes a step of forming a plating base layer on a substrate, and forming a photoresist corresponding to the coil shape on the plating base layer. It consists of a step of forming a pattern, a step of forming an electrolytic Cu plating layer in the gap between the photoresist patterns, a step of peeling off the photoresist pattern, and a step of removing the exposed plating base layer. The plating base layer is removed by reactive etching in an atmosphere containing CF4 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Iこ 。
[Function] By adopting the above-described structure, the present invention makes it possible to provide a thin film magnetic head that solves the conventional problems.

すなわち、本発明者の検問によれば、CF4:/j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、Taa膜およびTi薄膜のエッチング速度は非
常に大きく、一方、Quメッキ層のエッチング速度は極
めて小さく、l−aの約1/15程度、Tiの約1/2
0程度である。従って、Ta層またはli層をメッキ下
地層とした場合、Cuメツ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 investigation conducted by the present inventor, in reactive ion etching in an atmosphere mainly composed of CF4:/j, the etching rate of Taa film and Ti thin film is very high, while the etching rate of The etching rate of Ti is extremely low, about 1/15 of la, and about 1/2 of that of Ti.
It is about 0. Therefore, when the Ta layer or the Li layer is used as the plating base layer, it is possible to remove the unnecessary plating base layer without substantially etching the Cu plating layer.

例えば、メッキ下地層として膜厚3000人のla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300人/′分(C「4カス圧4.5Pa、投
入電力100W )であるから、約10分でメッキ下地
層の除去工程か完了する。この間、Cuメッキ層は同一
エッチング条件下でのCuのエッチング速度か約20人
/分でおるから、わすか200八程度その膜厚か減少す
るだけである。
For example, when using a la thin film with a thickness of 3000 as the plating base layer, the etching rate of Ta in a CF4 gas atmosphere is 300 min/min (C4 gas pressure 4.5 Pa, input power 100 W). The removal process of the plating base layer is completed in about 10 minutes.During this time, the Cu plating layer has an etching rate of about 20 people/min under the same etching conditions, so the thickness of the Cu plating layer is about 200. It only decreases.

一方、メッキ下地層として膜厚3000人の王薄膜を用
いた場合、CF4カス雰囲気中でのTのエッチング速度
は400人/分(CF4カス圧4.5Pa、投入電力1
00W )であるから、約8分でメッキ下地層の除去工
程か完了する。この間、Quメッキ層は同一エッチング
条件下でのCuのエッチング速度か約20人/分である
から、わずか160人程度その膜厚か減少するだ(づて
ある。
On the other hand, when a thin film with a film thickness of 3000 is used as the plating base layer, the etching rate of T in a CF4 gas atmosphere is 400 people/min (CF4 gas pressure 4.5 Pa, input power 1
00W), the plating base layer removal process is completed in about 8 minutes. During this time, since the etching rate of Cu under the same etching conditions is about 20 per minute, the thickness of the Qu plating layer decreases by only about 160 per minute.

従って、TaまたはTi薄膜をメッキ下地層とし、CF
4ガ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メツ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か実坦される。
Therefore, by using a Ta or Ti thin film as a plating base layer, CF
4 By removing the plating base layer by reactive etching in a gas atmosphere, the top surface of the Cu plating layer is hardly etched during the plating base layer removal process, and it is possible to create dense coils with small coil spacing or real flat coils. be done.

なお、CF4ガス雰囲気中でのTaまたは王のエツヂン
グ速度は、△rカ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、コイル間隔か0
.8ptn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q ?去に要する時間は殆ど変化しない。
Note that the etching speed of Ta or King in a CF4 gas atmosphere is different from that when the plating base layer is removed by ion milling in a △r gas atmosphere.
.. There is almost no coil spacing dependence up to about 8 ptn. Therefore, q of the plating base layer? The time it takes to leave does not change much.

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

なお、既に)ホへた通り、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 already mentioned, the inductive thin film magnetic head of the present invention is characterized by its coil structure, and the schematic structure of other parts of the thin film magnetic head of the present invention is shown in FIG. Since there is no major difference in structure from the conventional thin-film magnetic head, in the following embodiments, components other than the coil portion will be explained using FIG. 5.

実施例1 第5図において、Aj! 2 03 −T i Cセラ
ミック基板10上にAβ203膜からなる絶縁層12を
スパッタリング法(投入電力:  600W,八rガス
圧力: 5X10−3 Torr )により膜厚10p
mで成膜した。次いで、膜厚3lJInのC○8■7r
5Nb8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
Example 1 In FIG. 5, Aj! An insulating layer 12 made of an Aβ203 film is formed on a 203-T i C ceramic substrate 10 by a sputtering method (input power: 600W, 8R gas pressure: 5X10-3 Torr) to a film thickness of 10p.
The film was formed using m. Next, C○8■7r with a film thickness of 3lJIn
A 5Nb8 film was formed using a sputtering method, and a lower magnetic layer 13 was formed using a known photolithography technique.

td.あ、C O B 7 7 r s N b s膜
の成膜条件は、投入電力:  600W, A rガス
圧力: 5 x 10−3 Torrであり、成膜後、
480 oeの回転磁界中で250゜C、1時間アニー
ルして磁気特性を改善した。
td. Ah, the film forming conditions for the C O B 7 7 r s N b s film are input power: 600 W, Ar gas pressure: 5 x 10-3 Torr, and after 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、所定のキャップ長に等しい膜厚く0.2卯)を
有するスパッタAρ203膜を成膜(投入電力:  3
00W, A rカス圧力: 5xlO−3 Torr
 )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4珈で塗布し、2 5 0 ’C、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 sputtered Aρ203 film having a film thickness of 0.2 μm equal to the predetermined cap length was formed (input power: 3 μm).
00W, Ar gas pressure: 5xlO-3 Torr
) and used as the insulating layer 14. Next, on the lower magnetic layer 13, a photoresist made of a novolac resin is applied to a thickness of 4 coats, and heat treated at 250'C for 1 hour to cure and eliminate the step difference in the lower magnetic layer 13. An organic material layer 15 was formed, and then a 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 explained in detail using FIGS. 1 and 3.

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3000人)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
:  600W, A rカス圧力: 5 X 10−
3 Torr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ムとなるPRパターン4を
形成したく第3図(b))。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the method of manufacturing a coil according to the present invention in the order of steps. In the figure, a plating base layer consisting of a Ta layer 2 (thickness: 3000) was formed on a base body 1 (corresponding to the organic layer 15 in this example) using a sputtering method (Fig. 3(a)). ). The film forming conditions were input power: 600W, Ar scum pressure: 5 x 10-
3 Torr. Next, a PR pattern 4 which will become a plated frame is formed using a known photolithography technique (FIG. 3(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6μm1パターン
幅は1珈、パターン間隔は3μmとした。
The photoresist used was a commercially available novolac resin resist, and the film thickness of the PR pattern 4 was 6 μm, the pattern width was 1 strip, and the pattern interval was 3 μm.

なあ、PRパターン4のパターン幅か1伽であるから、
コイル間隔は1 urn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、C
uメッキ層3の膜厚は5IJInとした。
Hey, the pattern width of PR pattern 4 is 1.
The coil spacing is 1 urn. Thereafter, Cu was electroplated in a copper sulfate bath to form a Cu plating layer 3 (third
Figure (C)). Here, the plating current density is 1A, and C
The thickness of the u plating layer 3 was 5IJIn.

次に、PRパターン4を有機溶媒中で剥離したく第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。なあ、エッチングの条件は、CF
4ガス圧力:  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2OA/分で必るから、膜厚5IJInのう
ち約200人エッチングざれたが、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。
Next, the PR pattern 4 is peeled off in an organic solvent (Fig. 3(d)). Finally, the unnecessary plating base layer was removed by reactive etching in a CF4 gas atmosphere (FIG. 3(e)), and the coil 16 was formed. Hey, the etching conditions are CF
4 gas pressure: 4.5 Pa, input power: 100W. The time required for this plating base layer removal process was about 10 minutes, but during this time, the Cu plating layer 4 required an etching rate of about 2OA/min, so about 200 layers of the 5IJIn film thickness were etched. However, the increase in coil resistance caused by 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、l−a層2よりなるメッキ下地層およ
びCuメツキ層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 shown in the first partial cross-sectional view.
As shown in the figure, it has a structure in which a plating base layer consisting of a la layer 2 and a Cu plating layer 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tトレジストよりなる有機物層1
7を前述した有機物層15と同様にして形成した。次に
、膜厚3卯の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、八β2 03からなる保護膜(図示せず,膜厚約2
5卯)をスパツタ法で成膜した。成膜条件は、投入電力
:  800W, A rガス圧力: 5xlO−3 
Torrである。
After forming the coil 16 as described above, the coil 16
Organic material layer 1 made of foot resist, which becomes a layer to eliminate the step difference in
7 was formed in the same manner as the organic layer 15 described above. Next, an upper magnetic layer 18 made of a CO87Zr5Nb8 film having a thickness of 3 μm was formed in the same manner as the lower magnetic layer 13. Finally, a protective film consisting of 8β203 (not shown, film thickness approximately 2
5 μm) was formed into a film by sputtering method. The film forming conditions were: input power: 800W, Ar gas pressure: 5xlO-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11JInと狭く、コイル厚み
が約5珈と厚いにもかかわらず、Quメッキ層のエッチ
ング量は約200人(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 this example manufactured as described above, the coil spacing was as narrow as 11 JIn, and the coil thickness was as thick as approximately 5 JIn, but the etching amount of the Qu plating layer was approximately 200 JIn (coil thickness (approximately 0.4%), which was almost negligible. Therefore, the conventional problems of decreasing the coil thickness and increasing the coil resistance value do not occur.

実施例2 実施例1においてTa層をl−i層とした以外は実施例
1と同様にして薄膜磁気ヘットを製造した。
Example 2 A thin film magnetic head was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the Ta layer was replaced with the li 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分間であったか、この間、Cuメッキ層4
はエッチング速度が約20人/分であるから、膜厚5如
のうち約160Aエツヂングされたが、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。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、Ti層2よりなるメッキ下地層およびCuメ
ツキ層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トは、コイル間隔が1卯と狭く、コ
イル厚みが約5柳と厚いのにもかかわらず、Cuメツキ
層のエッチング量は約160人(コイル厚みの約0.3
%)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 this example, the time required for the plating base layer removal process was about 8 minutes, and during this time, the Cu plating layer 4
Since the etching rate was about 20 people/min, about 160A of the film thickness of 5 was etched, but the increase in coil resistance caused by this was almost negligible. The schematic structure of the formed coil has a structure in which a plating base layer made of a Ti layer 2 and a Cu plating layer 3 are sequentially laminated, as shown in a partial cross-sectional view in FIG. Furthermore, although the obtained thin film magnetic head has a narrow coil spacing of 1 μm and a thick coil thickness of approximately 5 mm, the amount of etching of the Cu plating layer is approximately 160 mm (approximately 0.3 of the coil thickness).
%) and was almost negligible. Therefore, the conventional problems of decreasing the coil thickness and increasing the coil resistance value do not occur.

比較例1 実施例1および2と同様にしてA1203TiCセラミ
ック基板10上に、絶縁層12、下部磁性体層13、キ
ャップとなる絶縁層14あよび有機物層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。
Comparative Example 1 An insulating layer 12, a lower magnetic layer 13, an insulating layer 14 serving as a cap, and an organic layer 15 were formed on an A1203TiC ceramic substrate 10 in the same manner as in Examples 1 and 2,
Thereafter, a coil 16 was formed. The coil 16 was formed using the conventional coil structure shown in FIG. 4 in the following manner.

すなわら、第4図においで、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30人)とCu層6(膜厚200
0人)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77I1・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
成したく第4図(b))。
That is, in FIG. 4, the base body 11 (in this example, the fifth
Cr layer 5 (film thickness: 30 mm) and Cu layer 6 (film thickness: 200 mm) are deposited on the organic material layer 15 (corresponding to the organic layer 15 in the figure) using a sputtering method.
A plating base layer consisting of a laminated film of 0 people was formed (4th
Figure (a)). Next, a PR pattern 4 which will become a plating frame is formed using the known 77I1 lithography technique (FIG. 4(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
ストである。また、PRパターン4は実施例1,2と同
様に、膜厚は6柳、パターン幅は1期、パターン間隔は
3JMとした。なお、PRパタン4のパターン幅が1卯
であるから、コイル問?は1珈である。その後、硫酸銅
浴中で○Uを電気メッキし、Cuメツキ層3を形成した
く第4図(C))。ここで、メッキ電流密度は0.5A
/c…2であり、Cuメツキ層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ツヂングで不
要なメッキ下地層を除去し(第4図(e))、コイル1
6を形成した。なお、イオンエッチングの条件はArガ
ス圧力: 1xlO−4 Torr ,加速電圧:50
0V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600八/分である
から、この間Cuメツキ層3は1.5珈エッチングされ
た。
The photoresist used was a commercially available novolak resin resist. Further, as in Examples 1 and 2, the PR pattern 4 had a film thickness of 6 Yanagi, a pattern width of 1 period, and a pattern interval of 3 JM. Also, since the pattern width of PR pattern 4 is 1 square meter, is it a coil question? is 1 k. Thereafter, U is electroplated in a copper sulfate bath to form a Cu plating layer 3 (FIG. 4(C)). Here, the plating current density is 0.5A
/c...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 base layer was removed by ion etching in an Ar atmosphere (Fig. 4(e)), and the coil 1
6 was formed. The conditions for ion etching are Ar gas pressure: 1xlO-4 Torr, acceleration voltage: 50
It is 0V. The time required for this plating base layer removal process was approximately 25 minutes, but since the ion etching rate of Cu is 6008/min under the above-mentioned ion etching conditions, the Cu plating layer 3 was removed by 1.5 min. 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7I−1〜レジメ1〜層17および
CoB■Zr5Nb8膜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、Aβ2 
03膜からなる保護膜(図示せず,膜厚約25卯)をス
パツタ法で成膜した。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 forming the coil 16 in this way, the layer 17 from layer 7I-1 to regime 1, which becomes the layer for eliminating the step difference in the coil 16, and the upper magnetic layer 18 made of a CoBZr5Nb8 film are formed.
It was formed in the same manner as in Examples 1 and 2. Finally, Aβ2
A protective film (not shown, approximately 25 μm in thickness) consisting of a 0.03 film was formed by sputtering. The film forming conditions in this case are also the same as in the embodiments 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、イオンエツヂングによるメ
ッキ下地層除去工程において、1.5源の厚みのQuが
エッチングされ、CUメツキ層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。
In the thin film magnetic head of this comparative example manufactured in the above manner, as described above, in the plating base layer removal process by ion etching, Qu with a thickness of 1.5 mm was etched, and the CU plating layer 3 was etched. The film thickness decreased significantly. For this reason, although it was originally supposed to have almost the same coil resistance value as the coil of the thin film magnetic head mentioned in the example, it showed a coil resistance value that was about 30% larger.

比較例2 比較例1と全く同様にしてCuメツキ層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、C
F4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。エツヂングの条件は、実施例1と
同一で、CF4ガス圧力:  4.5Pa、投入電力:
  100Wである。CF4ガス雰囲気中でのCuおよ
びC「のエッチング速度は共に20人/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メツキ層3は2000人程度エッチング
された。
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 using an organic solvent. Then, C
The unnecessary plating base layer was removed by reactive etching in an F4 gas atmosphere. The etching conditions were the same as in Example 1: CF4 gas pressure: 4.5 Pa, input power:
It is 100W. Since the etching rate of both Cu and C in a CF4 gas atmosphere is 20 people/min,
The process of removing the plating base layer took about 100 minutes. During this time, the Cu plating layer 3 was etched by about 2,000 people.

このエッチング邑は、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か明らかとなった。
Although this etching area is small compared to the value in Comparative Example 1, it is about 10 times as large as in Example 1 and about 12 times as large as in Example 2. It is unavoidable that the coil resistance value increases accordingly. Furthermore, the time required for the plating underlayer removal step was approximately 100 minutes, which was an abnormally long time, and the throughput was extremely low, which was clearly a problem in the manufacturing process of the thin film magnetic head.

なお、以上の説明においては、Cf−<ガスのみを用い
た例を述べたか、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.Cβ
2,N2等)を微吊添加してもかまわない。
In the above explanation, an example using only Cf-< gas has been described, or other gases (for example, Ar.
2, N2, etc.) may be added in small amounts.

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、フエライト基板
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 addition, in the examples, only examples in which the magnetic circuit was formed entirely from a soft magnetic thin film were mentioned, but the present invention can also be applied to magnetic heads in which part of the magnetic circuit is formed from a bulk material, such as by using a ferrite substrate. Naturally, the intent of the invention is not impaired.

[発明の効果] 16・・・コイル      18・・・上部磁性体層
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、
かつコイル厚か大きな稠密コイルの作製か可能となる。
[Effects of the Invention] 16... Coil 18... Upper magnetic layer As explained above, according to the present invention, the reduction in the thickness of the Cu plating layer during the plating base layer removal step in the coil manufacturing process can be minimized. The coil spacing is narrow, and
In addition, it becomes possible to produce a dense coil with a large coil thickness.

このため、高記録密度用の薄膜磁気ヘットが実現される
Therefore, a thin film magnetic head for high recording density is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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図は本允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 3・・・Cuメッキ層 5・・・Cr層 10・・・基板 13・・・下部磁性体層 2・・・王a(Ti)層 4・・・PRパターン 6・・・Cu層 12. 14・・・絶縁層 15. 17・・・有機物層
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 thin film magnetic head according to a conventional example, and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the coil portion showing the manufacturing method of a conventional thin-film magnetic head in order of process, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the inductive thin-film magnetic head of the present invention. It is. 1, 11... Base body 3... Cu plating layer 5... Cr layer 10... Substrate 13... Lower magnetic layer 2... Ti layer 4... PR pattern 6...Cu layer 12. 14... Insulating layer 15. 17...Organic layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)磁性材料からなる磁気回路と、前記磁気回路中に
形成された非磁性材料からなる磁気間隙と、前記磁気回
路に交叉して形成された導体薄膜からなるコイルとで構
成されてなる誘導型薄膜磁気ヘッドにおいて、コイルが
TaまたはTi薄膜層とCuメッキ層を順次成膜した積
層体で形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド
(1) An induction composed of a magnetic circuit made of a magnetic material, a magnetic gap made of a non-magnetic material formed in the magnetic circuit, and a coil made of a conductive thin film formed to cross the magnetic circuit. 1. A thin film magnetic head characterized in that the coil is formed of a laminate in which a Ta or Ti thin film layer and a Cu plating layer are sequentially formed.
(2)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、CF_4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。
(2) The coil manufacturing process in the method for manufacturing an inductive thin film magnetic head includes a step of forming a plating base layer on a substrate, a step of forming a photoresist pattern corresponding to the coil shape on the plating base layer, and a step of forming a photoresist pattern corresponding to the coil shape on the plating base layer. It consists of a step of forming an electroplated Cu layer in the gap between the photoresist patterns, a step of peeling off the photoresist pattern, and a step of removing the exposed plating underlayer. A method for manufacturing a thin film magnetic head, characterized in that the method is carried out by reactive etching in an atmosphere containing the main components.
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