(57)【要約】【課題】平坦化研磨後に比較的に高い寸法精度で平坦化面を後退させることができる磁気抵抗効果素子の製造方法を提供する。【解決手段】磁気抵抗効果膜の素材層にエッチング処理を施し、エッチングマスク６６に基づき磁気抵抗効果膜の素材層から磁気抵抗効果膜４５を削り出す。絶縁膜６７、磁区制御膜の素材層６８、第１研磨ストッパ層６９、および、第１研磨ストッパ層６９の素材とは異なる素材を含む第２研磨ストッパ層７１を順次積層する。第２研磨ストッパ層７１の表面から平坦化研磨処理を施す。平坦面からエッチング処理を施す。第１研磨ストッパ層６９が露出した時点でエッチング処理を終了する。平坦面７３の後退は高い精度で制御されることができる。【選択図】図１２
2009266318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極上に磁気抵抗効果膜の素材層を成膜する工程と、
磁気抵抗効果膜の素材層上にエッチングマスクを成膜する工程と、
磁気抵抗効果膜の素材層にエッチング処理を施し、エッチングマスクに基づき磁気抵抗効果膜の素材層から磁気抵抗効果膜を削り出す工程と、
下部電極上に絶縁膜、磁区制御膜の素材層、第１研磨ストッパ層、および、第１研磨ストッパ層の素材とは異なる素材を含む第２研磨ストッパ層を順次積層し、下部電極上で磁気抵抗効果膜およびエッチングマスクを覆う工程と、
第２研磨ストッパ層の表面から平坦化研磨処理を施し、平坦面でエッチングマスクを露出させる工程と、
平坦面からエッチング処理を施す工程と、
第１研磨ストッパ層が露出した時点でエッチング処理を終了する工程と、
エッチング処理に基づき第１研磨ストッパ層およびエッチングマスクを除去する工程と、
を備えることを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項２】
下部電極上に磁気抵抗効果膜の素材層を成膜する工程と、
磁気抵抗効果膜の素材層上にエッチングマスクを成膜する工程と、
磁気抵抗効果膜の素材層にエッチング処理を施し、エッチングマスクに基づき磁気抵抗効果膜の素材層から磁気抵抗効果膜を削り出す工程と、
下部電極上に絶縁膜、磁区制御膜の素材層、第１研磨ストッパ層、第１研磨ストッパ層の素材とは異なる素材を含む中間層、および、中間層の素材とは異なる素材を含む第２研磨ストッパ層を順次積層し、下部電極上で磁気抵抗効果膜およびエッチングマスクを覆う工程と、
第２研磨ストッパ層の表面から平坦化研磨処理を施し、平坦面でエッチングマスクを露出させる工程と、
平坦面からエッチング処理を施す工程と、
第１研磨ストッパ層が露出した時点でエッチング処理を終了する工程と、
エッチング処理に基づき第１研磨ストッパ層およびエッチングマスクを除去する工程と、
を備えることを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記中間層は絶縁膜から形成されることを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気抵抗効果素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子は広く知られる。この製造方法では、下部電極上に磁気抵抗効果膜が形成される。形成にあたってエッチングマスクが用いられる。エッチングマスクに基づき磁気抵抗効果膜の素材層から磁気抵抗効果膜は削り出される。下部電極上に絶縁膜、磁区制御膜の素材層および研磨ストッパ層が順次積層される。研磨ストッパ層の表面から平坦化研磨処理が施される。平坦面でエッチングマスクは露出する。エッチングマスク上から余分な絶縁膜や磁区制御膜の素材は除去される。その後、平坦面にはイオンミリングが実施される。平坦面は徐々に後退する。平坦面で露出する余分な磁区制御膜は除去されていく。その後、エッチング処理に基づき磁区制御膜上で研磨ストッパ層は除去される。同時に、磁気抵抗効果膜上でエッチングマスクは除去される。
【特許文献１】特開平１１−８２９８号公報
【特許文献２】特開２００６−９９８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
イオンミリングにあたって平坦面で露出する磁区制御膜はできる限り除去されることが望まれる。その一方で、磁区制御膜の高さと磁気抵抗効果膜の高さとは等しく設定される。したがって、平坦面が後退しすぎると、磁気抵抗効果膜は削られてしまう。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、平坦化研磨後に比較的に高い寸法精度で平坦化面を後退させることができる磁気抵抗効果素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、磁気抵抗効果素子の製造方法は、下部電極上に磁気抵抗効果膜の素材層を成膜する工程と、磁気抵抗効果膜の素材層上にエッチングマスクを成膜する工程と、磁気抵抗効果膜の素材層にエッチング処理を施し、エッチングマスクに基づき磁気抵抗効果膜の素材層から磁気抵抗効果膜を削り出す工程と、下部電極上に絶縁膜、磁区制御膜の素材層、第１研磨ストッパ層、および、第１研磨ストッパ層の素材とは異なる素材を含む第２研磨ストッパ層を順次積層し、下部電極上で磁気抵抗効果膜およびエッチングマスクを覆う工程と、第２研磨ストッパ層の表面から平坦化研磨処理を施し、平坦面でエッチングマスクを露出させる工程と、平坦面からエッチング処理を施す工程と、第１研磨ストッパ層が露出した時点でエッチング処理を終了する工程と、エッチング処理に基づき第１研磨ストッパ層およびエッチングマスクを除去する工程とを備える。
【０００６】
こういった製造方法では平坦面からエッチング処理は施される。このとき、例えば質量分析に基づき第１研磨ストッパ層の露出は検出されることができる。第１研磨ストッパ層の膜厚が高い精度で確立される限り、確実に下部電極上で所定の膜厚の第１研磨ストッパ層が残存する。平坦面の後退は高い精度で制御されることができる。
【０００７】
その他、磁気抵抗効果膜の製造方法は、下部電極上に磁気抵抗効果膜の素材層を成膜する工程と、磁気抵抗効果膜の素材層上にエッチングマスクを成膜する工程と、磁気抵抗効果膜の素材層にエッチング処理を施し、エッチングマスクに基づき磁気抵抗効果膜の素材層から磁気抵抗効果膜を削り出す工程と、下部電極上に絶縁膜、磁区制御膜の素材層、第１研磨ストッパ層、第１研磨ストッパ層の素材とは異なる素材を含む中間層、および、中間層の素材とは異なる素材を含む第２研磨ストッパ層を順次積層し、下部電極上で磁気抵抗効果膜およびエッチングマスクを覆う工程と、第２研磨ストッパ層の表面から平坦化研磨処理を施し、平坦面でエッチングマスクを露出させる工程と、平坦面からエッチング処理を施す工程と、第１研磨ストッパ層が露出した時点でエッチング処理を終了する工程と、エッチング処理に基づき第１研磨ストッパ層およびエッチングマスクを除去する工程とを備える。
【０００８】
こういった製造方法では平坦面からエッチング処理は施される。このとき、例えば質量分析に基づき第１研磨ストッパ層の露出は検出されることができる。第１研磨ストッパ層の膜厚が高い精度で確立される限り、確実に下部電極上で所定の膜厚の第１研磨ストッパ層が残存する。平坦面の後退は高い精度で制御されることができる。中間層の残存が検出されれば、平坦面の後退は確認されることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、平坦化研磨後に比較的に高い寸法精度で平坦化面を後退させることができる磁気抵抗効果素子の製造方法は提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１１】
図１は記憶媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。
【００１２】
収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモーター１５の駆動軸に装着される。スピンドルモーター１５は例えば４２００ｒｐｍや５４００ｒｐｍ、７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。ここでは、例えば磁気ディスク１４は垂直磁気記録ディスクに構成される。すなわち、磁気ディスク１４上の記録磁性膜では磁化容易軸は磁気ディスク１４の表面に直交する垂直方向に設定される。
【００１３】
収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成型に基づきアルミニウムから成型されればよい。
【００１４】
個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２１にはフレキシャが貼り付けられる。ヘッドサスペンション２１の先端でフレキシャにはジンバルが区画される。ジンバルに磁気ヘッドスライダーすなわち浮上ヘッドスライダー２２が搭載される。ジンバルの働きで浮上ヘッドスライダー２２はヘッドサスペンション２１に対して姿勢を変化させることができる。浮上ヘッドスライダー２２には磁気ヘッドすなわち電磁変換素子が搭載される。
【００１５】
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダー２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２１の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダー２２は浮上し続けることができる。
【００１６】
キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモーター（ＶＣＭ）２３といった動力源が接続される。このボイスコイルモーター２３の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダー２２の浮上中にキャリッジアーム１９が支軸１８回りで揺動すると、浮上ヘッドスライダー２２は磁気ディスク１４の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダー２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダー２２上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。
【００１７】
図２は一具体例に係る浮上ヘッドスライダー２２を示す。この浮上ヘッドスライダー２２は、例えば平たい直方体に形成される基材すなわちスライダー本体２５を備える。スライダー本体２５の空気流出側端面には絶縁性の非磁性膜すなわち素子内蔵膜２６が積層される。この素子内蔵膜２６に電磁変換素子２７が組み込まれる。電磁変換素子２７の詳細は後述される。
【００１８】
スライダー本体２５は例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成される。素子内蔵膜２６は例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成される。スライダー本体２５は媒体対向面２８で磁気ディスク１４に向き合う。媒体対向面２８には平坦なベース面２９すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダー本体２５の前端から後端に向かって媒体対向面２８には気流３１が作用する。
【００１９】
媒体対向面２８には、前述の気流３１の上流側すなわち空気流入側でベース面２９から立ち上がる１筋のフロントレール３２が形成される。フロントレール３２はベース面２９の空気流入端に沿ってスライダー幅方向に延びる。同様に、媒体対向面２８には、気流３１の下流側すなわち空気流出側でベース面２９から立ち上がるリアセンターレール３３が形成される。リアセンターレール３３はスライダー幅方向の中央位置に配置される。リアセンターレール３３は素子内蔵膜２６に至る。媒体対向面２８には左右１対のリアサイドレール３４、３４がさらに形成される。リアサイドレール３４は空気流出側でスライダー本体２５の側端に沿ってベース面２９から立ち上がる。リアサイドレール３４、３４同士の間にリアセンターレール３３は配置される。
【００２０】
フロントレール３２、リアセンターレール３３およびリアサイドレール３４、３４の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）３５、３６、３７、３７が規定される。空気軸受け面３５、３６、３７の空気流入端は段差でフロントレール３２、リアセンターレール３３およびリアサイドレール３４の頂上面にそれぞれ接続される。気流３１が媒体対向面２８に受け止められると、段差の働きで空気軸受け面３５、３６、３７には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３２の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダー２２の浮上姿勢は確立される。なお、浮上ヘッドスライダー２２の形態はこういった形態に限られるものではない。
【００２１】
空気軸受け面３６の空気流出側でリアセンターレール３３には電磁変換素子２７が埋め込まれる。電磁変換素子２７は例えば読み出し素子と書き込み素子とを備える。読み出し素子にはトンネル接合磁気抵抗効果（ＴｕＭＲ）素子が用いられる。ＴｕＭＲ素子では磁気ディスク１４から作用する磁界の向きに応じてトンネル接合膜の抵抗変化が引き起こされる。こういった抵抗変化に基づき磁気ディスク１４から情報は読み出される。書き込み素子にはいわゆる単磁極ヘッドが用いられる。単磁極ヘッドは薄膜コイルパターンの働きで磁界を生成する。この磁界の働きで磁気ディスク１４に情報は書き込まれる。電磁変換素子２７は素子内蔵膜２６の表面に読み出し素子の読み出しギャップや書き込み素子の書き込みギャップを臨ませる。ただし、空気軸受け面３７の空気流出側で素子内蔵膜２６の表面には硬質の保護膜が形成されてもよい。こういった硬質の保護膜は素子内蔵膜２６の表面で露出する読み出しギャップや書き込みギャップを覆う。保護膜には例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が用いられればよい。
【００２２】
図３に示されるように、読み出し素子４２では、上下１対の導電層すなわち下部電極４３および上部電極４４にトンネル接合磁気抵抗効果膜４５が挟み込まれる。下部電極４３および上部電極４４は例えばＦｅＮやＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＢ、ＣｏＦｅＢといった高透磁率材料から構成されればよい。下部電極４３や上部電極４４の膜厚は例えば２．０μｍ〜３．０μｍに設定される。こうして下部電極４３および上部電極４４は下部シールド層および上部シールド層として機能することができる。その結果、下部電極４３および上部電極４４の間隔は磁気ディスク１４上で記録トラックの線方向に磁気記録の分解能を決定する。
【００２３】
同時に、下部電極４３および上部電極４４の間には１対の磁区制御膜４６が配置される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５は媒体対向面２８に沿って磁区制御膜４６同士の間に配置される。磁区制御膜４６は例えばＣｏＣｒＰｔ（コバルトクロム白金合金）といった硬磁性材料から形成される。磁区制御膜４６は媒体対向面２８に沿って一方向に磁化を確立する。磁区制御膜４６と下部電極４３との間、および、磁区制御膜４６とトンネル接合磁気抵抗効果膜４５との間には絶縁膜４７が挟み込まれる。絶縁膜４７は例えばＡｌ２Ｏ３から形成される。絶縁膜４７の膜厚は例えば３．０ｎｍ〜１０．０ｎｍの範囲で設定されればよい。磁区制御膜４６は下部電極４３およびトンネル接合磁気抵抗効果膜４５から絶縁される。したがって、たとえ磁区制御膜４６が導電性を有していても、上部電極４４と下部電極４３との間ではトンネル接合磁気抵抗効果膜４５のみで導通が確立される。
【００２４】
書き込み素子４７すなわち単磁極ヘッドは、リアセンターレール３３の表面で露出する主磁極４８および補助磁極４９を備える。主磁極４８および補助磁極４９は例えばＦｅＮやＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＢ、ＣｏＦｅＢといった磁性材料から構成されればよい。図４を併せて参照し、補助磁極４９の後端は主磁極４８に磁性連結片５１で接続される。磁性連結片５１周りで磁気コイルすなわち薄膜コイルパターン５２が形成される。こうして主磁極４８、補助磁極４９および磁性連結片５１は、薄膜コイルパターン５２の中心位置を貫通する磁性コアを形成する。なお、図４は、図３の４−４線に沿った断面図である。
【００２５】
図５は本発明の一実施形態に係るトンネル接合磁気抵抗効果膜４５の構造を概略的に示す。このトンネル接合磁気抵抗効果膜４５ではいわゆるボトム型の積層構造が確立される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５は、図５に示されるように、下部電極４３上に広がる下地層５２を備える。下地層５２は例えばＴａ（タンタル）から形成される。下地層５２ではアモルファス構造が確立される。下地層５２の膜厚は例えば２．０ｎｍに設定される。
【００２６】
下地層５２の表面にはピニング層５３が重ね合わせられる。ピニング層５３は反強磁性層から形成される。ここでは、ピニング層５３はＩｒＭｎ（イリジウムマンガン）合金から形成される。ピニング層５３の膜厚は例えば７．０ｎｍに設定される。
【００２７】
ピニング層５３の表面にはピンド層５４が重ね合わせられる。ピンド層５４は強磁性層から形成される。ここでは、ピンド層５４はＣｏＦｅ（コバルト鉄）合金から形成される。ピンド層５４の膜厚は例えば１．７ｎｍに設定される。ピンド層５４とピニング層５３との間には交換結合が確立される。この交換結合の働きでピンド層５４の磁化は所定の方向に固定される。こういった交換結合の確立にあたってＩｒＭｎからなるピニング層５３では４．０ｎｍ以上の膜厚が確保されればよい。
【００２８】
ピンド層５４の表面には非磁性中間層５５が重ね合わせられる。非磁性中間層５５は非磁性材料から形成される。ここでは、非磁性中間層５５はＲｕ（ルテニウム）から形成される。非磁性中間層５５の膜厚は０．６８ｎｍに設定される。
【００２９】
非磁性中間層５５の表面にはリファレンス層５６が重ね合わせられる。ここでは、リファレンス層５６はＣｏＦｅＢ（コバルト鉄ボロン）合金から形成される。リファレンス層５６の膜厚は例えば２．５ｎｍに設定される。リファレンス層５６はピンド層５４および非磁性中間層５５と協働で積層フェリ構造を確立する。したがって、ピンド層５４とリファレンス層５６との間には交換結合が確立される。この交換結合の働きでリファレンス層５６の磁化方向とピンド層５４の磁化方向との間には反平行の関係が確立される。ただし、リファレンス層５６は直接にピニング層５３の表面に重ね合わせられてもよい。この場合には、リファレンス層５６とピニング層５３との間に交換結合が確立される。
【００３０】
リファレンス層５６の表面にはトンネルバリア層５７が重ね合わせられる。トンネルバリア層５７は絶縁材料から形成される。ここでは、トンネルバリア層５７はＭｇＯ（酸化マグネシウム）から形成される。トンネルバリア層５７の膜厚は例えば１．０ｎｍ〜１．５ｎｍの範囲で設定される。
【００３１】
トンネルバリア層５７の表面にはフリー層５８が重ね合わせられる。フリー層５８は強磁性層から形成される。ここでは、フリー層５８はＣｏＦｅＢ層から形成される。フリー層５８の膜厚は例えば３．０ｎｍに設定される。フリー層５８は、外部磁化の作用に応じて磁化方向の変化を許容する。フリー層５８では前述の磁区制御膜４６の働きで磁化の向きは揃えられる。
【００３２】
フリー層５８の表面にはキャップ層５９が重ね合わせられる。キャップ層５９は例えば非磁性金属から形成される。ここでは、キャップ層５９はＲｕ（ルテニウム）層で形成される。キャップ層５９の膜厚は例えば３．０ｎｍ以上に設定される。キャップ層５９には前述の上部電極４４が重ね合わせられる。
【００３３】
次に読み出し素子４２および書き込み素子４７の製造方法を簡単に説明する。まず、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板は用意される。Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板の表面には第１Ａｌ２Ｏ３膜が形成される。第１Ａｌ２Ｏ３膜上では個々の浮上ヘッドスライダー２２ごとに読み出し素子４２や書き込み素子４７が形成される。書き込み素子４７は周知のとおりに形成されればよい。読み出し素子４２や書き込み素子４７の形成後、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板の表面には第２Ａｌ２Ｏ３膜が形成される。第１および第２Ａｌ２Ｏ３膜は素子内臓膜２６となる。Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板から個々の浮上ヘッドスライダー２２は切り出される。
【００３４】
次に読み出し素子４２の製造方法を詳述する。第１Ａｌ２Ｏ３膜上には下部電極４３の素材層６１が形成される。下部電極４３の素材層６１上にはトンネル接合磁気抵抗効果膜４５の素材層６２が積層される。すなわち、下部電極４３の素材層６１上には、下地層５２の材料の膜、ピニング層５３の材料の膜、ピンド層５４の材料の膜、非磁性中間層５５の材料の膜、リファレンス層５６の材料の膜、トンネルバリア層５７の材料の膜、フリー層５８の材料の膜およびキャップ層５９の材料の膜が順次形成される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の素材層６２上にはエッチングマスク素材層６３が積層される。エッチングマスク素材層６３は例えばタンタル（Ｔａ）から形成されればよい。いずれの素材層６１、６２、６３も例えばスパッタリングに基づき形成されればよい。いずれの素材層６１、６２、６３も例えばべた膜で形成されればよい。
【００３５】
その後、フォトリソグラフィ技術に基づき素材層６２からトンネル接合磁気抵抗効果膜４５は削り出される。削り出しにあたって、図６に示されるように、エッチングマスク素材層６３上にはフォトレジスト６４が塗布される。フォトレジスト６４には露光現像処理が施される。図７に示されるように、フォトレジスト膜６５が形成される。フォトレジスト膜６５は所定の形状に象られる。
【００３６】
図８に示されるように、エッチングマスク素材層６３には反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理が施される。フォトレジスト膜６５の周囲でタンタルは選択的に除去される。その結果、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の素材層６２の表面は露出する。フォトレジスト膜６５の下には所定の形状のエッチングマスク６６がエッチングマスク素材６３から形成される。その後、図９に示されるように、フォトレジスト膜６５は除去される。
【００３７】
続いて、図１０に示されるように、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の素材層６２からトンネル接合磁気抵抗効果膜４５は削り出される。素材層６２には所定のエッチング処理が施される。エッチング処理にあたってイオンミリングや反応性イオンエッチング処理が施される。イオンミリングでは例えばアルゴン（Ａｒ）ガスが用いられる。反応性イオンエッチング処理では例えばＣＯおよびＮＨ３の混合ガスが用いられる。エッチングマスク６６の周囲で素材層６２は除去される。その結果、エッチングマスク６６の周囲で下部電極４３の素材層６１は露出する。エッチングマスク６６の下には所定の形状のトンネル接合磁気抵抗効果膜４５が形成される。
【００３８】
続いて、図１１に示されるように、下部電極４３の素材層６１上には絶縁膜６７、磁区制御膜４６の素材層６８、第１研磨ストッパ層６９および第２研磨ストッパ層７１が順次積層される。絶縁膜６７、磁区制御膜４６の素材層６８、第１研磨ストッパ層７１および第２研磨ストッパ層７２は下部電極４３の素材層６１上でエッチングマスク６６およびトンネル接合磁気抵抗効果膜４５を覆う。絶縁膜６７には例えばＡｌ２Ｏ３膜が用いられる。絶縁膜６７の膜厚は例えば３．０ｎｍ〜１０．０ｎｍの範囲で設定されればよい。磁区制御膜４６の素材層６８にはＣｏＣｒＰｔ層が用いられる。ここでは、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の周囲で積層される素材層６８の高さはトンネル接合磁気抵抗効果膜４５の高さに等しく設定される。第１研磨ストッパ層６９にはチタン（Ｔｉ）層が用いられる。第１研磨ストッパ層６９の膜厚は例えば２．０〜３．０ｎｍの範囲で設定されればよい。第１研磨ストッパ層６９の膜厚は５．０ｎｍ以下に設定されることが望まれる。第２研磨ストッパ層７１にはタンタル（Ｔａ）層が用いられる。第２研磨ストッパ層７１の膜厚は例えば１２．０ｎｍ〜１３．０ｎｍ程度に設定されればよい。ここでは、第１および第２研磨ストッパ層６９、７１の総膜厚は１５．０ｎｍ以下に設定されることが望まれる。第２研磨ストッパ層７１の素材は第１研磨ストッパ層６９の素材から異なればよい。ただし、第２研磨ストッパ層７１の素材は、第１研磨ストッパ層６９の素材およびエッチングマスク６６の素材の除去に用いられるエッチングガスと同一のエッチングガスで除去されることが望まれる。
【００３９】
続いて、下部電極４３の素材層６１では第２研磨ストッパ層７１の表面から平坦化研磨処理が施される。平坦化研磨処理には化学機械研磨（ＣＭＰ）法が用いられる。平坦化研磨処理の初期段階ではトンネル接合磁気抵抗効果膜４５上の第２研磨ストッパ層７１、第１研磨ストッパ層６９、磁区制御膜４６の素材層６８および絶縁膜６７が順番に研磨布に接触する。その後、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の周囲で第２研磨ストッパ層７１が研磨布に接触すると、接触面積が著しく増大する。その結果、研磨布の接触抵抗が著しく増大する。その時点で平坦化研磨処理は終了される。図１２に示されるように、一面に連続面すなわち平坦面７３が確立される。平坦面７３ではエッチングマスク６６が露出する。エッチングマスク６６は平坦化研磨処理にあたってトンネル接合磁気抵抗効果膜４５を保護する。
【００４０】
続いて、図１３に示されるように、平坦面７３はエッチング処理に曝される。エッチング処理には例えばイオンミリングが用いられる。平坦面７３は均一に削られていく。こうして平坦面７３は後退する。このとき、イオンミリング装置のチャンバー内に基板はセットされる。チャンバーの排気路には二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）が接続される。二次イオン質量分析計で第１研磨ストッパ層６９の素材が検出された時点でエッチング処理は終了される。その結果、第１研磨ストッパ層６９の膜厚が高い精度で確立される限り、確実に下部電極４３の素材層６１では所定の膜厚の第１研磨ストッパ層６９が残存する。その結果、図１３から明らかなように、平坦面７３で露出する磁区制御膜４６の素材層６８の高さはトンネル接合磁気抵抗効果膜４５の高さに対して確実に所定の高さ差ｄに設定されることができる。こうして磁区制御膜４６の高さは高い精度で設定されることができる。ここでは、第１研磨ストッパ層６９の除去の開始から二次イオン質量分析計の検出までに時間遅れが生じる。そういった時間遅れに拘わらず、第１研磨ストッパ層６９の膜厚に応じて所定の高さ差ｄは確実に確保されることができる。
【００４１】
その後、図１４に示されるように、平坦面７３に残存するエッチングマスク６６および第２研磨ストッパ層７１は除去される。除去にあたって反応性イオンエッチング処理が施される。この処理にあたって例えば四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスが用いられる。平坦面７３ではエッチングマスク６６および第２研磨ストッパ層７１は選択的に除去される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５のキャップ層や磁区制御膜４６の素材層６８は残存する。
【００４２】
その後、トンネル磁気抵抗効果膜４５および磁区制御膜４６の素材層６８の表面にはフォトレジスト膜が形成される。フォトレジスト膜に基づき磁区制御膜４６および絶縁膜４７は削り出される。下部電極４３の素材層６１上にＡｌ２Ｏ３膜といった絶縁膜は形成される。フォトレジスト膜は除去される。その後、下部電極４３上で上部電極４４は積層される。こうして読み出し素子４２は形成される。
【００４３】
前述の読み出し素子４２の製造方法では、例えば図１５に示されるように、第１研磨ストッパ層６９および第２研磨ストッパ層７１の間に中間層８１が挟み込まれてもよい。この中間層８１は第１研磨ストッパ層６９の素材から異なる素材でなればよい。同様に、中間層８１は第２研磨ストッパ層７１の素材から異なる素材でなればよい。ここでは、中間層８１には例えばＡｌ２Ｏ３膜といった絶縁膜が利用される。
【００４４】
前述と同様に第２研磨ストッパ層７１の表面から平坦化研磨処理が施されると、初期段階ではトンネル接合磁気抵抗効果膜４５上の第２研磨ストッパ層７１、中間層８１、第１研磨ストッパ層６９、磁区制御膜４６の素材層６８および絶縁膜６７が順番に研磨布に接触する。その後、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の周囲で第２研磨ストッパ層７１が研磨布に接触すると、図接触抵抗の増大に基づき平坦化研磨処理は終了される。
【００４５】
続いて、図１７に示されるように、平坦面７３はエッチング処理に曝される。エッチング処理には例えばイオンミリングが用いられる。平坦面７３は均一に削られていく。こうして平坦面７３は後退する。このとき、イオンミリング装置のチャンバー内に基板はセットされる。チャンバーの排気路には二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）が接続される。二次イオン質量分析計で中間層８１の素材が検出されなくなった時点でエッチング処理は終了される。その結果、第１研磨ストッパ層６９の膜厚が高い精度で確立される限り、確実に下部電極４３の素材層６１では所定の膜厚の第１研磨ストッパ層６９が残存する。その結果、図１７から明らかなように、平坦面７３で露出する磁区制御膜４６の素材層６８の高さはトンネル接合磁気抵抗効果膜４５の高さに対して確実に所定の高さ差ｄに設定されることができる。こうして磁区制御膜４６の高さは高い精度で設定されることができる。ここでは、エッチング処理後に基板の表面でシート抵抗は測定される。測定結果に応じて中間層８１の残存は検知されることができる。
【００４６】
なお、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の構造は前述のものに限られるものではない。二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）に代えて四重極質量分析（Ｑｍａｓｓ）その他の質量分析法が用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】記憶媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。
【図２】一具体例に係る浮上ヘッドスライダーを概略的に示す拡大斜視図である。
【図３】媒体対向面から観察される電磁変換素子を概略的に示す電磁変換素子の正面図である。
【図４】図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】トンネル接合磁気抵抗効果膜の構造を概略的に示す拡大正面図である。
【図６】トンネル接合磁気抵抗効果膜の製造工程を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図７】トンネル接合磁気抵抗効果膜の製造工程を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図８】トンネル接合磁気抵抗効果膜の製造工程を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図９】トンネル接合磁気抵抗効果膜の製造工程を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図１０】トンネル接合磁気抵抗効果膜の製造工程を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図１１】下部電極の素材層上に積層された絶縁膜、磁区制御膜の素材層、第１研磨ストッパ層および第２研磨ストッパ層を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図１２】平坦化研磨処理の様子を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図１３】平坦化研磨処理後のエッチング処理の様子を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図１４】エッチングマスクおよび第１研磨ストッパ層の除去の様子を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図１５】下部電極の素材層上に積層された絶縁膜、磁区制御膜の素材層、第１研磨ストッパ層、中間層および第２研磨ストッパ層を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図１６】平坦化研磨処理の様子を概略的に示す部分拡大模式図である。
【図１７】平坦化研磨処理後のエッチング処理の様子を概略的に示す部分拡大模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
４２  磁気抵抗効果素子（読み出し素子）、４３  下部電極、４５  磁気抵抗効果膜、６１  下部電極の素材層、６２  磁気抵抗効果膜の素材層、６６  エッチングマスク、６７  絶縁膜、６８  磁区制御膜の素材層、６９  第１研磨ストッパ層７１  第２研磨ストッパ層、７３  平坦面、８１  中間層。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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