KR100234182B1 - 박막 자기 헤드의 코일 제조방법 - Google Patents

Abstract

박막 자기 헤드의 코일 제조방법에 대하여 기재하고 있다. 본 발명은 기판에 소정 높이를 이루도록 하부평탄화층을 형성하고, 그 위에 시드층을 형성하는 단계와 ; 상기 시드층 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계와 ; 상기 포토레지스트층을 부분적으로 노광하고, 실리레이터를 적용하여 상기 포토레지스트층의 표면에 부분적으로 실릴화층을 형성하는 단계와 ; 상기 실릴화층을 식각마스크로 하여, 상기 포토레지스트층을 상기 시드층 위까지 식각함으로써 도금용 레지스트 패턴을 형성하는 단계와 ; 상기 도금용 레지스트 패턴 사이의 시드층 위에 금속을 도금하는 단계와 ; 상기 도금용 레지스트 패턴을 제거하고, 상기 도금된 금속하부의 시드층을 제외한 나머지 부분의 시드층을 식각하는 단계 ; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 코일 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하면 큰 높이/폭 비(aspect ratio)를 가지는 박막 자기 헤드의 코일을 형성을 단층 레지스트에 의해 용이하게 형성할 수 있으므로, 공정의 효율을 높일 수 있다.

Description

박막 자기 헤드의 코일 제조방법

제1도 내지 제6도는 종래 기술에 따른 박막 자기 헤드의 코일 제조공정의 단계를 나타낸 단면도이다.

제7도 내지 제12도는 본 발명의 실시예에 따른 박막 자기 헤드의 코일 제조공정의 단계를 나타낸 단면도이다.

본 발명은 박막 자기 헤드의 코일 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 큰 높이/폭 비(aspect ratio)를 가지는 코일을 용이하게 형성할 수 있도록 하는 박막 자기 헤드의 코일 제조방법에 관한 것이다.

박막 자기 헤드를 개발함에 있어서, 기록 밀도가 증가할수록 모든 패턴의 크기는 감소하고 있으며, 코일 패턴의 선폭 역시 계속 감소하고 있다. 그러나, 실용적인 코일에서 높은 전류 밀도를 얻기 위해서는 코일이 일정 이상의 단면적을 유지해야 한다. 따라서, 이를 충족시키기 위하여 보통 코일은 3㎛ 이상의 높이를 가지며, 그 선폭도 이에 견줄 만큼 작거나, 이보다 더 작게 되어가는 추세이다.

그러므로, 코일이 형성될 하지층의 표면단차에도 불구하고, 큰 높이/폭 비를 가지는 코일을 형성시키는 방법이 매우 필요한 기술이 되었다. 그런데, 이러한 코일의 제조에는 보통 도금방법이 이용되므로, 도금용 패턴 역시 큰 높이/폭 비를 가져야 한다.

이러한 도금용 패턴을 단층 포토레지스트만으로 형성한다면, 미세한 선폭의 포토레지스트를 수 ㎛ 이상의 높이로 수직하게 형성하기 어려울 뿐 아니라 하지층의 단차로 인해 상기 도금용 패턴이 균일하게 형성되기 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 보통 3중막(tri - layer)을 이용한 패터닝을 적용하여 미세 선폭 문제와 하지층의 단차 문제를 완화시키고 있다.

제1도 내지 제6도는 종래 기술에 따른 박막 자기 헤드의 코일 제조공정의 단계를 나타낸 단면도로서, 특히 3중막(tri - layer)레지스트를 이용한 도금용 패턴에 의해 코일을 제조하는 공정단계를 나타낸 것이다.

제1도는 기판(1) 상에 하부평탄화층(2) 및 시드층(seed layer)(3)을 순차 형성한 후, 상기 시드층(seed layer)(3) 상에 하층 레지스트(4)를 도포한 단계를 나타낸 것이다.

여기서, 상기 하부평탄화층(2)은 보통 절연물질로 이루어진다.

제2도는 하층 레지스트(4)가 형성된 결과물 상에 금속층(5), 예컨대 타이타늄(Ti)층을 스퍼터링 공정으로 형성하고, 그 위에 상층 레지스트(6)를 도포한 단계를 나타낸 것이다.

제3도는 상기 상층 레지스트(6)에 포토 리소그라피 공정을 적용하여 상층 레지스트 패턴(6a)을 형성한 후, 이를 마스크로 하여 식각함으로써 금속층 패턴(5a)까지 형성한 단계를 나타낸 것이다.

제4도는 상기 상층 레지스트 패턴(6a) 및 금속층 패턴(5a)을 마스크로 상기 시드층(3) 위까지 식각하여 하층 레지스트 패턴(4a)을 형성함으로써 결국 도금용 레지스트 패턴(4a, 5a 및 6a)을 완성한 단계를 나타낸 것이다.

제5도는 상기 도금용 레지스트 패턴(4a, 5a 및 6a) 사이의 시드층(3) 위에 금속을 도금하여 도금 금속 패턴(7)을 형성한 단계를 나타낸 것이다.

제6도는 상기 도금용 레지스트 패턴(4a, 5a 및 6a)을 제거한 후, 상기 도금 금속 패턴(7)을 마스크로 하여 상기 시드층(3)을 식각함으로써 박막 자기 헤드의 코일(7 및 3a)을 완성한 단계를 나타낸 것이다.

그러나, 제1도 내지 제6도에 도시된 바와 같이 3중막(tri - layer)을 이용하여 박막 자기 헤드의 코일을 제조하는 경우에는, 미세 선폭 문제와 하지층의 단차 문제를 완화시켜 큰 높이/폭 비(aspect ratio)를 가지는 코일을 어느 정도 형성할 수는 있으나, 중간에 금속층의 중착공정이 포함되어 있으므로 공정이 복잡할 뿐 아니라 전체 공정시간도 길어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 큰 높이/폭 비(aspect ratio)를 가지는 코일을 용이하게 형성할 수 있도록 하는 박막 자기 헤드의 코일 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판에 소정높이를 이루도록 하부평탄화층을 형성하고, 그 위에 시드층을 형성하는 단계와 ; 상기 시드층 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계와 ; 상기 포토레지스트층을 부분적으로 노광하고, 실리레이터를 적용하여 상기 포토레지스트층의 표면에 부분적으로 실릴화층을 형성하는 단계와 ; 상기 실릴화층을 식각마스크로하여, 상기 포토레지스트층을 상기 시드층위까지 식각함으로써 도금용 레지스트 패턴을 형성하는 단계와 ; 상기 도금용 레지스트 패턴 사이의 시드층 위에 금속을 도금하는 단계와 ; 상기 도금용 레지스트 패턴을 제거하고, 상기 도금된 금속하부의 시드층을 제외한 나머지 부분의 시드층을 식각하는 단계 ; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 코일 제조방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 포토레지스트층은 표면 평탄화 특성이 좋은 PMGI(Poly Methyl Gluta Imide)를 도포한 후 고온 베이킹(baking)을 하여 형성하는 것이 바람직하며, 그 두께는 형성될 코일의 두께(3㎛ 이상) 적합하도록 3㎛ 이상으로 형성하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 레지스트 패턴을 형성하는 단계는 산소 플라즈마(O₂plasma)를 이용한 건식식각에 의한 건식현상(Dry Development) 공정에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 실리레이터는 TMDS(Tetra Methyl DiSilazane), HMDS(Hexa Methyl DiSilazane) 및 SiH₄(Silane)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기한 본 발명에 의하면 표면 평탄화 특성이 좋은 PMGI를 이용하여 표면 단차 문제점을 해결하고, 단층 레지스트에 실릴화 공정을 적용함으로써 용이하게 큰 높이/폭 비(aspect ratio)를 가지는 박막 자기 헤드의 코일을 형성할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

제7도 내지 제12도는 본 발명의 실시예에 따른 박막 자기 헤드의 코일 제조공정의 단계를 나타낸 단면도로서, 특히 단층 레지스트에 실릴화 공정을 적용하여 코일을 제조하는 공정단계를 나타낸 것이다.

제7도는 기판(11) 상에 하부평탄화층(12) 및 시드층(seed layer)(13)을 순차 형성한 후, 상기 시드층(seed layer)(13) 상에 PMGI 레지스트층(14)을 도포하고 고온 베이킹(baking)을 실시한 단계를 나타낸 것이다.

여기서, 상기 PMGI 레지스트층(14)의 하지층의 표면 단차는 약 2.7㎛ 정도였으나, 표면 평탄화 특성이 좋은 PMGI 레지스트층(14)을 약 5㎛의 두께로 형성함으로써 수백 ㎚ 수준으로 표면 단차를 낮출 수 있었다.

제8도는 포토 마스크(15)를 이용하여 상기 PMGI 레지스트층(14)을 부분적으로 노광한 단계를 나타낸 것이다.

광원으로는 245㎚의 자외선(Deep Ultra Violet)이 사용되었다.

제9도는 실리레이터로서 TMDS(Tetra Methyl Disilazane)를 이용하여 상기 PMGI 레지스트층(14)을 부분적으로 실릴화함으로써 표면에 실릴화층(16)을 형성한 단계를 나타낸 것이다.

상기 PMGI 레지스트는 포지티브 형이므로 노광이 이루어지지 않은 영역에서 상기 실릴화층(16)이 형성된다.

제10도는 상기 실릴화층(16)을 식각 마스크로하여, 상기 시드층(13) 위까지 산소 플라즈마(O₂plasma) 식각을 행함으로써 도금용 레지스트 패턴(14b 및 16)을 형성한 단계를 나타낸 것이다.

상기 실릴화층(16)에는 실리콘(Si) 기가 확산되어 있으므로 상기 산소 플라즈마 (O₂plasma) 식각이 행해지면 실리콘 산화막(SiO₂)을 형성하여 식각 마스크의 역할을 하게 된다.

제11도는 상기 도금용 레지스트 패턴(14b 및 16) 사이의 시드층(13)위에 금속을 도금하여 도금 금속 패턴(17)을 형성한 단계를 나타낸 것이다. 여기서, 상기 도금용 레지스트 패턴(14b 및 16)은 표면 평탄화가 이루어진 상태에서 균일하게 형성되어 있기 때문에, 상기 도금 금속 패턴(17) 역시 균일하게 형성될 수 있다.

제12도는 상기 도금용 레지스트 패턴(14b 및 16)을 제거한 후, 상기 도금 금속 패턴(17)을 마스크로 하여 상기 시드층(13)을 식각함으로써 박막 자기 헤드의 코일(17 및 13a)을 완성한 단계를 나타낸 것이다.

상기 실시예에 의하면 큰 높이/폭 비(aspect ratio)를 가지는 박막 자기 헤드의 코일을 단층 레지스트에 의해 용이하게 형성할 수 있으므로, 공정의 효율을 높일 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상내에서 많은 변형이 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 실시 가능함은 명백하다.

Claims (5)

1. 기판에 소정 높이를 이루도록 하부평탄화층을 형성하고, 그 위에 시드층을 형성하는 단계와 ; 상기 시드층 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계와 ; 상기 포토레지스트층을 부분적으로 노광하고, 실리레이터를 적용하여 상기 포토레지스트층의 표면에 부분적으로 실릴화층을 형성하는 단계와 ; 상기 실릴화층을 식각마스크로하여, 상기 포토레지스트층을 상기 시드층 위까지 식각함으로써 도금용 레지스트 패턴을 형성하는 단계와 ; 상기 도금용 레지스트 패턴 사이의 시드층 위에 금속을 도금하는 단계와 ; 상기 도금용 레지스트 패턴을 제거하고, 상기 도금된 금속하부의 시드층을 제외한 나머지 부분의 시드층을 식각하는 단계 ; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 코일 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 포토레지스트층은 PMGI(Poly Methyl Gluta Imide)를 도포한 후 고온 베이킹(baking)을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 코일 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 포토레지스트층은 3㎛ 이상의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 코일 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 레지스트 패턴을 형성하는 단계는 산소 플라즈마(O₂plasma)를 이용한 건식식각에 의한 건식현상(Dry Development) 공정인 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 코일 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 실리레이터는 TMDS(Tetra Methyl DiSilazane), HMDS(Hexa Methyl DiSilazane) 및 SiH₄(Silane)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 코일 제조방법.