(57)【要約】【課題】本件は、積層構造を有する磁気抵抗効果素子が上下一対の磁気シールド層間に配置された磁気ヘッドの製造方法に関し、素子幅方向、高さ方向ともに平坦な素子形状を容易に製造する。【解決手段】磁気抵抗効果素子の幅方向の層構造の形成を平坦化処理実行前まで行なう幅方向層形成工程と、磁気抵抗効果素子の高さ方向の層構造の形成を平坦化処理実行前まで行なう高さ方向層形成工程と、幅方向層形成工程と高さ方向層形成工程との双方が終了した後に、平坦化処理により磁気抵抗効果膜表面を露出させる平坦化処理工程とを有する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層構造を有する磁気抵抗効果素子が上下一対の磁気シールド層間に配置された磁気ヘッドの製造方法において、
前記磁気抵抗効果素子の幅方向の層構造の形成を平坦化処理前まで行なう幅方向層形成工程と、
前記磁気抵抗効果素子の高さ方向の層構造の形成を平坦化処理前まで行なう高さ方向層形成工程と、
前記幅方向層形成工程と前記高さ方向層形成工程との双方が終了した後に、平坦化処理により前記磁気抵抗効果素子表面を露出させる平坦化処理工程とを有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記幅方向層形成工程が、
前記磁気抵抗効果膜上にハードマスクを成膜し、
フォトレジストにより前記磁気抵抗効果素子の幅方向の層構造を形成するためのパターンを形成し、
エッチングによりハードマスクをパターニングしてフォトレジストを除去し、
パターニングされたハードマスクをマスクとして磁気抵抗効果膜をエッチングし、
絶縁膜、ハードバイアス膜、および第１の研磨ストッパ膜の順に成膜する工程であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記高さ方向層形成工程が、
フォトレジストにより前記磁気抵抗効果素子の高さ方向の層構造を形成するためのパターンを形成し、
エッチングにより磁気抵抗効果膜をパターニングし、
リフィル膜および第２の研磨ストッパ膜の順に成膜する工程であることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記平坦化処理工程が、ＣＭＰにより前記磁気抵抗効果素子表面を露出させる工程であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記平坦化処理工程が、フォトレジストを除去した後、ＣＭＰにより前記磁気抵抗効果素子表面を露出させる工程であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、積層構造を有する磁気抵抗効果素子が上下一対の磁気シールド層間に配置された磁気ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ等の磁気記録再生装置における媒体アクセス用として磁気ヘッドが採用されている。
【０００３】
磁気ヘッドの製造方法としては、従来、フォトレジストをマスクとしてリフトオフプロセスや素子平坦化プロセスにより、素子の幅方向の層構造を形成した後、素子高さ方向をリフトオフ法で形成する方法が一般に行なわれている。
【０００４】
この方法では、素子高さ形成時にリフトオフ性を高める目的でアンダーカットの入った二層レジストを用いるため、リフィル膜が素子上面に回り込み素子端部にリフィル膜の凸が形成される。このまま、上部シールドを形成すると、シールドに凹凸が出来てしまい、素子としての特性がばらつく原因となる。
【０００５】
ここで、素子高さ方向にも平坦な素子形状を得るには、素子近傍のリフィル膜の凸部のみを除去し、それ以外の領域のリフィル膜には影響を与えない必要があるため、現在まで、素子高さ方向について、十分に平坦な素子形状は得られていない。
【０００６】
ここで、フォトレジスト除去に、リフトオフの代わりにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を用い、ＣＭＰ処理の際のストッパ膜をレジストパターンの下とエッチング後に成膜したリフィル層の上に成膜することが提案されている（特許文献１）。この方法では、素子の幅方向の層構造の形成および素子の高さ方向の層構造の形成の各々の工程でレジスト除去のＣＭＰが１回ずつ必要となり、合計２回のＣＭＰ処理を必要とする。
【０００７】
また、上記提案と同様にフォトレジスト除去にＣＭＰを用いることに加え、さらに、素子の幅方向の層構造の形成と素子の高さ方向の層構造の形成の工程順序を入れ替えることが提案されている（特許文献２）。この方法においても、素子の幅方向の層構造の形成および素子の高さ方向の層構造の形成の各々の工程でレジスト除去のためのＣＭＰが１回ずつ、合計２回のＣＭＰ処理が必要となる。
【特許文献１】特開２００６−１７９０５１号公報
【特許文献２】特開２００５−１０８４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本件開示の磁気へッドの製造方法の課題は、素子幅方向、高さ方向ともに平坦な素子形状を容易に製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本件開示の磁気ヘッドの製造方法は、積層構造を有する磁気抵抗効果素子が上下一対の磁気シールド層間に配置された磁気ヘッドの製造方法において、
磁気抵抗効果素子の幅方向の層構造の形成を平坦化処理実行前まで行なう幅方向層形成工程と、
磁気抵抗効果素子の高さ方向の層構造の形成を平坦化処理実行前まで行なう高さ方向層形成工程と、
幅方向層形成工程と高さ方向層形成工程との双方が終了した後に、平坦化処理により磁気抵抗効果素子表面を露出させる平坦化処理工程とを有する。
【００１０】
本件開示の磁気ヘッドの製造方法は、素子の幅方向の層構造と素子高さ方向の層構造の双方を形成した後でＣＭＰ処理を行うことにより、ＣＭＰ処理が１回で済み、また、素子高さ、幅方向ともに平坦な素子形状が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
本件開示の磁気ヘッドの製造方法によれば、素子幅方向、素子高さ方向とも凹凸の少ない平坦な素子形状を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、磁気ヘッドを備えたハードディスク装置（ＨＤＤ）を示す図である。
【００１３】
この図１に示すＨＤＤ１０のハウジング１０１内には、回転軸１０２に装着されて回転する磁気ディスク２００が備えられている。また、このハウジング１０１内には、磁気ディスク２００に対して情報記録と情報再生とを行なう磁気ヘッド１０３を先端に保持したアーム１０４が備えられており、このアーム１０４は、アーム軸１０５を中心に磁気ディスク２００の表面に沿って移動するようにアーム軸１０５に固定されている。このアーム軸１０５は、アームアクチュエータ１０６によって駆動される。
【００１４】
磁気ディスク２００に対する情報の記録や再生に当たっては、アームアクチュエータ１０６によってアーム１０４が駆動されて、磁気ヘッド１０３が、回転する磁気ディスク２００上の所望のトラック２１０に位置決めされる。この磁気ヘッド１０３は、磁気ディスク２００の回転に伴って、磁気ディスク２００の各トラック２１０に近接する。情報の記録時には、このように近接した磁気ヘッド１０３に電気的な記録信号が入力され、磁気ヘッド１０３により、その記録信号に応じて磁界が印加されて、その記録信号に担持された情報が記録される。また、情報の再生時には、磁気ヘッド１０３によって、磁気ディスク２００に記録された情報が、発生する磁界の向きに応じた電気的な再生信号として取り出される。
【００１５】
ここでは、この磁気ヘッド１０３の製造方法に着目しており、以下では、この磁気ヘッド１０３の製造方法について説明する。
【００１６】
ここでは先ず、本件の実施形態と対比される従来例について説明し、その後本件の実施形態を説明する。
【００１７】
図２は、磁気抵抗効果素子の平面形状を示す図である。
【００１８】
この図２に示す矢印Ｘ−Ｘ方向が素子の幅方向であり、矢印Ｙ−Ｙ方向が素子の高さ方向である。この図２では、フォトレジスト１４と、そのフォトレジスト１４のパターニングにより形成された窓に露出したハードマスク１３が示されている。詳細は図３と合わせて説明する。
【００１９】
図３は、磁気ヘッドの従来の製造過程における、素子幅方向（図２に示す矢印Ｘ−Ｘ方向）の断面図である。
【００２０】
ここでは、先ず基板（図示せず）上に下部シールド層（ＬＳ）１１、磁気抵抗効果膜（ＴＭＲ）１２、およびハードマスク（ＨＭ）１３がこの順に積層されており、さらにその上にフォトレジスト１４がコーティングされる（図３（１））。
【００２１】
次に、このフォトレジスト１４の露光、現像により、素子の幅方向の層構造を形成するためのパターンが形成される（図３（２））。図１は、この図３（２）の状態の平面形状を示している。
【００２２】
さらに、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）により、ハードマスク（ＨＭ）１３がパターニングされ（図３（３））、フォトレジスト１４が除去される（図３（４））。
【００２３】
次に、イオンミリングにより磁気抵抗効果膜（ＴＭＲ）１２がエッチングされ（図３（５））、その上に、絶縁膜としてのアルミナ１５、ハードバイアス膜１６、および研磨ストッパ膜１７がこの順に積層される（図３（６））。
【００２４】
その後ＣＭＰにより平坦化され（図３（７））、さらにイオンミリングによるエッチバックおよび、ＲＩＥにより、ハードマスク（ＨＭ）１３および研磨ストッパ膜１７が除去される（図３（８））。
【００２５】
図４は従来の製造過程における、素子高さ方向（図２に示す矢印Ｙ−Ｙ方向）の断面図である。
【００２６】
この図４は、ここで説明している従来例における、図３（８）まで進んだ後の各工程を示している。
【００２７】
図３（８）までの工程により素子幅方向の層構造を形成した後、今度は、素子高さ方向の層構造を形成するために、下層レジスト１８と上層レジスト１９が二層にコーティングされる（図３（１））。下層レジスト１８と上層レジスト１９を二層にコーティングするのは、レジスト１８，１９のリフトオフ性を高めるためである。
【００２８】
次にレジスト１８，１９の露光、現像により、素子の高さ方向の層構造を形成するためのパターンが形成され（図４（２））、イオンミリングにより、磁気抵抗効果膜１２がエッチングされる（図４（３））。さらに、リフィル膜としてのアルミナ２０が成膜され（図４（４））、レジスト１８，１９がリフトオフされる（図４（５））。
【００２９】
このアルミナ２０の成膜時に、図４（４）に示すように、アルミナ２０が磁気抵抗効果膜１２の周縁部に乗った凸部２０ａが形成される。図４（５）にようにリフトオフを行なった後、この上に上部シールド層（図示せず）が形成される。しかし、このままこの上に上部シールド層を形成すると、凸部２０ａのために上部シールド層にも凹凸が形成されてしまい、素子としての特性のばらつきの原因となる。前述したように、素子高さ方向にも平坦な素子形状を得るには、素子近傍のリフィル膜の凸部のみを除去し、それ以外の領域のリフィル膜には影響を与えない必要があるため、現在まで、素子高さ方向について、十分に平坦な素子形状は得られていないのが実状である。
【００３０】
次に本件の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態では、上記の凸部２０ａのような盛り上がりがなく、素子の幅方向と高さ方向との双方について平坦化される。
【００３１】
図５は、本件の磁気ヘッドの製造方法の一実施形態の、素子製造過程における素子幅方向（図１のＸ−Ｘ方向）の断面図である。
【００３２】
この図５における図５（１）〜図５（６）は図３（１）〜図３（６）とそれぞれ同一の工程であり、重複説明は省略する。
【００３３】
すなわち、ここでは、図３に示すＣＭＰ工程（図３（７））の直前の工程まで進み、磁気抵抗効果膜１２の直上に不用な層を残した段階で、幅方向の層構造の形成を終了させる。
【００３４】
図６は、本実施形態での素子製造過程における素子高さ方向の断面図である。この図６は、図５（６）まで進んだ後の各工程を示している。
【００３５】
ここでは、磁気抵抗効果素子１３上に、アルミナ１５、磁区制御膜１６、および研磨ストッパ膜１７が積層された状態のまま、その上に下層レジスト１８と上層レジスト１９がコーティングされる（図６（１）。その後、露光・現像により、素子の高さ方向の層構造を形成するためのパターンが形成され（図６（２））、イオンミリングにより磁気抵抗効果膜１２がエッチングされる（図６（３））。さらに、リフィル膜としてのアルミナ２０が成膜され（図６（４））、レジスト１８，１９がリフトオフされる（図６（５））。
【００３６】
この図５における各工程（図６（１）〜図６（５））は、図４に示す従来例の各工程（図４（１）〜図４（５））とそれぞれ同様の工程である。ただし、この図６における各工程は、磁気抵抗効果膜１２の上にアルミナ１５、磁区制御膜１６および研磨ストッパ１７が積層されたまま行なわれる。
【００３７】
図７は図５，図６に示す各工程が終了した後の平坦化処理の各工程を示す図である。図７（Ａ）は、素子幅方向の断面、図７（Ｂ）は素子高さ方向の断面を示している。
【００３８】
図６（５）の工程まで進んだ段階では、素子幅方向については、図７（１１Ａ）の状態（図５（６）と同一の状態）となり、素子高さ方向については図７（１１Ｂ）の状態（図６（５）の状態）となる。そこで、次にＣＭＰによる平坦化処理が行なわれる（図７（１２Ａ），（１２Ｂ））。さらにイオンミリングによるエッチバックおよび、ＲＩＥが行なわれて、ハードマスク１３および研磨ストッパ膜１７、２１が除去されている（図７（１３Ａ），図７（１３Ｂ）。さらに、この上に上部シールド層（図示せず）が形成される。
【００３９】
本実施形態では、上記の通り、素子幅方向と素子高さ方向の双方について層構造を形成した後に平坦化処理を行なって素子表面を露出させているため、素子幅方向と素子高さ方向の双方について平坦な素子構造が形成される。
【００４０】
尚、上記実施形態では、ＣＭＰによる平坦化処理（図７（１２Ａ），（１２Ｂ））の後でイオンミリングによるエッチバックを行なっているが、ハードマスク１３や研磨ストッパ１７，２１が十分に薄い場合、エッチバックをせずにＲＩＥのみでハードマスク１３や研磨ストッパ１７，２１を除去してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態における各種材料名やエッチングの手法等は一例であり公知の各種の材料やエッチング手法等を採用することができる。
【００４２】
さらに、上記実施形態では、素子幅方向の層構造を先に形成し、次いで素子高さ方向の層構造を形成しているが、この逆に、素子高さ方向の層構造を先に形成し、その後に素子幅方向の層構造を形成してもよい。この場合であっても、素子幅方向と素子高さ方向との双方の方向について層構造を形成した後に平坦化処理を行なうことにより、双方の方向に平坦な素子が実現する。
【００４３】
以下本件の各種実施形態を付記する。
【００４４】
（付記１）
積層構造を有する磁気抵抗効果素子が上下一対の磁気シールド層間に配置された磁気ヘッドの製造方法において、
前記磁気抵抗効果素子の幅方向の層構造の形成を平坦化処理前まで行なう幅方向層形成工程と、
前記磁気抵抗効果素子の高さ方向の層構造の形成を平坦化処理前まで行なう高さ方向層形成工程と、
前記幅方向層形成工程と前記高さ方向層形成工程との双方が終了した後に、平坦化処理により磁気抵抗効果素子表面を露出させる平坦化処理工程とを有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【００４５】
（付記２）
前記幅方向層形成工程が、前記磁気抵抗効果膜上にハードマスクを成膜し、フォトレジストにより前記磁気抵抗効果素子の幅方向の層構造を形成するためのパターンを形成し、エッチングによりハードマスクをパターニングしてフォトレジストを除去し、パターニングされたハードマスクをマスクとして磁気抵抗効果膜をエッチングし、絶縁膜、ハードバイアス膜、および第１の研磨ストッパ膜の順に成膜する工程であることを特徴とする付記１記載の磁気ヘッドの製造方法。
【００４６】
（付記３）
前記高さ方向層形成工程が、フォトレジストにより前記磁気抵抗効果素子の高さ方向の層構造を形成するためのパターンを形成し、エッチングにより磁気抵抗効果膜をパターニングし、リフィル膜および第２の研磨ストッパ膜の順に成膜する工程であることを特徴とする付記１又は２記載の磁気ヘッドの製造方法。
【００４７】
（付記４）
前記平坦化処理工程が、ＣＭＰにより前記磁気抵抗効果素子表面を露出させる工程であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の磁気ヘッドの製造方法。
【００４８】
（付記５）
前記平坦化処理工程が、フォトレジストを除去した後、ＣＭＰにより前記磁気抵抗効果素子表面を露出させる工程であることを特徴とする付記１から３のうちいずれか１項記載の磁気ヘッドの製造方法。
【００４９】
（付記６）
前記平坦化処理工程が、ＣＭＰの後さらに、前記ハードマスクと、前記第１および第２の研磨ストッパ膜を除去する工程であることを特徴とする付記４又は５記載の磁気ヘッドの製造方法。
【００５０】
（付記７）
前記平坦化処理工程が、ＣＭＰの後、エッチングにより、前記ハードマスクと、前記第１および第２の研磨ストッパ膜を除去する工程であることを特徴とする付記６記載の磁気ヘッドの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】磁気ヘッドを備えたハードディスク装置（ＨＤＤ）を示す図である。
【図２】磁気抵抗効果素子の平面形状を示す図である。
【図３】従来の製造過程における、素子幅方向の断面図である。
【図４】従来の製造過程における、素子高さ方向の断面図である。
【図５】本件の磁気ヘッドの製造方法の一実施形態の、素子製造過程における素子幅方向の断面図である。
【図６】本実施形態での素子製造過程における素子高さ方向の断面図である。
【図７】図５，図６に示す各工程が終了した後の平坦化処理の工程を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    ハードディスク装置（ＨＤＤ）
１１    下部シールド層（ＬＳ）
１２    磁気抵抗効果膜（ＴＭＲ）
１３    ハードマスク（ＨＭ）
１４    フォトレジスト
１５，２０    アルミナ
１６    磁区制御膜
１７,２１    研磨ストッパ膜
１８    下層レジスト
１９    上層レジスト
２０ａ    凸部
１０１    ハウジング
１０２    回転軸
１０３    磁気ヘッド
１０４    アーム
１０５    アーム軸
１０６    アームアクチュエータ
２００    磁気ディスク
２１０    トラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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