KR100256066B1 - Mamufacturing method for thin magnetic head and thin magnetic head - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A thin film magnetic head is provided to replace many portions of an oxide insulation layer formed by a sputtering process with a resist, so as to regularly apply the oxide insulation layer around a pad and reduce a process time. CONSTITUTION: A function layer(12) is deposited on a substrate(11). A plating bottom layer(13), a metal pad(14), and a gold bump(17) are sequentially formed on a front one end of the function layer(12). A resist(15') is formed lower than an upper end of the metal pad(14) in other parts except the front one end of the function layer(12). An oxide insulation layer(16) is formed on top of the resist(15').

Description

박막 자기헤드 및 이의 제조방법Thin film magnetic head and its manufacturing method

제1(a)~(f)도는 종래의 박막 자기헤드의 제조공정도이고,(A)-(f) is a manufacturing process drawing of a conventional thin film magnetic head,

제2(a)~(h)도는 본 발명의 박막 자기헤드의 제조공정도이다.2 (a) to (h) are manufacturing process diagrams of the thin film magnetic head of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1,11 : 기판 2,12 : 기능막1,11 substrate 2,12 functional film

3,13 : 도금 하지막 4,14 : 금속 패드(pad)3,13: plated base film 4,14: metal pad

5,15,15′: 리지스트(resist) 6,16 : 산화절연막5,15,15 ': resist 6,16: oxide insulating film

7,17 : 금범프(gold bump)7,17: gold bump

본 발명은 박막 자기헤드 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 박막 자기헤드의 제조에 있어 후막의 절연층을 형성시킬 때 스퍼터링등의 공정에 의해 형성된 산화절연막의 상당부분을 리지스트로 대체하므로써 패드부 주위의 산화절연막을 균일하게 도포시키고 공정시간을 단축시킬 수 있는 박막 자기헤드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film magnetic head and a method of manufacturing the same, and more particularly, in the manufacture of a thin film magnetic head, a substantial portion of an oxide insulating film formed by a process such as sputtering is replaced by a resist when forming an insulating layer of a thick film. Therefore, the present invention relates to a thin film magnetic head capable of uniformly applying an oxide insulating film around a pad portion and shortening a process time, and a method of manufacturing the same.

일반적으로 컴퓨터, A/V기기등에 사용되는 변환기(transducer)로서의 박막 자기헤드는 그 기능 및 용도가 확대됨에 따라 기술적 발전이 심화되고 있다. 최근에는 디지탈 오디오(digital audio)에 적극 채용되어 DCC(Digital Compact Cassette)에 까지 확대되고 있다.2. Description of the Related Art Generally, thin film magnetic heads as transducers used in computers, A / V devices, and the like have been further developed as their functions and applications are expanded. Recently, it has been actively adopted in digital audio and has been expanded to the DCC (Digital Compact Cassette).

제1(a)~(f)도는 종래의 박막 자기헤드의 제조공정도를 나타낸 것으로, 상기 도면을 통하여 종래의 박막 자기헤드에서 특히 외부회로와의 접속이 이루어지는 패드부의 형성과정을 살펴보면 다음과 같다.1 (a) to (f) show a manufacturing process diagram of a conventional thin film magnetic head. The process of forming a pad part in which a conventional thin film magnetic head is connected to an external circuit, in particular, is as follows.

먼저 기판(1) 위에 각종 기능막(2)을 형성시킨 후 도금 하지막(3)을 형성시킨다. 그 다음 상기 하지막(3)의 전면에 리지스트(5)를 도포하고 이를 패터닝(patterning)시킨 후, 도금공정에 의해 수십마이크로이상의 금속 패드(4)를 형성시킨다.First, various functional films 2 are formed on the substrate 1, and then a plated base film 3 is formed. Then, the resist 5 is coated on the entire surface of the base film 3 and patterned, thereby forming metal pads 4 of several tens of microns or more by a plating process.

그후, 습식 또는 건식에칭에 의해 리지스트(5) 및 패드외곽의 하지막(3)을 제거하고, 스퍼터링에 의해 Al2O3또는 SiO2등의 산화절연막(6)을 금속 패드(4)의 두께이상으로 형성시킨다. 그 다음 패드(4)가 드러나도록 산화절연막(6)의 상부를 래핑(lapping)시킨 후 금이나 땜납(solder)등의 범프(bump, 7)를 형성시켜 박막 자기헤드를 제조하였다.Thereafter, the resist 5 and the base film 3 outside the pad are removed by wet or dry etching, and an oxide insulating film 6 such as Al 2 O 3 or SiO 2 is sputtered to remove the metal pad 4. It is formed more than the thickness. Then, the upper portion of the oxide insulating film 6 was wrapped so that the pad 4 was exposed, and a bump 7 such as gold or solder was formed to form a thin film magnetic head.

그러나, 이러한 방법에 의해 박막 자기헤드를 제조할 경우 산화절연막(6)의 두께를 금속 패드(4)의 두께이상으로 형성시켜야 하는데, 이때 산화절연막(6)이 약 30마이크로정도의 두께를 가지려면 일반적인 스퍼터링을 사용해서는 이론적으로 15시간 내외, 실제적으로 20시간 이상의 시간이 소요되므로 이에 의해 설비에 심각한 무리를 주게 되고 전체 공정의 진행에 대해서도 좋지 않은 결과를 낳는 문제점이 있었다.However, when manufacturing a thin film magnetic head by such a method, the thickness of the oxide insulating film 6 should be formed to be greater than the thickness of the metal pad 4, in which case the oxide insulating film 6 has a thickness of about 30 microns. In general, sputtering requires about 15 hours of theoretical time, and more than 20 hours of practical time, thereby causing a serious burden on the equipment and having a bad result for the whole process.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결할 뿐만 아니라 종래의 것에 비해 생산성이나 작업효율면에서 개선된 박막 자기헤드를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin film magnetic head which not only solves the above problems but also improves productivity and work efficiency compared to the conventional one.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 박막 자기헤드의 제조방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the thin film magnetic head.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막 자기헤드는 기판상에 기능막을 적층시키고 상기 기능막의 전면 일측에 도금 하지막, 금속 패드 및 금범프를 순차적으로 형성시켜서 된 박막 자기헤드에서, 상기 기능막의 전면 일측을 제외한 부분에 상기 금속패드의 상단보다 낮게 리지스트를 형성시키고 그 위에 산화절연층을 형성시켜서 된 것으로 구성된다.In the thin film magnetic head of the present invention for achieving the above object, the thin film magnetic head is formed by stacking a functional film on a substrate and sequentially forming a plated base film, a metal pad, and a gold bump on one side of the front surface of the functional film. The resist is formed below the upper end of the metal pad except for one side, and an oxide insulating layer is formed thereon.

이하 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

DCC용 헤드를 중심으로 한 박막 자기헤드의 제조공정중, 각종 기능막들을 보호하고 결합용 패드 주위에 형성되는 수십 마이크로 두께의 산화절연막을 스퍼터링에 의해 제조하는 방법은 CVD, 증착등의 방법에 비해 스텝 커버리지(step coverage)나 막의 치밀성, 안전성등에서 우수하여 일반적으로 이용되지만, 시간당 2 마이크로내외의 낮은 성막조건을 갖기 때문에 수십 마이크로이상의 공정에서 공정시간이 길어지는 문제점이 있었다.During the manufacturing process of the thin film magnetic head centered on the head for DCC, the method of manufacturing various oxide films by sputtering to protect various functional films and formed around the bonding pads by sputtering Although it is generally used because of excellent step coverage, denseness, and safety of the film, there is a problem in that the process time is longer in several tens of micro processes or more because it has a low film forming condition of about 2 micro hours per hour.

본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 비교적 공정이 쉽고 소요시간이 짧은 리지스트를 형성시켜 절연막의 일부로 삼고 그 위에 알루미나 등을 스퍼터링등에 형성하면 전체 공정소요시간이나 설비의 과다한 가동을 용이하게 관리할 수 있다는 것을 알게 되었다.As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventors have formed a resist that is relatively easy to process and takes a short time to form a part of an insulating film and to form alumina or the like on the sputtering process. I found it easy to manage.

제2(a)~(h)도는 본 발명의 박막 자기헤드의 제조공정도로서, 도면부호 11은 기판, 12는 기능막, 13은 도금 하지막, 14는 금속 패드, 15 및 15′는 리지스트, 16은 산화절연막, 17은 금범프이다.2 (a) to (h) are manufacturing process diagrams of the thin film magnetic head of the present invention, wherein reference numeral 11 is a substrate, 12 is a functional film, 13 is a base film, 14 is a metal pad, 15 and 15 'are resists, 16 is an oxide insulating film and 17 is a gold bump.

제2(a)~(h)도를 통해 본 발명의 박막 자기헤드의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the manufacturing process of the thin film magnetic head of the present invention through the second (a) ~ (h) as follows.

먼저 기판(11)상에 각종 기능막(12)을 형성시킨 후, Cu로 이루어진 도금 하지막(13)을 약 7000~8000Å정도의 두께로 형성시킨다. 그 위에 리지스트(15)를 형성시키고 이의 전면 일측을 패터닝(patterning)시킨 후, 도금공정에 의해 상기 패터닝지역에 리지스트(15)보다 작은 두께로 금속 패드(14)를 형성시킨다. 이때 사용되는 금속 패드의 재질은 일반적으로 구리이다.First, after forming various functional films 12 on the substrate 11, a plated base film 13 made of Cu is formed to a thickness of about 7000 to 8000 GPa. After forming the resist 15 thereon and patterning one side of the front surface thereof, a metal pad 14 is formed in the patterning region with a thickness smaller than that of the resist 15 by the plating process. The material of the metal pad used at this time is generally copper.

습식 및 건식 에칭방식을 사용하여 각각 리지스트(15) 및 금속 패드외곽의 도금 하지막(13)을 제거시킨다. 그 다음 리지스트(15Å)를 금속 패드(14)의 두께 이상으로 도포하고, 현상시에 금속 패드(14)의 상단보다 낮은 두께를 갖도록 노광에너지를 조절하여 마스크(mask) 없이 전면 노광시킨 후, 금속 패드(14)의 상단보다 낮은 두께의 리지스트(15′)가 남도록 이를 현상시킨 후 140~150℃, 20~30분동안 가열한다.Wet and dry etching methods are used to remove the resist 15 and the plated underlayer 13 outside the metal pad, respectively. Then, the resist 15 'is applied over the thickness of the metal pad 14, the exposure energy is adjusted to have a thickness lower than the upper end of the metal pad 14 at the time of development, and the entire surface is exposed without a mask. After developing such that the resist 15 ′ having a lower thickness than the top of the metal pad 14 is left, it is heated for 140 to 150 ° C. for 20 to 30 minutes.

그후, 스퍼터링 방법으로 산화절연층(16)을 형성시킨다. 이때 산화절연층의 재질은 보호용 Al2O3이다. 그 다음 금속 패드(14)가 드러나도록 상기 산화절연층(16)의 상부를 래핑(lapping)시킨다.Thereafter, the oxide insulating layer 16 is formed by a sputtering method. At this time, the material of the oxide insulating layer is protective Al 2 O 3 . The top of the oxide insulating layer 16 is then wrapped to reveal the metal pad 14.

최종적으로, 금속 패드(14)의 상단에 금범프(17)를 형성시켜 본 발명의 박막 자기헤드를 완성시킨다.Finally, a gold bump 17 is formed on the top of the metal pad 14 to complete the thin film magnetic head of the present invention.

상기 방법으로 제조된 본 발명의 박막 자기헤드는, 기판(11)상에 기능막(12)이 적층되고 상기 기능막(12)의 전면 일측에 도금 하지막(13), 금속 패드(14) 및 금범프(17)가 순차적으로 형성되어 있는 박막 자기헤드에서, 상기 기능막(12)의 전면 일측을 제외한 부분에 상기 금속패드(14)의 상단보다 낮게 리지스트(15′)가 형성되고 그 위에 산화절연층(16)이 형성된 구조를 이룬다.In the thin film magnetic head of the present invention manufactured by the above method, the functional film 12 is laminated on the substrate 11, and the plated base film 13, the metal pad 14, and the front side of the functional film 12 are formed. In the thin film magnetic head in which the gold bumps 17 are sequentially formed, the resist 15 ′ is formed on the portion except the one side of the front surface of the functional layer 12 to be lower than the upper end of the metal pad 14. The oxide insulating layer 16 is formed.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하지만, 이것이 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which do not limit the scope of the present invention.

[실시예 1]Example 1

먼저 기판상에 기능막을 형성시킨 후, Cu로 이루어진 도금하지막을 약 8000Å정도로 형성시켰다. 그 위에 리지스트를 약 40마이크로 두께로 형성시키고 이의 전면 일측을 패터닝시킨 후, 도금공정에 의해 상기 패터닝지역에 구리재질의 금속 패드를 35마이크로 두께로 형성시켰다.First, a functional film was formed on the substrate, and then a base plated film made of Cu was formed at about 8000 GPa. After the resist was formed to a thickness of about 40 micrometers and patterned on one side of the front side thereof, a copper metal pad was formed to a thickness of 35 micrometers in the patterning area by the plating process.

습식 및 건식 에칭방식을 사용하여 각각 리지스트 및 금속 패드외곽의 도금 하지막을 제거시켰다.Wet and dry etching methods were used to remove the plated underlayer around the resist and metal pad, respectively.

그 다음, 상기 리지스트를 금속 패드의 두께 이상으로 도포하고 마스크 없이 전면을 노광시킨 후, 금속 패드의 상단보다 낮은 두께의 리지스트(15′)가 남도록 8마이크로 정도를 현상시킨 다음 140℃, 20분동안 가열하였다.Then, the resist was applied over the thickness of the metal pad and the entire surface was exposed without a mask, and then developed about 8 microns so that the resist 15 'having a thickness lower than the top of the metal pad was left, and then developed at 140 ° C., 20 Heated for minutes.

그후, 스퍼터링 방법으로 보호용 알루미나 재질의 산화절연층을 형성시켰으며, 금속 패드가 드러나도록 상기 산화절연층의 상부를 래핑시켰다. 최종적으로, 금속 패드의 상단에 금범프(17)를 형성시켜 박막 자기헤드를 제작하였다.Thereafter, an oxide insulating layer made of protective alumina was formed by a sputtering method, and an upper portion of the oxide insulating layer was wrapped to reveal a metal pad. Finally, a gold bump 17 was formed on the top of the metal pad to manufacture a thin film magnetic head.

그러므로, 본 발명에 의하면 종래 스퍼터링법에 의해 30마이크로 정도의 절연막 형성시에 20~30시간 이상의 설비 가동시간이 요구되었으나, 상기 절연막의 상당부분을 리지스트로 대체하므로써 설비의 무리한 가동을 방지할 수 있다. 또한, 절연막을 대체하는 리지스트 공정에 소요되는 시간은 스퍼터링에 의한 시간에 비해 절반이하의 시간밖에 소요하지 않기 때문에 전체 공정시간을 줄일 수 있는 효과를 가진다.Therefore, in accordance with the present invention, a facility operation time of 20 to 30 hours or more is required when forming an insulating film of about 30 microns by the conventional sputtering method, but it is possible to prevent excessive operation of the equipment by replacing a substantial portion of the insulating film with a resistor. . In addition, since the time required for the resist process to replace the insulating film takes only less than half of the time due to the sputtering, the entire process time can be reduced.

한편, 스퍼터링에 의한 산화절연막의 제조시, 수직한 금속패드 주위에서는 불균일한 도포상태를 보이며 패드의 두께가 상승할수록 불균일의 정도는 심해지는 반면, 본 발명에 따른 리지스트를 도포하므로써 현상조건의 조정에 의해 균일하게 할 수 있으며, 리지스트위로 돌출된 패드부위가 낮아져 알루미나등의 도포 균일성도 확보할 수 있는등 많은 잇점이 있다.On the other hand, in the manufacture of the oxide insulating film by sputtering, the uneven coating state is shown around the vertical metal pads, and as the thickness of the pad increases, the degree of unevenness is increased, while the development conditions are adjusted by applying the resist according to the present invention. It can be made uniform, and the pad part which protrudes on the resist becomes low, and also the uniformity of application | coating of alumina etc. can be ensured, and there are many advantages.

Claims (2)

기판(11)상에 기능막(12)을 적층시키고 상기 기능막(12)의 전면 일측에 도금 하지막(13), 금속 패드(14) 및 금범프(17)를 순차적으로 형성시켜서 된 박막 자기헤드에서, 상기 기능막(12)의 전면 일측을 제외한 부분에 상기 금속패드(14)의 상단보다 낮게 리지스트(15′)를 형성시키고 그 위에 산화절연층(16)을 형성시켜서 된 박막자기헤드.A thin film porcelain formed by stacking the functional film 12 on the substrate 11 and sequentially forming the plated base film 13, the metal pad 14, and the gold bump 17 on one side of the front surface of the functional film 12. In the head, a thin film magnetic head formed by forming a resist 15 'below the upper end of the metal pad 14 and forming an oxide insulating layer 16 thereon except at one side of the front surface of the functional film 12. . 기판(11)상에 기능막(12)을 적층시키고 상기 기능막(12)의 전면 일측에 도금 하지막(13), 금속 패드(14) 및 금범프(17)를 순차적으로 형성시키는 박막 자기헤드의 제조방법에 있어서, 상기 기능막(12)의 전면 일측을 제외한 부분에 상기 금속패드(14)의 상단보다 낮게 리지스트(15′)를 형성시키고 그 위에 산화절연층(16)을 형성시키는 것을 특징으로 하는 박막 자기헤드의 제조방법.A thin film magnetic head for stacking the functional film 12 on the substrate 11 and sequentially forming the plated base film 13, the metal pad 14, and the gold bump 17 on one side of the front surface of the functional film 12. In the method of manufacturing, the resist 15 'is formed below the upper end of the metal pad 14 in the portion except the one side of the front surface of the functional film 12 and the oxide insulating layer 16 is formed thereon. A method of manufacturing a thin film magnetic head.
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