JP4230702B2 - Ｃｐｐ構造磁気抵抗効果素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばトンネル接合膜やスピンバルブ膜といった磁気抵抗効果膜を利用する磁気抵抗効果素子の製造方法に関し、特に、基準面に沿って延びる磁気抵抗効果膜に、基準面に直交する垂直方向にセンス電流を流通させるＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−Ｐｌａｎｅ）構造磁気抵抗効果素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気抵抗効果素子の製造にあたって、いわゆるスピンバルブ膜やトンネル接合膜といった多層構造の磁気抵抗効果（ＭＲ）膜は例えばドライエッチングに曝される。このドライエッチングでは、所定形状のレジスト膜がＭＲ膜上に形成される。ドライエッチングが実施されると、レジスト膜の周囲でＭＲ膜は削り落とされていく。こうしてＭＲ膜は所定形状に削り出される。
【０００３】
いわゆるＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子ではＭＲ膜は下側電極上に形成される。ＭＲ膜上には上側電極が形成される。上側電極の形成にあたって、ＭＲ膜に覆い被さる絶縁膜には電極用のコンタクトホールが形成される。上側電極はコンタクトホール内でＭＲ膜に接触する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようなＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子ではＭＲ膜の表面に例えばＡｕ層が形成される。このＡｕ層は、コンタクトホールの形成時にエッチングガスに高い耐食性を示す。Ａｕ層の働きで、エッチング処理中にＭＲ膜はエッチングガスから保護されることができる。エッチングガスに基づくＭＲ膜の損傷は確実に防止される。
【０００５】
その一方で、前述のようにＭＲ膜が所定形状に削り出される際に、Ａｕ層はドライエッチングに曝される。Ａｕ層の削り屑はＭＲ膜の壁面に付着する。こういった削り屑は上側電極および下側電極の間に電流の迂回路を形成する。電流はＭＲ膜を横切らずに迂回路を流通してしまう。ＭＲ膜に十分な電流が供給されないことから、ＭＲ膜の磁気抵抗効果特性は大幅に低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、十分に磁気抵抗効果膜の磁気抵抗効果特性を確保することができるＣＰＰ構造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。
【０００７】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、少なくとも部分的に下側電極を露出させる基礎層を形成する工程と、基礎層の表面に形成されるレジストを用いて、基礎層の表面から立ち上がるパターン空間を区画する工程と、パターン空間内で下側電極上に磁気抵抗効果膜を積層する工程とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法が提供される。
【０００８】
かかる製造方法によれば、磁気抵抗効果膜には全くドライエッチング処理は施されない。磁気抵抗効果膜の削り屑は生成されない。磁気抵抗効果膜の壁面は削り屑の付着に曝されることはない。磁気抵抗効果膜の壁面は極力清浄に保たれることができる。
【０００９】
以上のような製造方法では、パターン空間の開口はパターン空間の底面よりも大きな面積を有することが望まれる。こうしてパターン空間の開口が広げられると、磁気抵抗効果膜の積層にあたって磁気抵抗効果膜の素材はパターン空間の隅々にまで確実に入り込むことができる。したがって、パターン空間内には確実に磁気抵抗効果膜は形成されることができる。特に、多層構造の磁気抵抗効果膜の積層にあたってスパッタリングが用いられる場合には、パターン空間内には確実に所定の厚みで磁気抵抗効果膜の各層は形成されていくことができる。
【００１０】
こういったＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法は、前記磁気抵抗効果膜の表面に導電層を形成する工程と、導電層上に絶縁膜を形成する工程と、エッチング処理に基づき絶縁膜にコンタクトホールを形成し、導電層の表面を露出させる工程とをさらに備えてもよい。
【００１１】
この製造方法では、磁気抵抗効果膜の最上層すなわち導電層がドライエッチング処理に曝されることはない。導電層の削り屑は生成されない。磁気抵抗効果膜の壁面は完全に絶縁膜で覆われることができる。したがって、こういった製造方法に基づき製造されるＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では、センス電流は確実に磁気抵抗効果膜内を流通することができる。磁気抵抗効果膜は十分な磁気抵抗効果特性を発揮することができる。
【００１２】
例えば絶縁膜にはＡｌ2 Ｏ3 およびＳｉＯ2 といった絶縁材料が用いられればよい。こういった場合には、導電層は、エッチング処理に用いられるエッチングガスに対して耐食性を示せばよい。このとき、導電層は少なくともＡｕ、ＰｔおよびＲｕのいずれか１種を含めばよい。Ａｕ、ＰｔおよびＲｕは例えばＳＦ6 といったエッチングガスに高い耐食性を示すことができる。
【００１３】
第２発明によれば、基礎層の表面から立ち上がるパターン空間を区画するレジストを形成する工程と、パターン空間内で磁気抵抗効果膜を積層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が提供される。
【００１４】
かかる製造方法によれば、磁気抵抗効果膜には全くドライエッチング処理は施されない。磁気抵抗効果膜の削り屑は生成されない。磁気抵抗効果膜の壁面は削り屑の付着に曝されることはない。前述と同様に、磁気抵抗効果膜の壁面は極力清浄に保たれることができる。特に、以上のような製造方法では、パターン空間の開口はパターン空間の底面よりも大きな面積を有することが望まれる。こうしてパターン空間の開口が広げられると、磁気抵抗効果膜の積層にあたって磁気抵抗効果膜の素材はパターン空間の隅々にまで確実に入り込むことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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。
【００１６】
図１は磁気記録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、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は、例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。
【００１７】
収容空間には、垂直方向に延びる支軸１５回りで揺動するキャリッジ１６がさらに収容される。このキャリッジ１６は、支軸１５から水平方向に延びる剛体の揺動アーム１７と、この揺動アーム１７の先端に取り付けられて揺動アーム１７から前方に延びる弾性サスペンション１８とを備える。周知の通り、弾性サスペンション１８の先端では、いわゆるジンバルばね（図示されず）の働きで浮上ヘッドスライダ１９は片持ち支持される。浮上ヘッドスライダ１９には、磁気ディスク１３の表面に向かって弾性サスペンション１８から押し付け力が作用する。磁気ディスク１３の回転に基づき磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ１９には浮力が作用する。弾性サスペンション１８の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ１９は浮上し続けることができる。
【００１８】
こうした浮上ヘッドスライダ１９の浮上中に、キャリッジ１６が支軸１５回りで揺動すると、浮上ヘッドスライダ１９は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘッドスライダ１９は磁気ディスク１３上の所望の記録トラックに位置決めされる。このとき、キャリッジ１６の揺動は例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といったアクチュエータ２１の働きを通じて実現されればよい。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間で１本の揺動アーム１７に対して２つの弾性サスペンション１８が搭載される。
【００１９】
図２は浮上ヘッドスライダ１９の一具体例を示す。この浮上ヘッドスライダ１９は、平たい直方体に形成されるＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ（アルチック）製のスライダ本体２２と、このスライダ本体２２の空気流出端に接合されて、読み出し書き込みヘッド２３を内蔵するＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）製のヘッド素子内蔵膜２４とを備える。スライダ本体２２およびヘッド素子内蔵膜２４には、磁気ディスク１３に対向する媒体対向面すなわち浮上面２５が規定される。磁気ディスク１３の回転に基づき生成される気流２６は浮上面２５に受け止められる。
【００２０】
浮上面２５には、空気流入端から空気流出端に向かって延びる２筋のレール２７が形成される。各レール２７の頂上面にはいわゆるＡＢＳ（空気軸受け面）２８が規定される。ＡＢＳ２８では気流２６の働きに応じて前述の浮力が生成される。ヘッド素子内蔵膜２４に埋め込まれた読み出し書き込みヘッド２３は、後述されるように、ＡＢＳ２８で前端を露出させる。ただし、ＡＢＳ２８の表面には、読み出し書き込みヘッド２３の前端に覆い被さるＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）保護膜が形成されてもよい。なお、浮上ヘッドスライダ１９の形態はこういった形態に限られるものではない。
【００２１】
図３は浮上面２５の様子を詳細に示す。読み出し書き込みヘッド２３は、薄膜磁気ヘッドすなわち誘導書き込みヘッド素子３１とＣＰＰ構造電磁変換素子すなわちＣＰＰ構造磁気抵抗効果（ＭＲ）読み取り素子３２とを備える。誘導書き込みヘッド素子３１は、周知の通り、例えば導電コイルパターン（図示されず）で生起される磁界を利用して磁気ディスク１３に２値情報を書き込むことができる。ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は、周知の通り、磁気ディスク１３から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき２値情報を検出することができる。誘導書き込みヘッド素子３１およびＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は、前述のヘッド素子内蔵膜２４の上側半層すなわちオーバーコート膜を構成するＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）膜３３と、下側半層すなわちアンダーコート膜を構成するＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）膜３４との間に挟み込まれる。
【００２２】
誘導書き込みヘッド素子３１は、ＡＢＳ２８で前端を露出させる上部磁極層３５と、同様にＡＢＳ２８で前端を露出させる下部磁極層３６とを備える。上部および下部磁極層３５、３６は例えばＦｅＮやＮｉＦｅから形成されればよい。上部および下部磁極層３５、３６は協働して誘導書き込みヘッド素子３１の磁性コアを構成する。
【００２３】
上部および下部磁極層３５、３６の間には例えばＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）製の非磁性ギャップ層３７が挟み込まれる。周知の通り、導電コイルパターンで磁界が生起されると、非磁性ギャップ層３７の働きで、上部磁極層３５と下部磁極層３６とを行き交う磁束は浮上面２５から漏れ出る。こうして漏れ出る磁束が記録磁界（ギャップ磁界）を形成する。
【００２４】
ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は、アルミナ膜３４すなわち下地絶縁層の表面に沿って広がる下側電極３８を備える。この下側電極３８には、引き出し導電層３８ａと、引き出し導電層３８ａの表面から立ち上がる導電端子片３８ｂとが形成される。下側電極３８は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えてもよい。下側電極３８が例えばＮｉＦｅといった導電性の軟磁性体で構成されると、この下側電極３８は同時にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２の下部シールド層として機能することができる。
【００２５】
下側電極３８は、アルミナ膜３４の表面で広がる絶縁層４１に埋め込まれる。この絶縁層４１は、導電端子片３８ｂの壁面に接しつつ引き出し導電層３８ａの表面に沿って広がる。ここで、導電端子片３８ｂおよび絶縁層４１は本発明に係る基礎層を構成する。導電端子片３８ｂの頂上面および絶縁層４１の表面は、基礎層上で切れ目なく連続する１平坦化面４２を規定する。
【００２６】
平坦化面４２上では、ＡＢＳ２８に沿って延びる電磁変換膜すなわち磁気抵抗効果（ＭＲ）膜４３が形成される。このＭＲ膜４３は少なくとも導電端子片３８ｂの頂上面に横たわる。こうしてＭＲ膜４３と下側電極３８との間には電気的接続が確立される。ＭＲ膜４３の構造の詳細は後述される。
【００２７】
同様に、平坦化面４２上では、ＡＢＳ２８に沿って延びる１対の磁区制御ハード膜４４が形成される。磁区制御ハード膜４４は平坦化面４２上でＡＢＳ２８に沿ってＭＲ膜４３を挟み込む。磁区制御ハード膜４４は例えばＣｏＰｔやＣｏＣｒＰｔといった金属材料から形成されればよい。これらの磁区制御ハード膜４４では、周知の通り、ＭＲ膜４３を横切る１方向に沿って磁化は確立されることができる。こうした磁区制御ハード膜４４の磁化に基づきバイアス磁界が形成されると、ＭＲ膜４３内で例えば自由側強磁性層（ｆｒｅｅ ｌａｙｅｒ）の単磁区化は実現されることができる。
【００２８】
平坦化面４２上にはさらに被覆絶縁膜４５が覆い被さる。この被覆絶縁膜４５は、絶縁層４１との間にＭＲ膜４３および磁区制御ハード膜４４を挟み込む。被覆絶縁層４５の表面には上側電極４６が広がる。前述の下側電極３８と同様に、上側電極４６は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えてもよい。上側電極４６が例えばＮｉＦｅといった導電性の軟磁性体で構成されると、この上側電極４６は同時にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２の上部シールド層として機能することができる。前述の下部シールド層すなわち下側電極３８と上側電極４６との間隔は記録ディスク１３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。上側電極４６には、被覆絶縁膜４５を貫通してＭＲ膜４３の頂上面に接触する端子瘤４７が一体に形成される。こうしてＭＲ膜４３と上側電極４６との間には電気的接続が確立される。
【００２９】
以上のようなＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２では上側および下側電極４６、３８からＭＲ膜４３にセンス電流は供給される。このとき、図３から明らかなように、ＭＲ膜４３では、導電端子片３８ｂや端子瘤４７の働きでセンス電流の通り道は狭められることができる。しかも、こういったＭＲ膜４３では、磁区制御ハード膜４４との接触面から遠ざかってＭＲ膜４３の中央付近で電流の通り道は確立されることができる。
【００３０】
図４はＭＲ膜４３の一具体例を示す。このＭＲ膜４３はいわゆるトンネル接合膜で構成される。すなわち、ＭＲ膜４３では、Ｔａ下地層５１、自由側強磁性層５２、中間絶縁層５３、固定側強磁性層（ｐｉｎｎｅｄ ｌａｙｅｒ）５４、磁化方向拘束層（ｐｉｎｎｉｎｇ ｌａｙｅｒ）すなわち反強磁性層５５および導電保護層５６が順番に重ね合わせられる。反強磁性層５５の働きに応じて固定側強磁性層５４の磁化は１方向に固定される。ここで、自由側強磁性層５２は、例えばＴａ下地層５１の表面に積層されるＮｉＦｅ層５２ａと、ＮｉＦｅ層５２ａの表面に積層されるＦｅＣｏ層５２ｂとで構成されればよい。中間絶縁層５３は例えばＡｌ2 Ｏ3 層から構成されればよい。固定側強磁性層５４は例えばＦｅＣｏといった強磁性材料から形成されればよい。反強磁性層５５は例えばＩｒＭｎやＰｄＰｔＭｎといった反強磁性合金材料から形成されればよい。導電保護層５６は例えばＡｕ層やＰｔ層から構成されればよい。
【００３１】
磁気情報の読み出しにあたってＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２が磁気ディスク１３の表面に向き合わせられると、トンネル接合膜では、周知の通り、磁気ディスク１３から作用する磁界の向きに応じて自由側強磁性層５２の磁化方向は回転する。こうして自由側強磁性層５２の磁化方向が回転すると、トンネル接合膜の電気抵抗は大きく変化する。したがって、上側および下側電極４６、３８からトンネル接合膜にセンス電流が供給されると、電極４６、３８から取り出される電気信号のレベルは電気抵抗の変化に応じて変化する。このレベルの変化に応じて２値情報は読み取られることができる。
【００３２】
次にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２の製造方法を説明する。製造にあたって例えばＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ（アルチック）製ウェハー（図示されず）は用意される。ウェハーの表面には一面にアルミナ膜３４が成膜される。図５から明らかなように、アルミナ膜３４の表面には下側電極３８が形成される。下側電極３８は、アルミナ膜３４の表面で広がる絶縁層４１に埋め込まれる。絶縁層４１に例えば平坦化研磨処理が施されると、下側電極３８の導電端子片３８ｂは平坦化面４２で露出する。こうして少なくとも部分的に下側電極３８を露出させる基礎層は形成される。
【００３３】
図６に示されるように、基礎層の表面すなわち平坦化面４２上には続いてフォトレジスト膜６１が形成される。このフォトレジスト膜６１には、平坦化面４２から立ち上がるパターン空間６２が区画される。パターン空間６２の底面には導電端子片３８ｂの頂上面が露出する。パターン空間６２は、ＭＲ膜４３の平面形状に基づき所定の形状に整えられればよい。こういったパターン空間６２の形状は例えばＩ線ステッパの露光に基づき規定されることができる。
【００３４】
このとき、パターン空間６２の開口はパターン空間６２の底面よりも大きな面積を有する。すなわち、パターン空間６２の開口は広げられる。こういった開口の実現にあたって、現像に先立って露光後のフォトレジスト膜６１には熱処理が施されればよい。露光後のフォトレジスト膜６１に軽度の熱処理が施されると、パターン空間６２の開口ではフォトレジスト膜６１の縁に丸み６３が与えられることができる。こういった丸み６３でパターン空間６２の開口は広げられることができる。ただし、パターン空間６２の開口は他の方法に基づき広げられてもよい。その他、パターン空間６２は開口に向かって徐々に広がってもよい。
【００３５】
その後、図７に示されるように、パターン空間６２内ではＭＲ膜４３が積層形成される。例えば、Ｔａ層、ＮｉＦｅ層５２ａ、ＦｅＣｏ層５２ｂ、Ａｌ2 Ｏ3 層、ＦｅＣｏ層、ＩｒＭｎ層、Ａｕ層はそれぞれ所定の膜厚で順番に積層される。こういった積層には例えばスパッタリングが用いられればよい。特に、前述のようにパターン空間６２の開口が広げられると、スパッタ粒子はパターン空間６２の隅々にまで確実に入り込むことができる。したがって、パターン空間６２内には確実に所定の厚みで各層は形成されていくことができる。
【００３６】
以上のようにＭＲ膜４３が積層されると、いわゆるリフトオフが実施される。すなわち、ＭＲ膜４３の周囲でフォトレジスト膜６１は取り払われる。その結果、図８に示されるように、基礎層の表面すなわち平坦化面４２から立ち上がるＭＲ膜４３は得られる。
【００３７】
続いて、図９に示されるように、平坦化面４２上では磁区制御ハード膜４４が形成される。形成には例えばスパッタリングが用いられればよい。スパッタリングにあたって平坦化面４２上には予めフォトレジスト膜（図示されず）が形成される。このフォトレジスト膜には、ＭＲ膜４３に隣接して磁区制御ハード膜４４の輪郭を象った空間が規定される。この空間で磁区制御ハード膜４４は積層される。このとき、磁区制御ハード膜４４は少なくともＭＲ膜４３中の自由側強磁性層５２を挟み込めばよい。磁区制御ハード膜４４の上面は導電保護層５６すなわちＡｕ層よりも下方に留められることが望まれる。
【００３８】
その後、図１０に示されるように、平坦化面４２上には一面に被覆絶縁膜４５が形成される。ＭＲ膜４３や磁区制御ハード膜４４は被覆絶縁膜４５に覆われる。被覆絶縁膜４５の形成にあたって例えばスパッタリングは用いられる。スパッタリングのターゲットには例えばＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 といった絶縁材料が用いられればよい。その後、図１１に示されるように、被覆絶縁膜４５上にはフォトレジスト膜６４が形成される。このフォトレジスト膜６４には、端子瘤４７の輪郭を象った空間６５が規定される。
【００３９】
こうしてフォトレジスト膜６４に覆われた被覆絶縁膜４５には反応性イオンエッチング処理（ＲＩＥ）が施される。このエッチング処理では例えばＳＦ6 がエッチングガスに用いられればよい。図１２に示されるように、エッチングガスは空間６５内で被覆絶縁層４５を除去していく。こうして被覆絶縁層４５にはいわゆるコンタクトホール６６が形成される。このとき、コンタクトホール６６の底面には導電保護層５６すなわちＡｕ層のみが露出する。こういったＡｕ層はエッチングガスに高い耐食性を示すことから、Ａｕ層の腐食は進行しない。こうしてＡｕ層下のＭＲ膜４３はエッチングガスから保護されることができる。エッチングガスに基づくＭＲ膜４３の損傷は確実に阻止されることができる。コンタクトホール６６の完成後、フォトレジスト膜６４は除去されればよい。
【００４０】
その後、図１３に示されるように、被覆絶縁層４５上には上側電極４６が積層される。上側電極４６はコンタクトホール６６に入り込む。こうして上側電極４６はＭＲ膜４３の上面すなわち導電保護層５６に接触する。ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は完成する。こうして構築されたＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２上には、既知の通りに、誘導書き込みヘッド素子３１は構築されていく。
【００４１】
以上のような製造方法では、ＭＲ膜４３には全くドライエッチング処理は施されない。特に、ＭＲ膜４３上の導電保護層すなわちＡｕ層がドライエッチング処理に曝されることはない。Ａｕ層の削り屑は生成されない。ＭＲ膜４３の壁面は完全に絶縁膜で覆われることができる。したがって、こういった製造方法に基づき製造されるＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２では、センス電流は確実にＭＲ膜４３内を流通することができる。ＭＲ膜４３は十分な磁気抵抗効果特性を発揮することができる。
【００４２】
本発明者は、前述のように製造されるＭＲ膜４３の磁気抵抗効果特性を検証した。この検証にあたって、本発明者はアルチック製のウェハー上でＭＲ膜４３を形成した。ウェハー上では、前述と同様に下側電極上にフォトレジスト膜でパターン空間が形成された。パターン空間内で、膜厚１０ｎｍのＴａ層、膜厚２ｎｍのＮｉＦｅ層、膜厚３ｎｍのＦｅＣｏ層、膜厚１ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 層、膜厚３ｎｍのＦｅＣｏ層、膜厚１０ｎｍのＩｒＭｎ層並びに膜厚２０ｎｍのＡｕ層は順番に積層された。コンタクトホールの形成後、被覆絶縁膜上に上側電極は形成された。
【００４３】
同様に、本発明者は比較例に係るＭＲ膜を用意した。このＭＲ膜は、ドライエッチング処理に基づきウェハー上で積層体素材から削り出された。積層体素材は、膜厚１０ｎｍのＴａ層、膜厚２ｎｍのＮｉＦｅ層、膜厚３ｎｍのＦｅＣｏ層、膜厚１ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 層、膜厚３ｎｍのＦｅＣｏ層、膜厚１０ｎｍのＩｒＭｎ層並びに膜厚２０ｎｍのＡｕ層で構成された。ドライエッチング処理にあたって積層体素材の表面には、前述のパターン空間と同一形状のフォトレジスト膜が形成された。フォトレジスト膜の周囲で積層体素材は削り落とされた。
【００４４】
図１４から明らかなように、パターン空間内で積層形成されたＭＲ膜４３は十分な磁気抵抗効果特性を発揮することが確認された。その一方で、ドライエッチング処理に基づき削り出されたＭＲ膜では、磁気抵抗効果（ＭＲ）比は最大で１０％程度に止まった。本実施形態に係るＭＲ膜４３に比べて、比較例に係るＭＲ膜では十分な磁気抵抗効果特性は確立されることはできなかった。
【００４５】
（付記１） 少なくとも部分的に下側電極を露出させる基礎層を形成する工程と、基礎層の表面に形成されるレジストを用いて、基礎層の表面から立ち上がるパターン空間を区画する工程と、パターン空間内で下側電極上に磁気抵抗効果膜を積層する工程とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００４６】
（付記２） 付記１に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記パターン空間の開口はパターン空間の底面よりも大きな面積を有することを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００４７】
（付記３） 付記１または２に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記磁気抵抗効果膜の表面に導電層を形成する工程と、導電層上に絶縁膜を形成する工程と、エッチング処理に基づき絶縁膜にコンタクトホールを形成し、導電層の表面を露出させる工程とをさらに備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００４８】
（付記４） 付記３に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記導電層は、前記エッチング処理に用いられるエッチングガスに対して耐食性を示すことを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００４９】
（付記５） 付記４に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記導電層は少なくともＡｕ、ＰｔおよびＲｕのいずれか１種を含むことを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００５０】
（付記６） 付記５に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記絶縁膜はＡｌ2 Ｏ3 およびＳｉＯ2 のいずれかであることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００５１】
（付記７） 基礎層の表面から立ち上がるパターン空間を区画するレジストを形成する工程と、パターン空間内で磁気抵抗効果膜を積層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。
【００５２】
（付記８） 付記７に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記パターン空間の開口はパターン空間の底面よりも大きな面積を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明に係るＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法によれば、十分に磁気抵抗効果膜の磁気抵抗効果特性は確保されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 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の構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図３】 浮上面で観察される読み出し書き込みヘッドの様子を概略的に示す正面図である。
【図４】 磁気抵抗効果（ＭＲ）膜の一具体例に係るトンネル接合膜の構造を概略的に示す拡大正面図である。
【図５】 基礎層の形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図６】 ＭＲ膜の形状を象った空間を区画するフォトレジスト膜の様子を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図７】 ＭＲ膜の積層工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図８】 ウェハー上に形成されたＭＲ膜を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図９】 磁区制御ハード膜の形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１０】 被覆絶縁膜の形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１１】 上部電極の端子瘤の輪郭を象った空間を区画するフォトレジスト膜の様子を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１２】 コンタクトホールの形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１３】 上部電極の形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１４】 本実施形態の一具体例に係るＭＲ膜の磁気抵抗効果（ＭＲ）比を示すグラフである。
【図１５】 比較例に係るＭＲ膜の磁気抵抗効果（ＭＲ）比を示すグラフである。
【符号の説明】
３２ ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子、３８ 下部磁極、４３ 磁気抵抗効果（ＭＲ）膜、４５ 絶縁膜としての被覆絶縁膜、５６ 導電層としての導電保護層、６１ レジストとしてのフォトレジスト膜、６２ パターン空間、６６ コンタクトホール。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばトンネル接合膜やスピンバルブ膜といった磁気抵抗効果膜を利用する磁気抵抗効果素子の製造方法に関し、特に、基準面に沿って延びる磁気抵抗効果膜に、基準面に直交する垂直方向にセンス電流を流通させるＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−Ｐｌａｎｅ）構造磁気抵抗効果素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気抵抗効果素子の製造にあたって、いわゆるスピンバルブ膜やトンネル接合膜といった多層構造の磁気抵抗効果（ＭＲ）膜は例えばドライエッチングに曝される。このドライエッチングでは、所定形状のレジスト膜がＭＲ膜上に形成される。ドライエッチングが実施されると、レジスト膜の周囲でＭＲ膜は削り落とされていく。こうしてＭＲ膜は所定形状に削り出される。
【０００３】
いわゆるＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子ではＭＲ膜は下側電極上に形成される。ＭＲ膜上には上側電極が形成される。上側電極の形成にあたって、ＭＲ膜に覆い被さる絶縁膜には電極用のコンタクトホールが形成される。上側電極はコンタクトホール内でＭＲ膜に接触する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようなＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子ではＭＲ膜の表面に例えばＡｕ層が形成される。このＡｕ層は、コンタクトホールの形成時にエッチングガスに高い耐食性を示す。Ａｕ層の働きで、エッチング処理中にＭＲ膜はエッチングガスから保護されることができる。エッチングガスに基づくＭＲ膜の損傷は確実に防止される。
【０００５】
その一方で、前述のようにＭＲ膜が所定形状に削り出される際に、Ａｕ層はドライエッチングに曝される。Ａｕ層の削り屑はＭＲ膜の壁面に付着する。こういった削り屑は上側電極および下側電極の間に電流の迂回路を形成する。電流はＭＲ膜を横切らずに迂回路を流通してしまう。ＭＲ膜に十分な電流が供給されないことから、ＭＲ膜の磁気抵抗効果特性は大幅に低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、十分に磁気抵抗効果膜の磁気抵抗効果特性を確保することができるＣＰＰ構造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。
【０００７】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、少なくとも部分的に下側電極を露出させる基礎層を形成する工程と、基礎層の表面に形成されるレジストを用いて、基礎層の表面から立ち上がるパターン空間を区画する工程と、パターン空間内で下側電極上に磁気抵抗効果膜を積層する工程とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法が提供される。
【０００８】
かかる製造方法によれば、磁気抵抗効果膜には全くドライエッチング処理は施されない。磁気抵抗効果膜の削り屑は生成されない。磁気抵抗効果膜の壁面は削り屑の付着に曝されることはない。磁気抵抗効果膜の壁面は極力清浄に保たれることができる。
【０００９】
以上のような製造方法では、パターン空間の開口はパターン空間の底面よりも大きな面積を有することが望まれる。こうしてパターン空間の開口が広げられると、磁気抵抗効果膜の積層にあたって磁気抵抗効果膜の素材はパターン空間の隅々にまで確実に入り込むことができる。したがって、パターン空間内には確実に磁気抵抗効果膜は形成されることができる。特に、多層構造の磁気抵抗効果膜の積層にあたってスパッタリングが用いられる場合には、パターン空間内には確実に所定の厚みで磁気抵抗効果膜の各層は形成されていくことができる。
【００１０】
こういったＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法は、前記磁気抵抗効果膜の表面に導電層を形成する工程と、導電層上に絶縁膜を形成する工程と、エッチング処理に基づき絶縁膜にコンタクトホールを形成し、導電層の表面を露出させる工程とをさらに備えてもよい。
【００１１】
この製造方法では、磁気抵抗効果膜の最上層すなわち導電層がドライエッチング処理に曝されることはない。導電層の削り屑は生成されない。磁気抵抗効果膜の壁面は完全に絶縁膜で覆われることができる。したがって、こういった製造方法に基づき製造されるＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では、センス電流は確実に磁気抵抗効果膜内を流通することができる。磁気抵抗効果膜は十分な磁気抵抗効果特性を発揮することができる。
【００１２】
例えば絶縁膜にはＡｌ2 Ｏ3 およびＳｉＯ2 といった絶縁材料が用いられればよい。こういった場合には、導電層は、エッチング処理に用いられるエッチングガスに対して耐食性を示せばよい。このとき、導電層は少なくともＡｕ、ＰｔおよびＲｕのいずれか１種を含めばよい。Ａｕ、ＰｔおよびＲｕは例えばＳＦ6 といったエッチングガスに高い耐食性を示すことができる。
【００１３】
第２発明によれば、基礎層の表面から立ち上がるパターン空間を区画するレジストを形成する工程と、パターン空間内で磁気抵抗効果膜を積層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が提供される。
【００１４】
かかる製造方法によれば、磁気抵抗効果膜には全くドライエッチング処理は施されない。磁気抵抗効果膜の削り屑は生成されない。磁気抵抗効果膜の壁面は削り屑の付着に曝されることはない。前述と同様に、磁気抵抗効果膜の壁面は極力清浄に保たれることができる。特に、以上のような製造方法では、パターン空間の開口はパターン空間の底面よりも大きな面積を有することが望まれる。こうしてパターン空間の開口が広げられると、磁気抵抗効果膜の積層にあたって磁気抵抗効果膜の素材はパターン空間の隅々にまで確実に入り込むことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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。
【００１６】
図１は磁気記録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、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は、例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。
【００１７】
収容空間には、垂直方向に延びる支軸１５回りで揺動するキャリッジ１６がさらに収容される。このキャリッジ１６は、支軸１５から水平方向に延びる剛体の揺動アーム１７と、この揺動アーム１７の先端に取り付けられて揺動アーム１７から前方に延びる弾性サスペンション１８とを備える。周知の通り、弾性サスペンション１８の先端では、いわゆるジンバルばね（図示されず）の働きで浮上ヘッドスライダ１９は片持ち支持される。浮上ヘッドスライダ１９には、磁気ディスク１３の表面に向かって弾性サスペンション１８から押し付け力が作用する。磁気ディスク１３の回転に基づき磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ１９には浮力が作用する。弾性サスペンション１８の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ１９は浮上し続けることができる。
【００１８】
こうした浮上ヘッドスライダ１９の浮上中に、キャリッジ１６が支軸１５回りで揺動すると、浮上ヘッドスライダ１９は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘッドスライダ１９は磁気ディスク１３上の所望の記録トラックに位置決めされる。このとき、キャリッジ１６の揺動は例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といったアクチュエータ２１の働きを通じて実現されればよい。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間で１本の揺動アーム１７に対して２つの弾性サスペンション１８が搭載される。
【００１９】
図２は浮上ヘッドスライダ１９の一具体例を示す。この浮上ヘッドスライダ１９は、平たい直方体に形成されるＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ（アルチック）製のスライダ本体２２と、このスライダ本体２２の空気流出端に接合されて、読み出し書き込みヘッド２３を内蔵するＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）製のヘッド素子内蔵膜２４とを備える。スライダ本体２２およびヘッド素子内蔵膜２４には、磁気ディスク１３に対向する媒体対向面すなわち浮上面２５が規定される。磁気ディスク１３の回転に基づき生成される気流２６は浮上面２５に受け止められる。
【００２０】
浮上面２５には、空気流入端から空気流出端に向かって延びる２筋のレール２７が形成される。各レール２７の頂上面にはいわゆるＡＢＳ（空気軸受け面）２８が規定される。ＡＢＳ２８では気流２６の働きに応じて前述の浮力が生成される。ヘッド素子内蔵膜２４に埋め込まれた読み出し書き込みヘッド２３は、後述されるように、ＡＢＳ２８で前端を露出させる。ただし、ＡＢＳ２８の表面には、読み出し書き込みヘッド２３の前端に覆い被さるＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）保護膜が形成されてもよい。なお、浮上ヘッドスライダ１９の形態はこういった形態に限られるものではない。
【００２１】
図３は浮上面２５の様子を詳細に示す。読み出し書き込みヘッド２３は、薄膜磁気ヘッドすなわち誘導書き込みヘッド素子３１とＣＰＰ構造電磁変換素子すなわちＣＰＰ構造磁気抵抗効果（ＭＲ）読み取り素子３２とを備える。誘導書き込みヘッド素子３１は、周知の通り、例えば導電コイルパターン（図示されず）で生起される磁界を利用して磁気ディスク１３に２値情報を書き込むことができる。ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は、周知の通り、磁気ディスク１３から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき２値情報を検出することができる。誘導書き込みヘッド素子３１およびＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は、前述のヘッド素子内蔵膜２４の上側半層すなわちオーバーコート膜を構成するＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）膜３３と、下側半層すなわちアンダーコート膜を構成するＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）膜３４との間に挟み込まれる。
【００２２】
誘導書き込みヘッド素子３１は、ＡＢＳ２８で前端を露出させる上部磁極層３５と、同様にＡＢＳ２８で前端を露出させる下部磁極層３６とを備える。上部および下部磁極層３５、３６は例えばＦｅＮやＮｉＦｅから形成されればよい。上部および下部磁極層３５、３６は協働して誘導書き込みヘッド素子３１の磁性コアを構成する。
【００２３】
上部および下部磁極層３５、３６の間には例えばＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）製の非磁性ギャップ層３７が挟み込まれる。周知の通り、導電コイルパターンで磁界が生起されると、非磁性ギャップ層３７の働きで、上部磁極層３５と下部磁極層３６とを行き交う磁束は浮上面２５から漏れ出る。こうして漏れ出る磁束が記録磁界（ギャップ磁界）を形成する。
【００２４】
ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は、アルミナ膜３４すなわち下地絶縁層の表面に沿って広がる下側電極３８を備える。この下側電極３８には、引き出し導電層３８ａと、引き出し導電層３８ａの表面から立ち上がる導電端子片３８ｂとが形成される。下側電極３８は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えてもよい。下側電極３８が例えばＮｉＦｅといった導電性の軟磁性体で構成されると、この下側電極３８は同時にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２の下部シールド層として機能することができる。
【００２５】
下側電極３８は、アルミナ膜３４の表面で広がる絶縁層４１に埋め込まれる。この絶縁層４１は、導電端子片３８ｂの壁面に接しつつ引き出し導電層３８ａの表面に沿って広がる。ここで、導電端子片３８ｂおよび絶縁層４１は本発明に係る基礎層を構成する。導電端子片３８ｂの頂上面および絶縁層４１の表面は、基礎層上で切れ目なく連続する１平坦化面４２を規定する。
【００２６】
平坦化面４２上では、ＡＢＳ２８に沿って延びる電磁変換膜すなわち磁気抵抗効果（ＭＲ）膜４３が形成される。このＭＲ膜４３は少なくとも導電端子片３８ｂの頂上面に横たわる。こうしてＭＲ膜４３と下側電極３８との間には電気的接続が確立される。ＭＲ膜４３の構造の詳細は後述される。
【００２７】
同様に、平坦化面４２上では、ＡＢＳ２８に沿って延びる１対の磁区制御ハード膜４４が形成される。磁区制御ハード膜４４は平坦化面４２上でＡＢＳ２８に沿ってＭＲ膜４３を挟み込む。磁区制御ハード膜４４は例えばＣｏＰｔやＣｏＣｒＰｔといった金属材料から形成されればよい。これらの磁区制御ハード膜４４では、周知の通り、ＭＲ膜４３を横切る１方向に沿って磁化は確立されることができる。こうした磁区制御ハード膜４４の磁化に基づきバイアス磁界が形成されると、ＭＲ膜４３内で例えば自由側強磁性層（ｆｒｅｅ ｌａｙｅｒ）の単磁区化は実現されることができる。
【００２８】
平坦化面４２上にはさらに被覆絶縁膜４５が覆い被さる。この被覆絶縁膜４５は、絶縁層４１との間にＭＲ膜４３および磁区制御ハード膜４４を挟み込む。被覆絶縁層４５の表面には上側電極４６が広がる。前述の下側電極３８と同様に、上側電極４６は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えてもよい。上側電極４６が例えばＮｉＦｅといった導電性の軟磁性体で構成されると、この上側電極４６は同時にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２の上部シールド層として機能することができる。前述の下部シールド層すなわち下側電極３８と上側電極４６との間隔は記録ディスク１３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。上側電極４６には、被覆絶縁膜４５を貫通してＭＲ膜４３の頂上面に接触する端子瘤４７が一体に形成される。こうしてＭＲ膜４３と上側電極４６との間には電気的接続が確立される。
【００２９】
以上のようなＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２では上側および下側電極４６、３８からＭＲ膜４３にセンス電流は供給される。このとき、図３から明らかなように、ＭＲ膜４３では、導電端子片３８ｂや端子瘤４７の働きでセンス電流の通り道は狭められることができる。しかも、こういったＭＲ膜４３では、磁区制御ハード膜４４との接触面から遠ざかってＭＲ膜４３の中央付近で電流の通り道は確立されることができる。
【００３０】
図４はＭＲ膜４３の一具体例を示す。このＭＲ膜４３はいわゆるトンネル接合膜で構成される。すなわち、ＭＲ膜４３では、Ｔａ下地層５１、自由側強磁性層５２、中間絶縁層５３、固定側強磁性層（ｐｉｎｎｅｄ ｌａｙｅｒ）５４、磁化方向拘束層（ｐｉｎｎｉｎｇ ｌａｙｅｒ）すなわち反強磁性層５５および導電保護層５６が順番に重ね合わせられる。反強磁性層５５の働きに応じて固定側強磁性層５４の磁化は１方向に固定される。ここで、自由側強磁性層５２は、例えばＴａ下地層５１の表面に積層されるＮｉＦｅ層５２ａと、ＮｉＦｅ層５２ａの表面に積層されるＦｅＣｏ層５２ｂとで構成されればよい。中間絶縁層５３は例えばＡｌ2 Ｏ3 層から構成されればよい。固定側強磁性層５４は例えばＦｅＣｏといった強磁性材料から形成されればよい。反強磁性層５５は例えばＩｒＭｎやＰｄＰｔＭｎといった反強磁性合金材料から形成されればよい。導電保護層５６は例えばＡｕ層やＰｔ層から構成されればよい。
【００３１】
磁気情報の読み出しにあたってＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２が磁気ディスク１３の表面に向き合わせられると、トンネル接合膜では、周知の通り、磁気ディスク１３から作用する磁界の向きに応じて自由側強磁性層５２の磁化方向は回転する。こうして自由側強磁性層５２の磁化方向が回転すると、トンネル接合膜の電気抵抗は大きく変化する。したがって、上側および下側電極４６、３８からトンネル接合膜にセンス電流が供給されると、電極４６、３８から取り出される電気信号のレベルは電気抵抗の変化に応じて変化する。このレベルの変化に応じて２値情報は読み取られることができる。
【００３２】
次にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２の製造方法を説明する。製造にあたって例えばＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ（アルチック）製ウェハー（図示されず）は用意される。ウェハーの表面には一面にアルミナ膜３４が成膜される。図５から明らかなように、アルミナ膜３４の表面には下側電極３８が形成される。下側電極３８は、アルミナ膜３４の表面で広がる絶縁層４１に埋め込まれる。絶縁層４１に例えば平坦化研磨処理が施されると、下側電極３８の導電端子片３８ｂは平坦化面４２で露出する。こうして少なくとも部分的に下側電極３８を露出させる基礎層は形成される。
【００３３】
図６に示されるように、基礎層の表面すなわち平坦化面４２上には続いてフォトレジスト膜６１が形成される。このフォトレジスト膜６１には、平坦化面４２から立ち上がるパターン空間６２が区画される。パターン空間６２の底面には導電端子片３８ｂの頂上面が露出する。パターン空間６２は、ＭＲ膜４３の平面形状に基づき所定の形状に整えられればよい。こういったパターン空間６２の形状は例えばＩ線ステッパの露光に基づき規定されることができる。
【００３４】
このとき、パターン空間６２の開口はパターン空間６２の底面よりも大きな面積を有する。すなわち、パターン空間６２の開口は広げられる。こういった開口の実現にあたって、現像に先立って露光後のフォトレジスト膜６１には熱処理が施されればよい。露光後のフォトレジスト膜６１に軽度の熱処理が施されると、パターン空間６２の開口ではフォトレジスト膜６１の縁に丸み６３が与えられることができる。こういった丸み６３でパターン空間６２の開口は広げられることができる。ただし、パターン空間６２の開口は他の方法に基づき広げられてもよい。その他、パターン空間６２は開口に向かって徐々に広がってもよい。
【００３５】
その後、図７に示されるように、パターン空間６２内ではＭＲ膜４３が積層形成される。例えば、Ｔａ層、ＮｉＦｅ層５２ａ、ＦｅＣｏ層５２ｂ、Ａｌ2 Ｏ3 層、ＦｅＣｏ層、ＩｒＭｎ層、Ａｕ層はそれぞれ所定の膜厚で順番に積層される。こういった積層には例えばスパッタリングが用いられればよい。特に、前述のようにパターン空間６２の開口が広げられると、スパッタ粒子はパターン空間６２の隅々にまで確実に入り込むことができる。したがって、パターン空間６２内には確実に所定の厚みで各層は形成されていくことができる。
【００３６】
以上のようにＭＲ膜４３が積層されると、いわゆるリフトオフが実施される。すなわち、ＭＲ膜４３の周囲でフォトレジスト膜６１は取り払われる。その結果、図８に示されるように、基礎層の表面すなわち平坦化面４２から立ち上がるＭＲ膜４３は得られる。
【００３７】
続いて、図９に示されるように、平坦化面４２上では磁区制御ハード膜４４が形成される。形成には例えばスパッタリングが用いられればよい。スパッタリングにあたって平坦化面４２上には予めフォトレジスト膜（図示されず）が形成される。このフォトレジスト膜には、ＭＲ膜４３に隣接して磁区制御ハード膜４４の輪郭を象った空間が規定される。この空間で磁区制御ハード膜４４は積層される。このとき、磁区制御ハード膜４４は少なくともＭＲ膜４３中の自由側強磁性層５２を挟み込めばよい。磁区制御ハード膜４４の上面は導電保護層５６すなわちＡｕ層よりも下方に留められることが望まれる。
【００３８】
その後、図１０に示されるように、平坦化面４２上には一面に被覆絶縁膜４５が形成される。ＭＲ膜４３や磁区制御ハード膜４４は被覆絶縁膜４５に覆われる。被覆絶縁膜４５の形成にあたって例えばスパッタリングは用いられる。スパッタリングのターゲットには例えばＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 といった絶縁材料が用いられればよい。その後、図１１に示されるように、被覆絶縁膜４５上にはフォトレジスト膜６４が形成される。このフォトレジスト膜６４には、端子瘤４７の輪郭を象った空間６５が規定される。
【００３９】
こうしてフォトレジスト膜６４に覆われた被覆絶縁膜４５には反応性イオンエッチング処理（ＲＩＥ）が施される。このエッチング処理では例えばＳＦ6 がエッチングガスに用いられればよい。図１２に示されるように、エッチングガスは空間６５内で被覆絶縁層４５を除去していく。こうして被覆絶縁層４５にはいわゆるコンタクトホール６６が形成される。このとき、コンタクトホール６６の底面には導電保護層５６すなわちＡｕ層のみが露出する。こういったＡｕ層はエッチングガスに高い耐食性を示すことから、Ａｕ層の腐食は進行しない。こうしてＡｕ層下のＭＲ膜４３はエッチングガスから保護されることができる。エッチングガスに基づくＭＲ膜４３の損傷は確実に阻止されることができる。コンタクトホール６６の完成後、フォトレジスト膜６４は除去されればよい。
【００４０】
その後、図１３に示されるように、被覆絶縁層４５上には上側電極４６が積層される。上側電極４６はコンタクトホール６６に入り込む。こうして上側電極４６はＭＲ膜４３の上面すなわち導電保護層５６に接触する。ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は完成する。こうして構築されたＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２上には、既知の通りに、誘導書き込みヘッド素子３１は構築されていく。
【００４１】
以上のような製造方法では、ＭＲ膜４３には全くドライエッチング処理は施されない。特に、ＭＲ膜４３上の導電保護層すなわちＡｕ層がドライエッチング処理に曝されることはない。Ａｕ層の削り屑は生成されない。ＭＲ膜４３の壁面は完全に絶縁膜で覆われることができる。したがって、こういった製造方法に基づき製造されるＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２では、センス電流は確実にＭＲ膜４３内を流通することができる。ＭＲ膜４３は十分な磁気抵抗効果特性を発揮することができる。
【００４２】
本発明者は、前述のように製造されるＭＲ膜４３の磁気抵抗効果特性を検証した。この検証にあたって、本発明者はアルチック製のウェハー上でＭＲ膜４３を形成した。ウェハー上では、前述と同様に下側電極上にフォトレジスト膜でパターン空間が形成された。パターン空間内で、膜厚１０ｎｍのＴａ層、膜厚２ｎｍのＮｉＦｅ層、膜厚３ｎｍのＦｅＣｏ層、膜厚１ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 層、膜厚３ｎｍのＦｅＣｏ層、膜厚１０ｎｍのＩｒＭｎ層並びに膜厚２０ｎｍのＡｕ層は順番に積層された。コンタクトホールの形成後、被覆絶縁膜上に上側電極は形成された。
【００４３】
同様に、本発明者は比較例に係るＭＲ膜を用意した。このＭＲ膜は、ドライエッチング処理に基づきウェハー上で積層体素材から削り出された。積層体素材は、膜厚１０ｎｍのＴａ層、膜厚２ｎｍのＮｉＦｅ層、膜厚３ｎｍのＦｅＣｏ層、膜厚１ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 層、膜厚３ｎｍのＦｅＣｏ層、膜厚１０ｎｍのＩｒＭｎ層並びに膜厚２０ｎｍのＡｕ層で構成された。ドライエッチング処理にあたって積層体素材の表面には、前述のパターン空間と同一形状のフォトレジスト膜が形成された。フォトレジスト膜の周囲で積層体素材は削り落とされた。
【００４４】
図１４から明らかなように、パターン空間内で積層形成されたＭＲ膜４３は十分な磁気抵抗効果特性を発揮することが確認された。その一方で、ドライエッチング処理に基づき削り出されたＭＲ膜では、磁気抵抗効果（ＭＲ）比は最大で１０％程度に止まった。本実施形態に係るＭＲ膜４３に比べて、比較例に係るＭＲ膜では十分な磁気抵抗効果特性は確立されることはできなかった。
【００４５】
（付記１） 少なくとも部分的に下側電極を露出させる基礎層を形成する工程と、基礎層の表面に形成されるレジストを用いて、基礎層の表面から立ち上がるパターン空間を区画する工程と、パターン空間内で下側電極上に磁気抵抗効果膜を積層する工程とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００４６】
（付記２） 付記１に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記パターン空間の開口はパターン空間の底面よりも大きな面積を有することを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００４７】
（付記３） 付記１または２に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記磁気抵抗効果膜の表面に導電層を形成する工程と、導電層上に絶縁膜を形成する工程と、エッチング処理に基づき絶縁膜にコンタクトホールを形成し、導電層の表面を露出させる工程とをさらに備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００４８】
（付記４） 付記３に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記導電層は、前記エッチング処理に用いられるエッチングガスに対して耐食性を示すことを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００４９】
（付記５） 付記４に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記導電層は少なくともＡｕ、ＰｔおよびＲｕのいずれか１種を含むことを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００５０】
（付記６） 付記５に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記絶縁膜はＡｌ2 Ｏ3 およびＳｉＯ2 のいずれかであることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００５１】
（付記７） 基礎層の表面から立ち上がるパターン空間を区画するレジストを形成する工程と、パターン空間内で磁気抵抗効果膜を積層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。
【００５２】
（付記８） 付記７に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記パターン空間の開口はパターン空間の底面よりも大きな面積を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明に係るＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法によれば、十分に磁気抵抗効果膜の磁気抵抗効果特性は確保されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 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の構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図３】 浮上面で観察される読み出し書き込みヘッドの様子を概略的に示す正面図である。
【図４】 磁気抵抗効果（ＭＲ）膜の一具体例に係るトンネル接合膜の構造を概略的に示す拡大正面図である。
【図５】 基礎層の形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図６】 ＭＲ膜の形状を象った空間を区画するフォトレジスト膜の様子を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図７】 ＭＲ膜の積層工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図８】 ウェハー上に形成されたＭＲ膜を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図９】 磁区制御ハード膜の形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１０】 被覆絶縁膜の形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１１】 上部電極の端子瘤の輪郭を象った空間を区画するフォトレジスト膜の様子を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１２】 コンタクトホールの形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１３】 上部電極の形成工程を概略的に示すウェハーの拡大部分垂直断面図である。
【図１４】 本実施形態の一具体例に係るＭＲ膜の磁気抵抗効果（ＭＲ）比を示すグラフである。
【図１５】 比較例に係るＭＲ膜の磁気抵抗効果（ＭＲ）比を示すグラフである。
【符号の説明】
３２ ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子、３８ 下部磁極、４３ 磁気抵抗効果（ＭＲ）膜、４５ 絶縁膜としての被覆絶縁膜、５６ 導電層としての導電保護層、６１ レジストとしてのフォトレジスト膜、６２ パターン空間、６６ コンタクトホール。
Claims (4)
- 絶縁層中で下側電極を露出させる基礎層を形成する工程と、前記基礎層の表面に形成される第１のレジストを用いて、前記基礎層の表面から立ち上がるパターン空間を区画する工程と、現像に先立って露光後の前記第１のレジストに熱処理を施し、前記パターン空間の開口で前記第１のレジストの縁に丸みを与える工程と、前記パターン空間内で前記下側電極上に磁気抵抗効果膜を積層する工程と、前記磁気抵抗効果膜の表面に導電保護膜を形成する工程と、前記第１のレジストを剥離する工程と、前記基礎層の表面に形成される第２のレジストを用いて、前記絶縁層の表面に、前記磁気抵抗効果膜に隣接して磁区制御ハード膜の輪郭を象った空間を形成する工程と、前記空間に基づき前記絶縁層上に磁区制御ハード膜を形成する工程と、前記導電保護膜および磁区制御ハード膜上に絶縁膜を形成する工程と、エッチング処理に基づき前記絶縁膜にコンタクトホールを形成し、前記導電保護膜の表面を露出させる工程と、前記絶縁膜上で上側電極を形成する工程とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
- 請求項１に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記上側および下側電極は、導電性の軟磁性体から構成されてそれぞれ上部および下部シールド層として機能することを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
- 請求項１に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記磁区制御ハード膜は前記導電保護層よりも下方に留まることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
- 請求項１に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記磁気抵抗効果膜および磁区制御ハード膜はスパッタリングで形成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
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