KR0159381B1 - 박막 자기 헤드 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막 자기 헤드를 제작하기 위한 방법에 관한 것으로 기판상에 하부막을 형성시키는 단계와, 상기 하부막상에 소정 형상으로 패터닝된 하부 자성층을 형성시키는 단계와, 상기 하부 자성층상에 형성된 자기 갭층 및 제1절연층을 순차적으로 패너팅시켜서 상기 하부 자성층의 일부를 노출시키는 단계와, 상기 제1절연층상에 포토 레지스트를 소정 두께로 도포시킨 후 모노 클로로벤젠에 침적시켜서 감광층을 형성시키는 단계와, 상기 감광층을 오버 행 구조로 패터닝시킨 후 전기 도금 공정에 의하여 상부 코일층 및 하부 코일층을 형성시키는 단계와, 상기 코일층상에 포토 레지스트를 도포시켜서 제2감광층을 형성시킨 후 패터닝시킴으로서 노출된 상기 상부 코일층 및 하부 코일층을 전기적으로 연결시키는 단계와, 상기 제2감광층을 평탄화시킨 후 상부 자성층을 형성시키는 단계로 이루어지며 이에 의해서 상기 코일층의 전기적 단선을 방지시킬 수 있으며 그 결과 박막 자기 헤드의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

박막 자기 헤드 제작 방법

제1도는 박막 자기 헤드를 구성하는 도전층중 하나의 도전층만을 도시한 평면도.

제2도는 제1도의 A-A를 취하여 2개의 도전층을 구비한 박막 자기 헤드의 단면도.

제3a도 내지 제3e도는 본 발명의 실시예에 따른 박막 자기 헤드 제작 방법을 순차적으로 도시한 공정도.

제4도는 본 발명에 따른 박막 자기 헤드의 도전층중 하나의 도전층만을 도시한 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 기판 33 : 하부 자성층

35 : 갭층 38 : 코일층

39 : 상부 자성층

본 발명은 박막 자기 헤드를 제작하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 하부 자성층에 의한 단차를 완화시켜 토폴러지를 향상시켜서 도전층간의 전기적 단선을 방지시킬 수 있는 박막 자기 헤드 제작 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 박막 자기 헤드는 자기 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 기록 매체에서 자기 기록 밀도와 주파수를 증가시키기 위한 소자로서, 전자기 유도에 기초한 유도형 박막 자기 헤드와 자기 저항 효과형 박막 자기 헤드가 있다.

이때, 제1도를 참조하면, 유도형 박막 자기 헤드(10)는 사진 석판 기술등에 의하여 기판상에 순차적으로 형성된 하부 자성층(11), 코일 절연층(도시되어 있지 않음), 코일층(13), 상부 자성층(14)을 구비하고 있는 전방부(a)와 상기 코일층(13)이 연장되어 배선된 후방부(b)를 포함하고 있으며 상기 상부 자성층(14)과 하부 자성층(11)을 포함하는 상기 전방부(a)의 선단부 즉 폴 칩 구역(pole chip region)에는 자기 갭이 형성된다.

여기에서, 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 상기 전방부(a)와 후방부(b) 사이에는 상기 하부 자성층(11)에 의하여 소정 크기의 단차가 형성되어 있고 이러한 단차가 유지된 상태로 상기 코일층(13)은 상기 전방부(a)로부터 연장되어서 상기 후방부(b)상에 전기적으로 배선된다.

그러나, 상기 코일층(13)은 상기된 바와 같이 상기 하부 자성층(11)에 의한 단차 형성에 의하여 상기 전방부(a)와 후방부(b) 사이에서 전기적으로 단선될 수 있다.

또한, 상기 코일층(13)이 복수개의 층으로 형성되는 경우에 하부 자성층(11)에 의한 단차 형성에 의하여 상기 코일층 및 상부 자성층(14)의 토폴러지가 불량해지고 다수의 코일층 증착 과정에 의한 두께차의 발생에 의해서 상대적으로 얇은 영역에 전류가 집중되어 단선이 발생하기 쉽다는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로 그 목적은 박막 자기 헤드에 전기적 신호를 인가시키기 위하여 배선된 코일층이 단차 형성에 의하여 전기적으로 단선되는 것을 방지시킬 수 있으며, 또한 상기 코일층이 복수개의 층으로 구성되는 경우에 코일 절연층의 토폴러지가 불량해지는 것을 방지시키고 또한 각각의 코일층의 두께를 일정하게 유지시킬 수 있는 박막 자기 헤드 제작 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면, 기판상에 하부막을 형성시키는 단계와, 상기 하부막상에 소정 형상으로 페터닝된 하부 자성층을 형성시키는 단계와, 상기 하부 자성층상에 평탄화 물질을 도포시킨 후 상기 하부 자성층을 노출시키는 단계와, 상기 하부 자성층상에 자기 갭층 및 제2절연층을 순차적으로 형성시킨 후 패터닝시켜서 상기 하부 자성층의 일부를 노출시키는 단계와, 상기 제2절연층상에 포토 레지스트를 소정 두게로 도포시킨 후 모노 클로로벤젠에 침적시켜서 감광층을 형성시키는 단계와, 상기 감광층을 오버 행 구조로 패터닝시킨 후 물리 기상 증착(PVD) 공정에 의하여 상부 코일층 및 하부 코일층을 형성시키는 단계와, 상기 코일층상에 포토 레지스트를 도포시켜서 제2감광층을 형성시킨 후 패터닝시킴으로서 노출된 상기 상부 코일층 및 하부 코일층을 전기적으로 연결시키는 단계와, 상기 제2감광층을 평탄화시킨 후 상부 자성층을 형성시키는 단계로 이루어진다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제2감광층을 평탄화시키기 전에 상기 전기 도금 공정에 의하여 상기 하부 자성층상에 형성된 코일층의 일부를 제거하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3a도 내지 제3e도는 본 발명의 일실시예에 따라서 박막 자기 헤드를 제작하기 위한 방법을 순차적으로 도시한 공정도이고 제4도는 본 발명의 일실시예에 따라서 제작된 박막 자기 헤드의 코일층을 도시한 평면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 박막 자기 헤드 제작 방법은 기판(31) 상에 하부막(32)을 형성시키는 단계와, 상기 하부막(32)상에 소정 형상으로 패터닝된 하부 자성층(33)을 형성시키는 단계와, 상기 하부 자성층(33)상에 평탄화 물질(34)을 도포시킨 후 상기 하부 자성층(33)을 노출시키는 단계와, 상기 하부 자성층(33)상에 형성된 자기 갭층(35) 및 제2절연층(36)을 순차적으로 패터닝시켜서 상기 하부 자성층(33)의 일부를 노출시키는 단계와, 상기 제2절연층(36)상에 포토 레지스트를 소정두께로 도포시킨 후 모노 클로로벤젠에 침적시켜서 감광층(37)을 형성시키는 단계와, 상기 감광층(37)을 오버 행 구조로 패터닝시킨 후 물리 기상 증착(PVD) 공정에 의하여 상부 코일층(38a) 및 하부 코일층(38b)을 형성시키는 단계와, 상기 코일층(38)상에 포토 레지스트를 도포시켜서 제2감광층(37c)을 형성시킨 후 패터닝시킴으로서 노출된 상기 상부 코일층(38a) 및 하부 코일층(38b)을 전기적으로 연결시키는 단계와, 상기 제2감광층(37c)을 평탄화시킨 후 상부 자성층(39)을 형성시키는 단계로 이루어진다.

먼저, 제3a도를 참조하면, 약 30% 정도의 탄화 티타늄이 혼합된 알루미나로 이루어진 기판(31)상에 알루미나를 스퍼터링 증착공정과 같은 물리 기상 증착 공정(PVD)에 의하여 소정 두께로 적층시켜서 하부막(32)을 형성시킨다.

또한, 상기 하부막(32)상에 니켈-철 합금 조성의 퍼어말로이(permally)를 스퍼터링 증착 공정에 의하여 소정 두게로 증착시켜서 하부 자성층(33)을 형성시킨 후 포토레지스트 마스크(photoresist mask) 또는 스텝퍼를 사용하여서 이온 밀링 공정(ion milling) 또는 반응성 이온 식각 공정(RIE)과 같은 건식 식각 공정에 의하여 상기 하부 자성층(33)을 소정 형상으로 패터닝시킨다.

이때, 상기 하부 자성층(33)을 패터닝시키기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 하부막(32)상에 퍼어말로이를 소정 두께로 적층시킨 후 폴 칩 구역(A)에 해당하는 부분을 식각시켜서 제거하고 또한 상기 폴 칩 구역(A)으로부터 후방으로 소정 길이 연장된 부분 즉 후방구역(B)만을 잔존시키고 나머지 부분을 제거하여 상기 하부막(32)을 노출시켜서 제1하부 자성층(33a)을 형성시킨다.

이 후에 상기 폴 칩 구역(A)으로부터 상기 제1하부 자성층(33a)상에 스퍼터링 증착 공정에 의하여 퍼어말로이를 소정 두께로 적층시켜서 제2하부 자성층(33b)을 형성시킨 후 박막 자기 헤드의 후방부에 해당하는 부분을 제거하며 여기에서 상기 제1하부 자성층(33a)의 형성시 노출된 상기 하부막(32)의 일부는 노출된 상태로 유지되며 그 결과 상기 하부막(32)상에는 상기 하부 자성층(33)에 의한 소정 크기의 단차가 형성된다.

한편, 상기된 바와 같이 소정 형상으로 패터닝된 하부 자성층(33)이 형성된 상기 하부막(32)의 노출된 부분에 화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 물리 기상 증착 공정(PVD)에 의하여 산화 실리콘을 증착시킨 후 에칭 백 공정에 의하여 평탄화시키거나 또는 포토 레지스트와 같은 감광성 물질을 진공중에서 베이킹하여 평탄한 상태로 유지된 제1절연층(34)을 형성시킨다.

이 후에, 평탄한 상태로 유지된 상기 하부 자성층(33) 및 제1절연층(34)상에 알루미나와 같은 절연 물질을 스퍼터링 증착 공정에 의하여 소정 도께로 적층시켜서 갭층(35)을 형성시킨 후 상기 갭층(35)상에 유기성 수지(organic resin)의 일종인 폴리이미드 이소인드로퀴나졸 리네디온(이하, PIQ라 칭함) 또는 포토 레지스트를 소정 두께로 도포시켜서 소정 형상으로 패터닝시킨다.

또한, 상기된 바와 같은 건식 식각 공정에 의하여 상기 갭층(35)의 일부를 제거시킨 후 상기 갭층(35)상에 잔존하는 상기 PIQ로 이루어진 유기성 수지 또는 포토 레지스트를 베이킹 처리하여서 제2절연층(36)을 형성시킨다.

이때, 상기된 바와 같은 건식 식각 공정에 의하여 상기 제2절연층(36) 및 갭층(35)의 일부를 제거함으로서 상기 하부 자성층(33)의 일부가 노출되는 접촉 구역(C)을 형성시키며 여기에서 상기 접촉 구역(C)을 통하여 이 후의 공정에 의하여 형성되는 상부 자성층과 상기 하부 자성층(33)은 상호 접촉된다.

또한, 제3b도를 참조하면, 상기 제2절연층(36)상에 포토 레지스트(PR)를 소정 두께로 도포시켜서 감광층(37)을 형성시킨 후 상기 감광층(37)을 소정 시간동안 모노 클로로벤젠(MCB)에 침적시키며 이에 의해서 상기 모노 클로로벤젠은 상기 감광층(37)에 소정 두께로 침투되고 그 결과 상기 감광층(37)은 상기 모노 클로로벤젠이 침투한 침투 영역(37a)과 상기 모노 클로로벤젠이 침투되지 않은 비침투 영역(37b)으로 분리된다.

한편, 상기 감광층(37)을 소정 형상으로 패터닝시키기 위한 포토 리쏘그래피 공정에 따르면, 포토 마스크 즉 스텝퍼(stepper)를 사용하여 상기 감광층(37)을 자외선에 노출시킨 후 현상 용액에 현상시키면 상기된 바와 같이 상기 감광층(37)을 구성하는 상기 침투 영역(37a) 및 비침투 영역(37b)은 상기 현상 용액에 대한 상이한 현상 속도로 용해되어 제거되고 그 결과 의하여 상기 감광층(37)은 오버 행 구조의 패턴으로 형성된다.

이 후에, 제3c도에 도시되어 있는 바와 같이, 오버 행 구조로 패터닝된 상기 감광층(37)에 스퍼터링 증착 공정 또는 진공 증착 공정과 같은 물리 기상 증착(PVD) 공정에 의하여 금(Au) 또는 구리(Cu)와 같은 도전성 금속을 소정 두께로 적층시킴으로서 코일층(38)을 형성시킨다.

여기에서, 상기 코일층(38)은 상기 감광층(37)의 패턴을 통하여 노출된 제2절연층(36)상에 형성된 제1코일층(38b) 및 상기 감광층(37)상에 형성된 제2코일층(38a)으로 구성된다.

이때, 상기 코일층(38)은 제4도에 도시되어 있는 바와 같이 평탄한 상태로 유지된 상기 하부 자성층(33) 및 제1코일층(38b)상에 단차 발생 없이 평행 상태로 형성되어 있으므로 종래 박막 자기 헤드와는 달리 전기적으로 단선되는 것을 방지시킬 수 있다.

한편, 제3d도를 참조하면, 상기된 바와 같이 2개 층으로 구성된 코일층(38)을 형성시킨 후 포토레지스트를 재차 도포시켜서 제2감광층(37c)을 형성시킨 후 소정 형상으로 패터닝시키며 상기 제2감광층(37c)의 패턴을 통하여 상기 제1코일층(38b)의 일부 및 제2코일층(38a)의 일부가 노출된다.

이 후에 제3e도를 참조하면, 상기 제2감광층(37c)의 패턴을 통하여 노출된 상기 제2코일층(38a)상에 상기 제1코일층(38b)을 시드층으로 사용하여서 선택적으로 증착시키는 전기 도금 공정에 의하여 상기 도전성 물질을 소정 두게로 증착시켜서 접촉층(38c)을 형성시키며 이러한 접촉층(38c)을 통하여 상기 제1코일층(38b) 및 제2코일층(38a)은 전기적으로 연결된다.

한편, 상기 제2감광층(37c)상에 포토 레지스트를 도포시킴으로서 제3감광층을 형성시킨 후 상기된 바와 같은 포토 리쏘그래피 공정에 의하여 상기 제3감광층을 패터닝시키며 그 결과 상기 하부 자성층(33)상에 형성된 상기 접촉 구역(C)에 형성된 상기 코일층의 일부와 코일 형성부 이외의 전도층이 있는 부분(38D)만을 노출시킨다.

이때 상기 코일층의 일부와 상기 코일 형성부이외의 전도층(38D)은 웨트 프로세스에 의하여 제거되어서 상기 하부 자성층(33)의 일부아 포토 레지스트(37a)를 노출시킨다.

한편, 상기 접촉 구역(C)은 웨트 프로세서에의해 상기 제3감광층 아래 부분에 언더 컷 형상으로 존재하며, 상기 코일 형성부이외의 전도층이 제거된 영역에는 포토 레지스트(37a)가 존재하고, 이러한 언더 컷 형상과 코일부만을 덮는 절연층을 형성하기 위해 제4감광층을 스핀 코팅에 의해 소정 두께로 도포시킨 후 상기 코일층상에 일부가 잔존하도록 패터닝시킨다.

이 후에 상기된 바와 같이 복수개의 층으로 이루어진 상기 감광층은 하드 베이킹에 의하여 절연 특성을 구비하게 되며 이러한 감광층상에 스퍼터링 증착 공정에 의하여 퍼어말로이를 소정 두께로 적층시킴으로서 상부 자성층(39)을 형성시킨다.

이때, 상기 상부 자성층(39)은 상기 접촉 구역(C)을 통하여 상기 하부 자성층(33)과 접촉되어 있으며 또한 상부 자성층(39)의 일부는 상기 칩 폴 구역(A)에 해당되는 상기 갭층(35)상에 형성된다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따라서 제작된 박막 자기 헤드는 상기 갭층의 적층 두께에 해당하는 크기의 자기 갭이 자기 코어의 선단부에 형성되고 상기 접촉 구역을 통하여 상기 하부 자성층과 상부 자성층을 연결하는 자로가 형성된다.

이때, 상기 자기 코어의 선단부에 자기 매체가 인접한 경우에 상기 자기 매체로부터 인가되는 자속의 변화는 상기 코일층에 기전력을 유도시키며 이러한 기전력에 의하여 상기 자기 매체에 기록된 자기 기록이 읽어진다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 한번의 증착 공정에 의하여 다중층상구조의 도전층을 형성시키므로 상기 다수 도전층 각각의 적층 구조를 일정하게 유지시킬 수 있고 또한 하부막상에 형성되는 하부 자성층에 의하여 발생되는 단차를 절연층의 형성에 의하여 완화시킴으로서 상기 하부 자성층상에 형성되는 코일층이 전기적으로 단선되는 것을 방지시킬 수 있으며 이에 의해서 박막 자기 헤드의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 박막 자기 헤드를 제작하기 위한 방법에 있어서, 기판(31) 상에 하부막(32)을 형성시키는 단계와, 상기 하부막(32)상에 소정 형상으로 패터닝된 하부 자성층(33)을 형성시키는 단계와, 상기 하부 자성층(33)상에 평탄화 물질(34)을 도포시킨 후 상기 하부 자성층(33)을 노출시키는 단계와, 상기 하부 자성층(33)상에 형성된 자기 갭층(35) 및 제1절연층(36)을 순차적으로 패터닝시켜서 상기 하부 자성층(33)의 일부를 노출시키는 단계와, 상기 제1절연층(36)상에 포토 레지스트를 소정 두께 도포시킨 후 모노 클로로벤젠에 침적시켜서 감광층(37)을 형성시키는 단계와, 상기 감광층(37)을 오버 행 구조로 패터닝시킨 후 전기 도금공정에 의하여 상부 코일층(38a) 및 하부 코일층(38b)을 형성시키는 단계와, 상기 코일층(38)상에 포토 레지스트를 도포시켜서 제2감광층(37c)을 형성시킨 후 패터닝시킴으로서 노출된 상기 상부 코일층(38a) 및 하부 코일층(38b)을 전기적으로 연결시키는 단계와, 상기 코일층(38)상에 포토 레지스트를 도포시킴으로서 형성된 제3감광층을 패터닝하여 상기 코일층(38) 패턴 외의 전도층과 자성층 접촉 영역의 전도층을 제거하는 단계와, 제4감광층으로 코일부를 완전히 도포시키고 하드 베이킹에 의해 절연층을 형성시키는 단계와, 그리고 상기 절연층상에 상부 자성층(39)을 형성시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드 제작 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 상부 코일층(38a) 및 하부 코일층(38b)은 도전성 물질로 이루어진 접촉층(38c)에 의하여 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드 제작 방법.