KR100609384B1

KR100609384B1 - Method for manufacturing Thin film magnetic head

Info

Publication number: KR100609384B1
Application number: KR1020040011021A
Authority: KR
Inventors: 정우석; 유용구; 조두희; 이재광; 김기출; 서정대
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2006-08-08
Also published as: KR20050063636A

Abstract

본 발명은 박막 자기 헤드의 제조방법에 관한 것으로, 특히 초미세 자기재생 소자를 제작함에 있어 포토 레지스트의 플로우 공정을 적용하여 하드 마그네트층과 금속다층박막 사이를 분리시킴과 아울러 포토 레지스트를 이용하여 상부전극과 하부전극 사이를 절연시킴으로써, 제조공정을 단순화, 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 제조공정의 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있는 박막 자기 헤드의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for manufacturing a thin film magnetic head. In particular, in manufacturing an ultrafine magnetic regeneration device, a photoresist flow process is applied to separate a hard magnet layer from a metal multilayer thin film, and an upper portion using a photoresist. By insulating between the electrode and the lower electrode, it is possible to simplify and optimize the manufacturing process as well as to provide a method of manufacturing a thin film magnetic head which can effectively shorten the manufacturing process time.

박막 자기 헤드, 하부전극, 포토 레지스트 패턴, 금속다층박막, 하드 마그네트층, 상부전극Thin film magnetic head, lower electrode, photoresist pattern, metal multilayer thin film, hard magnet layer, upper electrode

Description

박막 자기 헤드의 제조방법{Method for manufacturing Thin film magnetic head}Method for manufacturing thin film magnetic head

도 1a 내지 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 자기 헤드의 제조방법을 설명하기 위해 공정순서에 따라 도시한 단면도들이다.1A to 1F are cross-sectional views illustrating a manufacturing method of a thin film magnetic head according to an exemplary embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ****** Explanation of symbols on main parts of drawing ***

100 : 하부전극, 200 : 식각된 금속다층박막,100: lower electrode, 200: etched metal multilayer thin film,

300 : 포토 레지스트 패턴, 300' : 일부 플로우된 포토 레지스트,300: photoresist pattern, 300 ': partially flowed photoresist,

400 : 하드 마그네트층, 400' : 패터닝된 하드 마그네트층,400: hard magnet layer, 400 ': patterned hard magnet layer,

500 : 마스크 패터닝된 포토 레지스트,500: mask patterned photoresist,

600 : 상부전극600: upper electrode

본 발명은 박막 자기 헤드의 제조방법에 관한 것으로, 특히 초미세 자기재생 소자를 제작함에 있어 포토 레지스트의 플로우 공정을 적용하여 하드 마그네트층과 금속다층박막 사이를 분리시킴과 아울러 포토 레지스트를 이용하여 상부전극과 하부전극 사이를 절연시킴으로써, 제조공정을 단순화, 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 제조공정의 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있도록 한 박막 자기 헤드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thin film magnetic head. In particular, in manufacturing an ultrafine magnetic regeneration device, a photoresist flow process is applied to separate a hard magnet layer from a metal multilayer thin film, and an upper portion using a photoresist. By insulating between the electrode and the lower electrode, the present invention relates to a method of manufacturing a thin film magnetic head that not only simplifies and optimizes the manufacturing process but also effectively shortens the manufacturing process time.

일반적으로, 자기 정보를 기록 및 재생하기 위한 박막 자기 헤드(Thin film magnetic head)의 제조방법은 산화막 같은 절연체에 의해 자기 금속층을 감싸준 후에 강자성 박막(Hard Magnet Layer, 이하, '하드 마그네트층'이라 칭함)을 주로 증착한 후, 식각이나 리프트 오프(Lift-Off) 방법을 사용하여 형성하였다.In general, a method of manufacturing a thin film magnetic head for recording and reproducing magnetic information is called a hard magnet layer (hereinafter, referred to as a 'hard magnet layer') after the magnetic metal layer is wrapped by an insulator such as an oxide film. ) Was mainly deposited and then formed using an etching or lift-off method.

한편, 상/하부전극 사이의 절연이나 하드 마그네트층과 금속다층박막 사이의 절연은 산화막 같은 절연막을 사용하였다.On the other hand, the insulation between the upper and lower electrodes or the insulation between the hard magnet layer and the metal multilayer thin film used an insulating film such as an oxide film.

상기와 같은 종래의 박막 자기 헤드의 제조방법에서 상기 하드 마그네트층의 형성 시에는 소자의 미세화나 절연과 같은 기본적인 조건은 만족하지만, 상기 하드 마그네트층과 상기 금속다층박막 사이의 절연을 위해서는 마스크(Mask) 공정이 추가되고, 산화막 제거 공정도 병행하여야 하는 번거로움이 있다.In the conventional method of manufacturing a thin film magnetic head as described above, basic conditions such as miniaturization and insulation of devices are satisfied when the hard magnet layer is formed, but a mask may be used to insulate between the hard magnet layer and the metal multilayer thin film. ) Process is added, and the oxide film removing process is also cumbersome.

또한, 종래의 제조방법에 의한 상부전극 및 하부전극 사이의 절연층 형성 시에는 산화막 증착 공정과 식각 공정이 추가되어야 하는 복잡성이 있다.In addition, when forming an insulating layer between the upper electrode and the lower electrode according to the conventional manufacturing method, there is a complexity that an oxide film deposition process and an etching process need to be added.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 포토 레지스트의 플로우 공정을 거쳐 하드 마그네트층과 금속다층박막 사이를 분리시킴에 따라 기존의 산화막 형성에 의한 불필요한 공정을 생략하여 제조공정의 정확한 제어가 가능함과 아울러 제조공정의 단순화, 최적화할 수 있으며, 상부전극과 하부전극 사이의 절연막에 기존의 산화막 대신에 포토 레지스트를 사용함으로 써, 기존의 산화막을 위한 마스크 공정과 식각 공정을 생략함으로써, 제조공정의 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있는 박막 자기 헤드의 제조방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to omit the unnecessary process by forming an existing oxide film by separating the hard magnet layer and the metal multilayer through a flow process of photoresist. In addition to precise control of the manufacturing process, the manufacturing process can be simplified and optimized, and the photoresist is used instead of the conventional oxide film in the insulating film between the upper electrode and the lower electrode, so that the mask process and the etching process for the existing oxide film are performed. By omitting the present invention, there is provided a method for manufacturing a thin film magnetic head which can effectively shorten the time of the manufacturing process.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 기판의 상부에 하부전극을 형성시킨 후, 상기 하부전극의 상부에 자기 금속층 및 포토 레지스트를 순차적으로 적층시키는 단계; 마스크 공정에 의해 포토 레지스트 패턴을 형성시킨 후, 상기 형성된 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 하부전극이 노출되도록 상기 자기 금속층을 식각하여 금속다층박막을 형성하는 단계; 상기 포토 레지스트 패턴의 일부가 상기 식각된 금속다층박막의 측벽을 소정의 두께로 감싸도록 흘러내리게 하는 레지스트 플로우 공정을 진행하는 단계; 상기 노출된 하부전극의 상부면과 상기 플로우된 포토 레지스트의 전체 상부면 및 측벽에 하드 마그네트층을 증착시키는 단계; 상기 플로우된 포토 레지스트 및 상기 하드 마그네트층의 일부를 제거하여 패터닝된 하드 마그네트층을 형성하는 단계; 및 상기 결과물에 절연층을 형성시킨 후, 상기 식각된 금속다층박막의 일부가 접속되도록 상부전극을 증착하는 단계를 포함하여 이루어진 박막 자기 헤드의 제조방법을 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, an aspect of the present invention, after forming a lower electrode on an upper portion of the substrate, the step of sequentially stacking a magnetic metal layer and a photo resist on the lower electrode; Forming a photoresist pattern by a mask process, and then etching the magnetic metal layer to expose the lower electrode using the formed photoresist pattern as a mask to form a metal multilayer film; Performing a resist flow process for causing a portion of the photoresist pattern to flow down to surround a sidewall of the etched metal multilayer thin film to a predetermined thickness; Depositing a hard magnet layer on an upper surface of the exposed lower electrode and an entire upper surface and sidewalls of the flowed photoresist; Removing a portion of the flowed photoresist and the hard magnet layer to form a patterned hard magnet layer; And forming an insulating layer on the resultant, and then depositing an upper electrode such that a part of the etched metal multilayer thin film is connected to the thin film magnetic head.

이때, 상기 절연층은 포토 레지스터로 형성하고, 상기 식각된 금속다층박막 및 상기 패터닝된 하드 마그네트층의 전체 상부면을 비롯한 상기 식각된 금속다층박막과 상기 패터닝된 하드 마그네트층의 측벽 사이에 상기 포토 레지스터를 형성시킨 후, 상기 하드 마그네트층의 상부면 일부가 노출되도록 마스크 공정을 수행하여 마스크 패턴닝된 포토 레지스트를 형성하며, 상기 마스크 패턴닝된 포토 레지스 트의 전체 상부면 및 상기 패터닝된 하드 마그네트층의 노출된 상부면에 상기 상부전극을 증착하여 패터닝함이 바람직하다.In this case, the insulating layer is formed of a photoresist and is formed between the etched metal multilayer and the sidewall of the patterned hard magnet layer, including the entire upper surface of the etched metal multilayer and the patterned hard magnet layer. After forming the resistor, a mask process is performed to expose a portion of the upper surface of the hard magnet layer to form a mask patterned photoresist, and an entire upper surface of the mask patterned photoresist and the patterned hard magnet. It is preferable to deposit and pattern the top electrode on the exposed top surface of the layer.

바람직하게는, 상기 레지스트 플로우 공정은 상기 포토 레지스트 패턴의 특성에 따라 100℃∼200℃온도 사이에서 30초∼600초 동안 실시하여 상기 소정의 두께가 0.01∼0.5㎛로 형성한다.Preferably, the resist flow process is performed for 30 seconds to 600 seconds between 100 ℃ to 200 ℃ temperature according to the characteristics of the photo resist pattern to form the predetermined thickness of 0.01 to 0.5㎛.

바람직하게는, 상기 플로우된 포토 레지스트 및 상기 하드 마그네트층의 일부 제거는 산소 애슁법(O₂Ashing) 또는 끓는 아세톤법(Boiled Acceton)에 의해 실시한다.Preferably, the removal of part of the flowed photoresist and the hard magnet layer is carried out by O 2 Ashing or Boiled Acceton.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This embodiment is not intended to limit the scope of the invention, but is presented by way of example only.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각된 금속다층박막(Multi Layers)(200)과 그 상면에 형성된 포토 레지스트 패턴(Photo Resist Pattern)(300)을 나타낸 단면도로서, 먼저, 기판(미도시) 상에 하부전극(Lower Electrode)(100)을 증착시킨 후, 하부전극(100)의 상부면에 금속다층박막(200)으로 형성될 자기 금속층 및 포토 레지스트(Photo Resist)를 순차적으로 적층시킨다.FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating an etched metal multilayer film 200 and a photo resist pattern 300 formed on an upper surface thereof, according to an embodiment of the present invention. After depositing the lower electrode 100 on the lower electrode 100, a magnetic metal layer and a photo resist to be formed as the metal multilayer thin film 200 are sequentially stacked on the upper surface of the lower electrode 100.

이때, 하부전극(100)은 물리적인 증착법이나 화학적인 증착법에 의해 증착시 키는 바, 상기 물리적인 증착법으로는 스퍼터링이나 증기 증착을 적용할 수 있고, 상기 화학적 증착법으로는 전해 증착(Electro Plating)을 적용할 수 있으며, 그 재료로는 퍼멀로이(NiFe) 계통의 재료를 사용함이 바람직하다. 한편, 하부전극(100)은 0.1∼2.0㎛정도의 두께로 형성함이 바람직하다.In this case, the lower electrode 100 is deposited by physical vapor deposition or chemical vapor deposition. As the physical vapor deposition, sputtering or vapor deposition may be applied, and the chemical vapor deposition may be performed by electroplating. It is possible to apply, as the material it is preferable to use a material of permalloy (NiFe) system. On the other hand, the lower electrode 100 is preferably formed to a thickness of about 0.1 ~ 2.0㎛.

또한, 상기 자기 금속층은 물리적인 증착법(예컨대, 스퍼터링 및 증기 증착 등)에 의해 다층구조로 형성시킬 수 있다. 이러한 자기 금속층은 크게, 터널 자기 저항(Tunnel Magneto Resistance, TMR) 소자로 구성되거나, 거대 자기 저항(Giant Magneto Resistance, GMR) 소자로 구성될 수 있다. 이때, 상기 TMR 소자와 상기 GMR 소자의 차이점은 중간의 강자성체 사이에 절연체 또는 구리(Cu)가 들어가느냐에 따라 구별된다.In addition, the magnetic metal layer may be formed in a multilayer structure by physical vapor deposition (for example, sputtering and vapor deposition). The magnetic metal layer may be largely composed of a tunnel magneto resistance (TMR) device or a giant magneto resistance (GMR) device. In this case, the difference between the TMR element and the GMR element is distinguished according to whether an insulator or copper (Cu) enters between intermediate ferromagnetic materials.

상기 TMR 소자 및 상기 GMR 소자는 공통으로 Ta/NiFe를 씨앗층으로 형성시키고, 반강자성층으로 IrMn, PtMn, FeMn 및 NiMn 등을 적용함과 아울러 강자성층으로는 CoFe나 NiFe를 적용할 수 있으며, 캡 층(Cap layer)은 Ta를 적용함이 바람직하다. 상기 TMR 소자 및 상기 GMR 소자에서 반강자성층과 강자성층과의 결합(Pinned layer) 위치가 절연체나 구리(Cu)의 위쪽에 있는 경우와 아래쪽에 있는 경우로 구분될 수 있으며, 그 반대쪽은 강자성층으로 구성된 자유층(Free layer)이 형성된다. 소자의 위쪽은 Ta으로 덮힌다.The TMR device and the GMR device may commonly form Ta / NiFe as a seed layer, apply IrMn, PtMn, FeMn, and NiMn as antiferromagnetic layers, and apply CoFe or NiFe as ferromagnetic layers. As the cap layer, it is preferable to apply Ta. In the TMR device and the GMR device, the antiferromagnetic layer and the ferromagnetic layer may be divided into a case where the pinned layer is located above and below the insulator or copper (Cu), and the opposite side is a ferromagnetic layer. A free layer consisting of a free layer is formed. The top of the device is covered with Ta.

이후, 사진공정 예컨대, 포토 마스크(Photo Mask)(I-LINE에서 UV-LINE)나 전자선에 의한 포토공정(또는 전자빔 패턴닝 방법)을 적용하여 포토 레지스트 패턴(300)을 형성한 다음, 상기 형성된 포토 레지스트 패턴(300)을 마스크로 하여 건식 식각법(예컨대, 이온빔 식각, 플라즈마 식각 등)에 의해 하부전극(100)이 노출되도록 상기 자기 금속층을 식각하여 금속다층박막(Multi layers)(200)을 형성시킨다.Thereafter, a photoresist pattern 300 is formed by applying a photo process, for example, a photo mask (UV-LINE to I-LINE) or a photo process (or electron beam patterning method) using an electron beam, and then forming the photoresist pattern 300. Using the photoresist pattern 300 as a mask, the magnetic metal layer is etched so that the lower electrode 100 is exposed by dry etching (for example, ion beam etching, plasma etching, etc.) to form a metal multilayer 200. To form.

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 일부 플로우된 포토 레지스트(Partially Flowed Photo Resist)(300')를 나타낸 단면도로서, 후술하는 하드 마그네트층(Hard Magnet Layer)(400)과 상기 식각된 금속다층박막(200)사이를 분리시키기 위해 포토 레지스트 패턴(300)의 일부가 상기 식각된 금속다층박막(200)의 측벽을 소정의 두께로 감싸도록 흘러내리게 하는 레지스트 플로우(Flow) 공정을 진행하여 일부 플로우된 포토 레지스트(300')를 형성시킨다.FIG. 1B is a cross-sectional view of a partially flowed photo resist 300 'according to an embodiment of the present invention. The hard magnet layer 400 and the etched metal multilayer are described below. In order to separate between the thin films 200, a portion of the photoresist pattern 300 flows to partially cover the sidewall of the etched metal multilayer thin film 200 to a predetermined thickness, thereby performing a partial flow. Formed photoresist 300 '.

이때, 상기 레지스트 플로우 공정은 포토 레지스트 패턴(300)의 특성에 따라 다양한 방법을 채용할 수 있으며, 예를 들어, 100∼200℃의 온도에서 30∼600초 동안 상기 소정의 두께 즉, 원하는 분리간격(예를 들면, 0.01∼0.5㎛) 안에 들어올 수 있도록 조절하여 수행함이 바람직하다.In this case, the resist flow process may employ various methods according to the characteristics of the photoresist pattern 300, for example, the predetermined thickness, that is, the desired separation interval for 30 to 600 seconds at a temperature of 100 ~ 200 ℃ (For example, 0.01 to 0.5 mu m) is preferably adjusted to enter.

도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 마그네트층(400)의 증착된 모습을 나타낸 단면도로서, 노출된 하부전극(100)의 상부면과 상기 일부 플로우된 포토 레지스트(300')의 전체 상부면 및 측벽에 예컨대, 물리적인 증착법에 의해 하드 마그네트층(400)을 약 5∼50㎚정도의 두께로 증착시킨다.1C is a cross-sectional view illustrating a deposited state of the hard magnet layer 400 according to an exemplary embodiment of the present invention. The upper surface of the exposed lower electrode 100 and the entire upper portion of the partially flowed photoresist 300 ′ are shown. For example, the hard magnet layer 400 is deposited on the surface and sidewalls in a thickness of about 5 to 50 nm by physical vapor deposition.

이때, 상기 물리적인 증착법에 의한 증착 특성상 가로세로 비(Aspect Ratio)가 30% 미만으로 형성되는 경우가 많다. 만약, 포토 레지스트 패턴(300)의 플로우(Flow)에 의해 금속다층박막(200)의 양끝이 불룩해졌다면, 금속다층박막(200)의 양 측벽은 증착이 되지 않는 경향이 발생할 수 있다.In this case, the aspect ratio is often less than 30% due to the deposition characteristics by the physical deposition method. If both ends of the metal multilayer thin film 200 are bulged by the flow of the photoresist pattern 300, both sidewalls of the metal multilayer thin film 200 may not be deposited.

한편, 하드 마그네트층(400)의 증착은 경사면 증착보다는 수직 증착법을 적용함이 바람직하며, 상기 하드 마그네트층(400)의 재료로는 예를 들면, CoCrPt 계열이 적용될 수 있다.On the other hand, the deposition of the hard magnet layer 400 is preferably applied to the vertical deposition method rather than inclined plane deposition, for example, the material of the hard magnet layer 400, CoCrPt series may be applied.

도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 플로우된 포토 레지스트(300') 및 하드 마그네트층(400)이 제거된 상태를 나타낸 단면도로서, 끓는 아세톤법(Boiled Acceton)이나 산소 애슁법(O₂Ashing)에 의해 상기 플로우된 포토 레지스트(300') 및 하드 마그네트층(400)의 일부를 제거하는 바, 상기 플로우된 포토 레지스트(300') 위의 하드 마그네트층(400)이 제거된 후에는 패터닝된 하드 마그네트층(Patterned Hard Magnet)(400')이 형성하게 된다.FIG. 1D is a cross-sectional view illustrating a state in which the flow photoresist 300 ′ and the hard magnet layer 400 are removed according to an embodiment of the present invention, and in a boiling acetone method or an oxygen ashing method (O 2 Ashing). The portion of the flowed photoresist 300 'and the hard magnet layer 400 is removed by the bar. After the hard magnet layer 400 on the flowed photoresist 300' is removed, the patterned hard magnet is removed. A layer (Patterned Hard Magnet) 400 'is formed.

이때, 상기 끓는 아세톤법은 예를 들어, 60∼110℃의 온도에서 1∼5분 동안 실시됨이 바람직하며, 상기 산소 애슁법은 RF 플라즈마 방법에 의해 실시됨이 바람직하다.At this time, the boiling acetone method is preferably carried out for 1 to 5 minutes at a temperature of 60 to 110 ℃, for example, the oxygen ashing method is preferably carried out by the RF plasma method.

도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부전극(Upper Electrode)(400)의 콘택(contact)을 위한 포토 레지스트 패터닝(Patterning)을 나타낸 도면으로서, 먼저, 하부전극(100)과 상부전극(도 1f참조, 600)을 절연시키기 위해 상기 식각된 금속다층박막(200) 및 상기 패터닝된 하드 마그네트층(400')의 전체 상부면을 비롯한 상기 식각된 금속다층박막(200)과 상기 패터닝된 하드 마그네트층(400')의 측벽 사이의 분리공간에 약 100∼1000㎚정도의 두께로 포토 레지스터(Photo Resist)를 형성시킨다.FIG. 1E is a view illustrating photoresist patterning for contacting an upper electrode 400 according to an embodiment of the present invention. First, the lower electrode 100 and the upper electrode (FIG. See 1f, 600, the etched metal multilayer thin film 200 and the patterned hard magnet including the entire top surface of the patterned hard magnet layer 400 ′ to insulate 600. Photoresist is formed to a thickness of about 100 to 1000 nm in the separation space between the sidewalls of the layer 400 '.

이후, 상부전극(600)과 상기 패터닝된 하드 마그네트층(400')을 접속시키기 위해 상기 패터닝된 하드 마그네트층(400')의 상부면 일부가 노출되도록 콘택 마스크 공정을 수행하여 마스크 패턴닝된 포토 레지스트(Mask Patterned Photo Resist)(500)를 형성시킨다. 이때, 상기 마스크 공정은 I-LINE에서 UV-LINE 또는 전자선에 의한 포토공정에 의해 실시됨이 바람직하다.Subsequently, in order to connect the upper electrode 600 and the patterned hard magnet layer 400 ′, a contact mask process is performed to expose a portion of the upper surface of the patterned hard magnet layer 400 ′ to form a mask patterned photo. A resist pattern mask photoresist 500 is formed. At this time, the mask process is preferably carried out by a photo process by UV-LINE or electron beam in I-LINE.

도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부전극(600)이 형성된 상태를 나타낸 도면으로서, 상기 마스크 패턴닝된 포토 레지스트(500)의 전체 상부면 및 상기 패터닝된 하드 마그네트층(400')의 노출된 상부면에 상부전극(600)을 약 0.1∼2.0㎛정도의 두께로 증착하여 패터닝(Patterning)시킨다.FIG. 1F is a view showing a state in which an upper electrode 600 is formed according to an embodiment of the present invention, wherein the entire upper surface of the mask patterned photoresist 500 and the patterned hard magnet layer 400 ′ are formed. The upper electrode 600 is patterned by depositing the upper electrode 600 to a thickness of about 0.1 to 2.0 μm on the exposed upper surface.

이때, 상부전극(600)은 물리적인 증착법이나 화학적 증착법에 의해 증착시키는 바, 상기 물리적인 증착법으로는 스퍼터링이나 증기 증착을 적용할 수 있고, 상기 화학적 증착법으로는 전해 증착(Electro Plating)을 적용할 수 있으며, 그 재료로는 퍼멀로이(NiFe) 계통의 재료를 사용함이 바람직하다.In this case, the upper electrode 600 is deposited by physical vapor deposition or chemical vapor deposition. The physical vapor deposition may be applied by sputtering or vapor deposition, and the chemical vapor deposition may be performed by electroplating. The material of the Permalloy (NiFe) system is preferably used as the material.

그리고, 상부전극(600)의 증착 후에 상기 마스크 패턴닝된 포토 레지스트(500)의 경질화 공정을 실시할 수도 있다. 이때, 상기 경질화 공정은 통상적으로 100℃∼200℃ 사이에서 30초∼600초 동안의 조건으로 실시함이 바람직하다.After the deposition of the upper electrode 600, the mask patterned photoresist 500 may be hardened. At this time, the hardening process is preferably carried out under conditions for 30 seconds to 600 seconds between 100 ℃ to 200 ℃.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 자기 헤드의 제조방법은 거대 자기 저항(GMR)을 이용한 GMR 센서(Sensor)와 터널 자기 저항(TMR)을 활용한 TMR 센서(Sensor)에 모두 적용할 수 있다.Meanwhile, the method of manufacturing a thin film magnetic head according to an embodiment of the present invention may be applied to both a GMR sensor using a giant magnetoresistance (GMR) and a TMR sensor using a tunnel magnetoresistance (TMR). have.

전술한 본 발명에 따른 박막 자기 헤드의 제조방법에 대한 바람직한 실시예 에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.Although a preferred embodiment of the method for manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications are made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It is possible to implement and this also belongs to the present invention.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 박막 자기 헤드의 제조 방법에 따르면, 초미세 자기재생 소자를 제작함에 있어 포토 레지스트의 플로우 공정을 거쳐 하드 마그네트층과 금속다층박막 사이를 분리시킴으로써, 기존의 산화막 형성에 의한 불필요한 공정 즉, 마스크 공정 및 식각 공정을 각각 1회씩 생략하여 제조공정의 정확한 제어가 가능함과 아울러 제조공정의 단순화 및 최적화할 수 있으며, 소자 오염의 요인을 최소한으로 줄일 수 있는 이점이 있다.According to the manufacturing method of the thin film magnetic head of the present invention as described above, in the fabrication of ultrafine self-renewal elements, the oxide film is formed by separating the hard magnet layer and the metal multilayer film through a flow process of photoresist. By eliminating the unnecessary process, that is, the mask process and the etching process once each, it is possible to precisely control the manufacturing process, simplify and optimize the manufacturing process, and minimize the factors of device contamination.

또한, 본 발명에 따른 상/하부전극 사이의 절연막에 기존의 산화막 대신에 포토 레지스트를 사용함으로써, 기존의 산화막을 위한 증착 및 패터닝에 필요한 공정을 생략함에 따라 제조공정의 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있으며, 자기재생소자의 제작시 경제적인 측면에서 효과적인 이점이 있다.In addition, by using a photoresist instead of the conventional oxide film in the insulating film between the upper and lower electrodes according to the present invention, it is possible to effectively reduce the time of the manufacturing process by eliminating the process required for deposition and patterning for the existing oxide film Therefore, there is an economical advantage in the manufacture of the magnetic regeneration device.

Claims

기판의 상부에 하부전극을 형성시킨 후, 상기 하부전극의 상부에 자기 금속층 및 포토 레지스트를 순차적으로 적층시키는 단계;Forming a lower electrode on the substrate, and sequentially stacking a magnetic metal layer and a photoresist on the lower electrode;

마스크 공정에 의해 포토 레지스트 패턴을 형성시킨 후, 상기 형성된 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 하부전극이 노출되도록 상기 자기 금속층을 식각하여 금속다층박막을 형성하는 단계;Forming a photoresist pattern by a mask process, and then etching the magnetic metal layer to expose the lower electrode using the formed photoresist pattern as a mask to form a metal multilayer film;

레지스트의 플로우 공정을 이용하여 상기 포토 레지스트 패턴의 일부가 상기 식각된 금속다층박막의 측벽 전체를 소정의 두께로 감싸도록 흘러내리게 하는 단계;Causing a portion of the photoresist pattern to flow down to cover the entire sidewall of the etched metal multilayer thin film using a resist flow process to a predetermined thickness;

상기 노출된 하부전극의 상부면과 상기 플로우된 포토 레지스트의 전체 상부면 및 측벽에 하드 마그네트층을 증착시키는 단계;Depositing a hard magnet layer on an upper surface of the exposed lower electrode and an entire upper surface and sidewalls of the flowed photoresist;

상기 플로우된 포토 레지스트 및 상기 하드 마그네트층의 일부를 제거하여 패터닝된 하드 마그네트층을 형성하는 단계; 및Removing a portion of the flowed photoresist and the hard magnet layer to form a patterned hard magnet layer; And

상기 결과물에 절연층을 형성시킨 후, 상기 식각된 금속다층박막의 일부가 접속되도록 상부전극을 증착하여 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어진 박막 자기 헤드의 제조방법.After forming an insulating layer on the resultant, depositing and patterning an upper electrode so that a part of the etched metal multilayer thin film is connected.

제 1항에 있어서, 상기 절연층은 포토 레지스터로 형성하고, 상기 식각된 금속다층박막 및 상기 패터닝된 하드 마그네트층의 전체 상부면을 비롯한 상기 식각된 금속다층박막과 상기 패터닝된 하드 마그네트층의 측벽 사이에 상기 포토 레지 스터를 형성시킨 후, 상기 하드 마그네트층의 상부면 일부가 노출되도록 마스크 공정을 수행하여 마스크 패턴닝된 포토 레지스트를 형성하며, 상기 마스크 패턴닝된 포토 레지스트의 전체 상부면 및 상기 패터닝된 하드 마그네트층의 노출된 상부면에 상기 상부전극을 증착하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 제조방법.The sidewall of the etched metal multilayer and the patterned hard magnet layer as defined in claim 1, wherein the insulating layer is formed of a photoresist and includes an entire top surface of the etched metal multilayer and the patterned hard magnet layer. After forming the photoresist therebetween, a mask process is performed to expose a portion of the upper surface of the hard magnet layer to form a mask patterned photoresist, and the entire upper surface of the mask patterned photoresist and the And depositing and patterning the upper electrode on the exposed top surface of the patterned hard magnet layer.

제 2항에 있어서, 상기 상부전극의 증착 후에 상기 마스크 패턴닝된 포토 레지스트를 100∼200℃의 온도에서 30∼600초 동안 실시하는 경질화 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 제조방법.The thin film magnetic head of claim 2, further comprising a hardening process of performing the mask patterned photoresist at a temperature of 100 to 200 ° C. for 30 to 600 seconds after the deposition of the upper electrode. Way.

제 1항에 있어서, 상기 하부전극 및 상기 상부전극은 물리적인 증착법 또는 화학적인 증착법을 사용하여 실시하고, 상기 물리적인 증착법으로는 스퍼터링 또는 증기 증착법을 사용하고, 상기 화학적 증착법으로는 전해 증착(Electro Plating)을 사용하며, 그 재료로는 퍼멀로이(NiFe) 계통인 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 제조방법.The method of claim 1, wherein the lower electrode and the upper electrode is carried out using a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method, the physical vapor deposition method using a sputtering or vapor deposition method, the chemical vapor deposition method electrolytic deposition (Electro Plating), and the material is a method for producing a thin film magnetic head, characterized in that the Permalloy (NiFe) system.

제 1항에 있어서, 상기 자기 금속층은 TMR소자 또는 GMR소자로 이루어지되,According to claim 1, wherein the magnetic metal layer is made of a TMR device or a GMR device,

상기 TMR소자 및 상기 GMR 소자는 공통으로 Ta/NiFe를 씨앗층으로 형성시키고, 반강자성층으로 IrMn, PtMn, FeMn 및 NiMn 들 중 어느 하나로 적용됨과 아울러 강자성층으로는 CoFe 또는 NiFe를 사용하며, 캡 층(Cap layer)은 Ta를 사용하는 것 을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 제조방법.The TMR device and the GMR device commonly form Ta / NiFe as a seed layer, and are applied to any one of IrMn, PtMn, FeMn, and NiMn as an antiferromagnetic layer, and CoFe or NiFe is used as a ferromagnetic layer. The cap layer is a method of manufacturing a thin film magnetic head, characterized in that using Ta.

제 1항에 있어서, 상기 마스크 공정은 I-LINE에서 UV-LINE 또는 전자선에 의한 포토공정을 사용하며, 상기 자기 금속층의 식각은 건식 식각법을 사용하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 제조방법.The method of claim 1, wherein the mask process uses a photo process by UV-LINE or an electron beam in I-LINE, and the etching of the magnetic metal layer uses a dry etching method.

제 1항에 있어서, 상기 레지스트 플로우 공정은 상기 포토 레지스트 패턴의 특성에 따라 100℃∼200℃온도 사이에서 30초∼600초 동안 실시하여 상기 소정의 두께가 0.01∼0.5㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 제조방법.The method of claim 1, wherein the resist flow process is performed for 30 seconds to 600 seconds between 100 ° C. and 200 ° C. according to characteristics of the photoresist pattern to form the predetermined thickness of 0.01 to 0.5 μm. Method for producing a thin film magnetic head.

제 1항에 있어서, 상기 하드 마그네트층은 물리적인 증착법에 의해 증착시키고, 상기 하드 마그네트층은 CoCrPt 계열의 합금을 사용하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 제조방법.The method of claim 1, wherein the hard magnet layer is deposited by a physical vapor deposition method, and the hard magnet layer is formed of a CoCrPt-based alloy.

제 1항에 있어서, 상기 플로우된 포토 레지스트 및 상기 하드 마그네트층의 일부 제거는 산소 애슁법(O₂Ashing) 또는 끓는 아세톤법(Boiled Acceton)에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 제조방법.The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the removal of the flowed photoresist and the hard magnet layer is performed by an oxygen ashing method or a boiling acetone method.

제 9항에 있어서, 상기 산소 애슁법은 RF 플라즈마 방법에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 제조방법.10. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 9, wherein the oxygen ashing method is performed by an RF plasma method.