KR100289181B1

KR100289181B1 - 자기저항헤드의제조방법

Info

Publication number: KR100289181B1
Application number: KR1019940014915A
Authority: KR
Inventors: 허충석
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 2001-05-02
Also published as: KR960002149A

Abstract

본 발명은 자기저항헤드의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기디스크장치(HDD)에 사용되는 자기저항형 박막헤드를 제조하는 경우 수 ㎛이내의 트랙폭을 요구하는 재생헤드의 바이어스용 교환층(exchange layer)과 도전층(conductive layer)가공시 리프트-오프방법 및 건식에칭법을 병행하므로써 수직에 근접한 에칭단면 가공이 가능하여 기능막인 자기저항막의 손상이나 두께변화없이 트랙폭의 정확한 제어가 가능하도록 된 것에 관한 것으로, 정보기록 및 재생용 자기저항형 박막헤드의 재생부인 자기저항 헤드의 제조방법에 있어서, 하지막상에 연자성박막층(1), 절연층(2), 자기저항막(3)을 스퍼터링방법으로 제조한 후 Mo막(8)을 적층하여 자기복합막을 형성하되, Mo막(8)을 마스크로 하여 이온 빔 에칭한 후 잔류 Mo(8)을 반응성 이온에칭법으로 제거시키는 단계와, 자기저항막(3)위에 리프트-오프용 PR(10)을 코팅시킨 후 교환층(6)을 스퍼터링방법으로 형성한 다음 아세톤을 이용하여 PR(10)을 제거시키는 단계와, 3층막(11-13)으로 된 전극을 스퍼터링방법으로 형성하고 PR(14)을 코팅시킨 후 상부 금속막(11)을 반응성 이온 에칭으로 제거한 다음, 이를 마스크로 하여 Au(12) 및 하부 금속막(13)을 Ar 플라스마 에칭 및 반응성 이온 에칭으로 각각 제거시키는 단계로 구성된 것이다.

Description

자기저항헤드의 제조방법

제1도는 종래기술에 의한 자기저항헤드의 제조공정도.

제2도는 본 발명에 의한 자기저항헤드의 제조공정도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연자성 박막 2 : 절연층

3 : 자기저항막 4,5,9,10,14 : PR(photoresist)

6 : 교환층(exchange layer) 7 : 도전층

8 : Mo층 11 : 하부 Mo층

12 : Au층 13 : 상부 Mo층

본 발명은 자기저항헤드의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기디스크장치(HDD)에 사용되는 자기저항형 박막헤드를 제조하는 경우 수 ㎛이내의 트랙폭을 요구하는 재생헤드의 바이어스용 교환층(exchange layer), 전극(conductive layer)가공시 lift-off방법 및 건식에칭법을 병행하므로서 수직에 근접한 에칭단면 가공이 가능하여 가능막인 자기저항막의 손상이나 두께변화없이 트랙폭의 정확한 제어가 가능하도록 된 것에 관한 것이다.

일반적으로 자기디스크장치(HDD)에 사용되는 자기헤드는 기록매체에 정보를 기록하고 기록된 정보를 읽어내는 기능을 하며, HDD의 용량증가에 따라 사용되는 헤드도 변화되어 기록시에는 유도형 박막헤드가, 재생시에는 자기저항형(Magneto-resistive type)헤드가 사용되기 시작하였으며, 상기 헤드는 별도의 헤드로 사용되는 것이 아니고 하나의 헤드로 복합화시켜서 사용하는데, 이에따라 기존의 유도형 박막헤드보다 훨씬 복잡한 구조를 가지게 되며, 자기저항형 헤드는 자기저항막 이외에, 폭방향으로 바이어스자계를 인가하기 위한 shunt층과, 연자성박막층 및 절연층이, 길이방향으로 바이어스 자계를 인가하기 위한 교환층 및 도전층이 형성되며, 상기 막들은 그 두께가 수백 Å부터 수천 Å에까지의 것으로 두께가 헤드의 특성과 밀접한 관계가 있으므로 헤드제조시 막의 두께가 변화하여서는 안된다.

그리고 HDD의 용량증가에 따른 기록밀도의 상승에 따라 자기디스크의 트랙밀도가 증가하게 되고 따라서 기록/재생용 헤드의 트랙폭도 줄어들게 된다. 더우기 자기저항헤드의 경우는 재생헤드의 트랙폭이 기록헤드의 트랙폭에 비해 75∼80%로서, 이는 재생시 인접트랙에 의한 잡음발생을 줄이고 트랙어긋남에 의한 신호중첩을 줄일 수 있는 수단이 된다.

재생헤드는 제1(e)도에 도시된 바와같이 자기저항막(3)의 주위에 바이어스막으로서 연자성박막(1), 교환층(6), 도전층(7)을 형성시킨 것으로 구성되어 있으며 미합중국 특허 제4,891,725호에 의하면, 하지막상에 연자성박막(1), SiO₂, Al₂O₃의 절연층(2), NiFe의 자기저항막(3)을 스퍼터링 방법에 의해 형성시킨 다음, 포토리지스트 패터닝(Photoresist patterning)에 의해 PR(4)을 형성후 엣칭으로 자기저항막(3)이 노출되게 한(제1(a)도∼제1(b)도참조)다음, 자기저항막(3)상에 리프트-오프용 PR(5)을 형성시키고 그 위에 얇은 두께(200∼400Å)의 자기저항막(3)의 손상을 방지하기 위해 교환층(6) 및 Au, Cu등의 도전층(7)을 리프트-오프 방법으로 제조하여(제1(c)∼(e)도참조) 원하는 트랙폭(W₁)을 가공하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 방법에 의해 자기저항헤드를 제조하는 경우 트랙폭(W₁)이 1∼2㎛이하로 좁아지는 경우 교환층두께(500Å)와 전극 두께(2000∼3000Å)를 합한 두께의 막을 함께 lift-off시켜야 하므로 전극층을 수직상태로서 가공하기가 힘들고 트랙폭을 정확히 제어하기가란 곤란하여 깨끗한 프로필을 갖는 트랙구조의 가공이 곤란하다. 그리고 전기도금의 경우 전극층을 수직단면으로 가공할 수는 있으나, 도금이 가능한 금속이 박막헤드의 경우에 니켈합금, 구리등으로 제한되므로 자성층의 성분변화에 대응할 수 없게 되어 고밀도 헤드제조에 적용할 경우에는 한계에 직면하게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 자기저항형 박막헤드를 제조하는 경우 수 ㎛이내의 트랙폭을 가지며 자기저항막의 손상이나 두께변화의 발생됨이 없도록 하기 위해 교환층 및 도전층의 제조시 리프트-오프방법 및 건식에칭법을 병행하므로서 전극층의 단면을 수직상태로 가공하여 트랙폭을 정확하게 제어할 수 있도록 하여 헤드의 특성을 향상시킬 수 있도록 된 자기저항헤드의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 정보기록 및 재생용 자기저항형 박막헤드의 재생부인 자기저항 헤드의 제조방법에 있어서, 하지막상에 연자성박막층, 절연층, 자기저항막을 스퍼터링 방법으로 제조한 후 Mo막을 적층하여 자기복합막을 형성하되, Mo막을 마스크로 하여 이온 빔 에칭한 후, 잔류 Mo을 반응성 이온에칭법으로 제거시키는 단계와, 자기저항막위에 리프트-오프용 PR을 코팅시킨 후 교환층을 스퍼터링 방법으로 형성시킨 다음 아세톤을 이용하여 PR을 제거시키는 단계와, 3층막으로 된 전극을 스퍼터링 방법으로 형성시키고 PR을 코팅시킨 후 상부 Mo을 반응성 이온 에칭으로 각각 제거한 다음, 이를 마스크로 하여 Au 및 하부 Mo을 Ar 플라스마 에칭 및 반응성 이온에칭으로 제거시키는 단계로 구성된 것이다.

이하, 본 발명에 의한 자기저항헤드의 제조방법의 일실시예를 첨부도면 제2도를 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같으며, 이는 본원발명인 자기저항헤드 제조공정의 이해를 돕기 위한 것이지 이로인해 본 발명의 기술적인 범주가 한정되는 것은 아니다.

정보기록, 재생용 박막자기저항형/유도형 헤드의 재생부인 자기저항 헤드의 제조방법에 있어서, 하지막상에 니켈합금·CoZrMo등의 연자성박막(1), SiO₂, Al₂O₃등의 절연층(2), NiFe의 자기저항막(3)을 스퍼터링방법으로 제조한 후 두께가 1000Å인 Mo막(8)을 적층한다. PRS2400 패터닝(9)을 한 다음 Mo막(8)을 반응성 이온 에칭법을 사용하여 CF₄와 O₂로 에칭하여 상기 PR(9)을 제거시킨 후, Mo층(8)을 마스크로 하여 이온빔 에칭하여 잔류성 Mo층(8)은 다시 반응성 이온 에칭법으로 제거시켜 자기저항막(3)이 노출되도록 한다(제2(a)∼(b)도참조).

그리고 두께 0.5㎛의 얇은 PR(10)을 리프트-오프용으로서 자기저항막(3)위에 형성시킨 후(제2(c)도참조), 그 위에 스퍼터링방법으로 교환층(6)을 형성시키고 PR(10)은 아세톤등의 용제로 제거시킨다(제2(d)∼(e)도참조).

또한 자기저항막(3)위에 300Å의 Mo(11), 2000Å의 Au(12), 1000Å의 Mo(13)의 3층막을 스퍼터링방법으로 형성시키되, 0.5㎛정도의 PR(14)를 패터닝한 후 상부 Mo층(13)을 습식에칭(Wet Chemical etching) 또는 반응성 이온 에칭법에 의해 제거한 다음 PR(14)을 제거하고, 상부 Mo층(13)은 반응성 이온 에칭법에 의해 제거시키므로서 전극단면의 트랙폭(W₂)이 수직에 근접하게 형성된다(제2(f)∼(h)도참조).

이때 상기 Mo/Au/Mo 3층막에서 상부 Mo막(13)은 Au(12) 및 하부Mo(11)의 에칭도중 계속적으로 마스크의 역할을 할수 있도록 하부 Mo막(11)(200∼300Å)두께의 3∼4배의 두께로 형성시키는 것이 바람직하다.

상기 일실시예의 결과 1.6㎛의 트랙폭을 갖는 재생헤드의 제조시 본 발명과 종래기술을 비교하면, 본 발명에 의해 제조된 전극층의 단면 각도와 트랙폭 편차는 각각 80∼85°, ±8(%)인 반면에 종래기술에 의해 제조되는 경우 60∼70°, ±25%로서 본 발명에 의한 자기저항헤드가 정확하게 가공되었음을 알수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 자기저항헤드의 제조방법은 자기저항형 박막헤드의 재생부인 자기저항헤드를 제조하는 경우 얇은 두께의 자기저항막의 손상 및 두께변화의 발생을 방지하기 위해 변환층과 도전층의 제조시 리프트-오프방법과 건식에칭법을 혼용함으로서 전극의 트랙폭이 수직에 근접한 상태로 가공이 가능하고 트랙폭을 정확하게 제어할 수 있게 되므로 헤드의 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims

정보기록 및 재생용 자기저항형 박막헤드의 재생부인 자기저항헤드의 제조방법에 있어서, 하지막상에 연자성박막층(1), 절연층(2), 자기저항막(3)을 스퍼터링방법으로 제조한 후 Mo막(8)을 적층하여 자기복합막을 형성하되, Mo막(8)을 마스크로 하여 이온 빔 에칭한 후 잔류 Mo(8)을 반응성 이온에칭법으로 제거시키는 단계와, 자기저항막(3)위에 리프트-오프용 PR(10)을 코팅시킨 후, 교환층(6)을 스퍼터링방법으로 형성시킨 다음 아세톤을 이용하여 PR(10)을 제거시키는 단계와, 상하부 금속막(11,13)과 Au층(12)으로 된 전극을 스퍼터링방법으로 형성시키고 PR(14)을 코팅시킨 후 상부막(13)을 반응성 이온에칭으로 제거한 다음, 이를 마스크로 하여 Au층(12) 및 하부 금속막(11)을 Ar 플라스마 에칭 및 반응성 이온 에칭으로 각각 제거시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 자기저항헤드의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 상.하부 금속막(11,13)으로 Mo이 사용됨을 특징으로 하는 자기저항헤드의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부금속막(13)의 두께는 하부금속막(11)보다 3배 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자기저항헤드의 제조방법.