JP2009238261A

JP2009238261A - Reproduction magnetic head and manufacturing method thereof

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Publication number: JP2009238261A
Application number: JP2008079658A
Authority: JP
Inventors: Hideki Majima; 秀樹眞嶋; Keiichi Nagasaka; 恵一長坂
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make an expected narrow lead gap width that can cope with high density recording by avoiding the occurrence of level difference and protrusions involved in removing a hard mask about a reproduction magnetic head and a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: A magnetoresistive effect film 2 is provided on a lower electrode layer 1, magnetic domain control films 4 are provided at both sides of the magnetoresistive effect film 2, a upper electrode layer 5 covering the magnetoresistive effect film 2 and the magnetic domain control film 4 is provided, a conductive first etching stopper layer 6 having etching resistance to reactive ion etching by fluorine-based gas is provided between the upper electrode layer 5 and the magnetoresistive effect film 2, and a second etching stopper layer 7 having etching resistance to reactive ion etching by fluorine-based gas is provided between the upper electrode layer 5 and the magnetic domain control film 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は再生磁気ヘッド及びその製造方法に関するものであり、特に、磁気ディスクヘッドに備わった再生磁気ヘッドを平坦化且つ狭ギャップ幅化するための構成に特徴のある再生磁気ヘッド及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a reproducing magnetic head and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a reproducing magnetic head characterized by a structure for flattening and narrowing a reproducing magnetic head provided in a magnetic disk head and a manufacturing method thereof. Is.

近年、各種の情報処理機器における記憶手段として、ハードディスクドライブ装置が用いられているが、このようなハードディスクドライブ装置における磁気ヘッドを構成する再生磁気ヘッドとしてＧＭＲ素子或いはＴＭＲ素子等が用いられている。 In recent years, hard disk drive devices are used as storage means in various information processing devices, and GMR elements, TMR elements, or the like are used as reproducing magnetic heads constituting magnetic heads in such hard disk drive devices.

このＧＭＲ素子或いはＴＭＲ素子は、外部磁界の変化に応じて、電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗センサであり、検出感度が良好であるため、磁気記録再生装置の高密度記録化に大いに寄与している。 This GMR element or TMR element is a magnetoresistive sensor that utilizes the magnetoresistive effect that changes its electrical resistance in response to changes in the external magnetic field, and has good detection sensitivity. Has contributed greatly.

近年の更なる高密度記録化の要請に応えるためには、磁気抵抗センサの狭コア幅化が必要となるが、従来の括れを有するレジストパターンを利用した製造方法ではさらなる狭コア幅化に対応できないため、狭コア幅の磁気抵抗センサの形成方法としてＣＭＰ法を用いた各種の方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In order to meet the demand for higher density recording in recent years, it is necessary to narrow the core width of the magnetoresistive sensor. However, the conventional manufacturing method using a resist pattern having a constriction supports further narrow core width. Therefore, various methods using the CMP method have been proposed as a method of forming a magnetoresistive sensor having a narrow core width (see, for example, Patent Document 1).

ここで、図７乃至図１０を参照して従来の磁気抵抗センサの製造方法を説明するが、まず、図７及び図８を参照してハードマスクとＣＭＰ法を利用した従来の磁気抵抗センサの製造方法を説明する。
図７参照
まず、下部電極を兼ねる下部磁気シールド層６１上にＴａ膜／反強磁性層／ピンド層／トンネル絶縁膜／フリー層からなるＴＭＲ膜６２を堆積させたのち、その上部にＴａ膜６３を形成し、レジストパターン６４を形成する。 Here, a conventional magnetoresistive sensor manufacturing method will be described with reference to FIGS. 7 to 10. First, referring to FIGS. 7 and 8, a conventional magnetoresistive sensor using a hard mask and a CMP method will be described. A manufacturing method will be described.
See FIG.
First, a TMR film 62 composed of Ta film / antiferromagnetic layer / pinned layer / tunnel insulating film / free layer is deposited on the lower magnetic shield layer 61 which also serves as a lower electrode, and then a Ta film 63 is formed thereon. Then, a resist pattern 64 is formed.

次いで、レジストパターン６４をマスクとして反応性イオンエッチングを行うことによって、Ｔａ膜６３をパターニングしてハードマスク６５としたのち、レジストパターン６４を除去し、次いで、イオンミリングによってＴＭＲ膜６２の露出部を除去する。 Next, by performing reactive ion etching using the resist pattern 64 as a mask, the Ta film 63 is patterned to form a hard mask 65, the resist pattern 64 is then removed, and then the exposed portion of the TMR film 62 is removed by ion milling. Remove.

図８参照
次いで、全面にＡｌ₂Ｏ₃等の絶縁膜６６及びＣｏＰｔ等の磁区制御膜６７を順次堆積させたのち、ハードマスク６５をＣＭＰストッパとしてＣＭＰにより平坦化する。
この時、狭コア幅化は可能であるが、ＴＭＲ膜６２の上にハードマスク６５が存在するため、狭ギャップ幅化に対応するのが難しい。 Next, an insulating film 66 such as Al ₂ O ₃ and a magnetic domain control film 67 such as CoPt are sequentially deposited on the entire surface, and then planarized by CMP using the hard mask 65 as a CMP stopper.
At this time, the core width can be narrowed, but since the hard mask 65 exists on the TMR film 62, it is difficult to cope with the narrow gap width.

そこで、狭ギャップ幅化のためには、ハードマスク６５を反応性イオンエッチングによって除去し、その上に上部電極（図示は省略）をＴＭＲ膜６２と磁区制御膜６７の上に設けることによって、再生磁気ヘッドの基本構成が得られることになる。 Therefore, in order to narrow the gap, the hard mask 65 is removed by reactive ion etching, and an upper electrode (not shown) is provided on the TMR film 62 and the magnetic domain control film 67, thereby reproducing the hard mask 65. The basic configuration of the magnetic head can be obtained.

次に、図９及び図１０を参照してハードマスクとダブルストッパを用いたＣＭＰ法を利用した従来の他の磁気抵抗センサの製造方法を説明する。
図９参照
まず、下部電極を兼ねる下部磁気シールド層６１上にＴａ膜／反強磁性層／ピンド層／トンネル絶縁膜／フリー層からなるＴＭＲ膜６２を堆積させたのち、その上部にＴａ膜６３を形成し、レジストパターン６４を形成する。 Next, another conventional magnetoresistive sensor manufacturing method using a CMP method using a hard mask and a double stopper will be described with reference to FIGS.
See FIG.
First, a TMR film 62 composed of Ta film / antiferromagnetic layer / pinned layer / tunnel insulating film / free layer is deposited on the lower magnetic shield layer 61 which also serves as a lower electrode, and then a Ta film 63 is formed thereon. Then, a resist pattern 64 is formed.

次いで、レジストパターン６４をマスクとして反応性イオンエッチングを行うことによって、Ｔａ膜６３をパターニングしてハードマスク６５としたのち、レジストパターン６４を除去し、次いで、イオンミリングによってＴＭＲ膜６２の露出部を除去する。
次いで、全面にＡｌ₂Ｏ₃等の絶縁膜６６及びＣｏＰｔ等の磁区制御膜６７を順次堆積させる。 Next, by performing reactive ion etching using the resist pattern 64 as a mask, the Ta film 63 is patterned to form a hard mask 65, the resist pattern 64 is then removed, and then the exposed portion of the TMR film 62 is removed by ion milling. Remove.
Next, an insulating film 66 such as Al ₂ O ₃ and a magnetic domain control film 67 such as CoPt are sequentially deposited on the entire surface.

図１０参照
次いで、全面にＣＭＰストッパ膜６９を堆積させたのち、ハードマスク６５及びＣＭＰストッパ膜６９をストッパとしてＣＭＰにより平坦化する。
この場合も、狭コア幅化は可能であるが、ＴＭＲ膜６２の上にハードマスク６５が存在するため、狭ギャップ幅化に対応するのが難しい。 See FIG.
Next, a CMP stopper film 69 is deposited on the entire surface, and then planarized by CMP using the hard mask 65 and the CMP stopper film 69 as a stopper.
In this case as well, the narrow core width is possible, but since the hard mask 65 exists on the TMR film 62, it is difficult to cope with the narrow gap width.

そこで、狭ギャップ幅化のためには、ハードマスク６５及びＣＭＰストッパ膜６９を反応性イオンエッチングによって除去し、その上に上部電極（図示は省略）をＴＭＲ膜６２と磁区制御膜６７の上に設けることによって、再生磁気ヘッドの基本構成が得られることになる。
特開２００６−１７９０５１号公報 Therefore, in order to narrow the gap, the hard mask 65 and the CMP stopper film 69 are removed by reactive ion etching, and an upper electrode (not shown) is formed on the TMR film 62 and the magnetic domain control film 67. By providing, the basic structure of the reproducing magnetic head can be obtained.
JP 2006-179051 A

上述のＣＭＰ法とハードマスクの除去を組み合わせる方法によって、狭コア幅化と狭ギャップ幅化の両立は可能になるが、ハードマスク６５の除去に伴って、段差６８が発生したり、磁気抵抗効果膜の両端部に突起７０が発生するという問題がある。 The combination of the CMP method and the removal of the hard mask described above makes it possible to achieve both a narrow core width and a narrow gap width. However, as the hard mask 65 is removed, a step 68 is generated, or the magnetoresistive effect is reduced. There is a problem that protrusions 70 are generated at both ends of the film.

このような段差６８や突起７０が発生すると、上部電極の平坦性が失われ、ＴＭＲ膜６２の両側の磁力線の形状が設計形状と異なるため、初期の磁気特性が得られなくなり、磁気的な意味での狭ギャップ幅化が困難になるという問題がある。 When such a step 68 or protrusion 70 is generated, the flatness of the upper electrode is lost, and the shape of the magnetic force lines on both sides of the TMR film 62 is different from the design shape, so that the initial magnetic characteristics cannot be obtained, and the magnetic meaning There is a problem in that it becomes difficult to narrow the gap.

したがって、本発明は、ハードマスクの除去に伴う段差や突起の発生を回避し、高密度記録に対応可能な所期の狭リードギャップ幅化を可能にすることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to avoid the occurrence of steps and protrusions associated with the removal of a hard mask, and to achieve a desired narrow read gap width that can cope with high-density recording.

図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記の課題を解決するために、本発明は、下部電極層１上に磁気抵抗効果膜２を設けるとともに、磁気抵抗効果膜２の両側に磁区制御膜４を設け、磁気抵抗効果膜２及び磁区制御膜４を覆う上部電極層５を設けた再生磁気ヘッドであって、上部電極層５と磁気抵抗効果膜２との間にフッ素系ガスによる反応性イオンエッチングに対するエッチング耐性を有する導電性の第一エッチングストッパ層６を有するとともに、上部電極層５と磁区制御膜４との間にフッ素系ガスによる反応性イオンエッチングに対するエッチング耐性を有する第二のエッチングストッパ層７を有することを特徴とする。 FIG. 1 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
In order to solve the above problem, the present invention provides a magnetoresistive effect film 2 on the lower electrode layer 1 and a magnetic domain control film 4 on both sides of the magnetoresistive effect film 2. 2 and an upper electrode layer 5 covering the magnetic domain control film 4, and a conductive material having etching resistance to reactive ion etching by a fluorine-based gas between the upper electrode layer 5 and the magnetoresistive film 2. And a second etching stopper layer 7 having etching resistance against reactive ion etching with a fluorine-based gas between the upper electrode layer 5 and the magnetic domain control film 4. And

このように、上部電極層５と磁気抵抗効果膜２との間にフッ素系ガスによる反応性イオンエッチングに対するエッチング耐性を有する導電性の第一エッチングストッパ層６を有するとともに、上部電極層５と磁区制御膜４との間にフッ素系ガスによる反応性イオンエッチングに対するエッチング耐性を有する第二エッチングストッパ層７を設けることによって、段差や突起が発生しない平坦化が可能になり、したがって、所期の狭リードギャップ幅化が可能になる。 As described above, the conductive first etching stopper layer 6 having etching resistance against the reactive ion etching by the fluorine-based gas is provided between the upper electrode layer 5 and the magnetoresistive film 2, and the upper electrode layer 5 and the magnetic domain are By providing the second etching stopper layer 7 having etching resistance against reactive ion etching with a fluorine-based gas between the control film 4 and the control film 4, flattening without generation of a step or a projection becomes possible. Lead gap width can be increased.

また、再生磁気ヘッドの製造方法としては、下部電極層１を形成する工程と、下部電極層１の上に磁気抵抗効果膜２を形成する工程と、磁気抵抗効果膜２上にマスクに対してエッチング選択性を有する第一エッチングストッパ層６を形成する工程と、第一エッチングストッパ層６上にマスクを形成し、磁気抵抗効果膜２をパターニングする工程と、マスクを残したまま磁区制御膜４を積層する工程と、磁区制御膜４上の第二エッチングストッパ層７を形成する工程と、第二エッチングストッパ層７上にダミー層を形成する工程と、マスク上に形成された磁区制御膜４、第二エッチングストッパ層７、ダミー層、及び、マスクの頂部の一部を除去してマスクを露出させる平坦化工程と、イオンミリングによりダミー層を除去する工程と、反応性イオンエッチング法により第一エッチングストッパ層６及び第二エッチングストッパ層７をストッパ層として選択的にマスクを除去する工程とを有することを特徴とする。 In addition, as a method for manufacturing a reproducing magnetic head, a step of forming the lower electrode layer 1, a step of forming the magnetoresistive effect film 2 on the lower electrode layer 1, and a mask on the magnetoresistive effect film 2 are provided. A step of forming a first etching stopper layer 6 having etching selectivity, a step of forming a mask on the first etching stopper layer 6 and patterning the magnetoresistive film 2, and a magnetic domain control film 4 while leaving the mask. , A step of forming a second etching stopper layer 7 on the magnetic domain control film 4, a step of forming a dummy layer on the second etching stopper layer 7, and a magnetic domain control film 4 formed on the mask A second etching stopper layer 7, a dummy layer, a planarization step of removing a part of the top of the mask to expose the mask, a step of removing the dummy layer by ion milling, and reactivity Characterized in that it has the ON etching a first etching stopper layer 6 and the second etching stopper layer 7 and the step of selectively removing the mask as a stopper layer.

このような工程を採用することによって、マスクを除去した際に段差や突起が発生することがないので、上部電極層５の平坦性が確保されて所期の狭リードギャップ幅化が可能になる。 By adopting such a process, there is no step or protrusion when the mask is removed, so that the flatness of the upper electrode layer 5 is ensured and the intended narrow read gap width can be achieved. .

この場合の第一エッチングストッパ層６は導電性を有し、且つ、マスクのエッチング工程においてマスクに対して選択比２以上のエッチング耐性を有する材料からなることが望ましく、マスクのエッチング工程において第一エッチングストッパ層６が消失することがないので、磁気抵抗効果膜２が不所望にエッチングされることがない。 In this case, the first etching stopper layer 6 is preferably made of a material having conductivity and having an etching resistance of a selectivity of 2 or more with respect to the mask in the mask etching process. Since the etching stopper layer 6 does not disappear, the magnetoresistive film 2 is not etched undesirably.

このような第一エッチングストッパ層６としては、フッ素系ガスによる反応性イオンエッチング耐性の大きなＺｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌのいずれかの金属材料、又は、金属材料を含む合金が好適である。 As such a first etching stopper layer 6, a metal material of Zr, Hf, Ru, Cr, or Al having high resistance to reactive ion etching by a fluorine-based gas, or an alloy containing a metal material is suitable. .

また、第二エッチングストッパ層７は、６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率が１．３以下の材料からなることが望ましく、ダミー層をイオンミリングで除去する際に、第二エッチングストッパ層７が消失することがなくなる。 The second etching stopper layer 7 is preferably made of a material whose sputtering rate by Ar ions having an incident energy of 600 eV is 1.3 or less, and the second etching stopper layer 7 is removed when the dummy layer is removed by ion milling. Will not disappear.

このような第二エッチングストッパ層７は、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌのいずれかの金属材料、金属材料を含む合金、金属材料を含む酸化物、或いは、金属材料を含む窒化物のいずれかが望ましい。
なお、第二エッチングストッパ層７は導電性を有する必要はない。 Such a second etching stopper layer 7 is made of any one of Zr, Hf, Ru, Cr, and Al metal materials, alloys containing metal materials, oxides containing metal materials, and nitrides containing metal materials. Is desirable.
The second etching stopper layer 7 does not need to have conductivity.

また、ダミー層は、６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率が２．２以上の材料からなることが望ましく、ダミー層のイオンミリング工程において第二エッチングストッパ層７に対して選択性を持たせることができる。
このようなダミー層としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｐｄのいずれかの金属材料、又は、金属材料を含む合金が望ましい。 Further, the dummy layer is preferably made of a material having a sputtering rate by Ar ions with an incident energy of 600 eV of 2.2 or more, and has selectivity with respect to the second etching stopper layer 7 in the ion milling process of the dummy layer. be able to.
As such a dummy layer, a metal material of any one of Au, Ag, Cu, Pb, and Pd, or an alloy containing a metal material is desirable.

また、第二エッチングストッパ層７は、マスクの反応性イオンエッチング工程においてマスクに対して選択比２以上のエッチング耐性を有する材料からなることが望ましく、マスクの除去工程において第二エッチングストッパ層７が消失することがない。 The second etching stopper layer 7 is preferably made of a material having an etching resistance of 2 or more with respect to the mask in the reactive ion etching process of the mask. The second etching stopper layer 7 is formed in the mask removing process. It will not disappear.

また、第二エッチングストッパ層７の６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率をα、ダミー層の６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率をβとするとき、α＜βとすることが望ましく、ダミー層のイオンミリング工程において第二エッチングストッパ層７が消失することがない。 Further, when the sputtering rate of Ar ions with an incident energy of 600 eV of the second etching stopper layer 7 is α and the sputtering rate of Ar ions with an incident energy of 600 eV of the dummy layer is β, it is desirable that α <β. The second etching stopper layer 7 does not disappear in the dummy layer ion milling step.

また、ダミー層の６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率をβ、マスク層の６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率をγとするとき、γ＜βであることが望ましく、ダミー層のイオンミリング工程においてマスクが消失することがない。 Further, when the sputtering rate by Ar ions having an incident energy of 600 eV in the dummy layer is β and the sputtering rate by Ar ions having an incident energy of 600 eV in the mask layer is γ, it is desirable that γ <β. The mask does not disappear in the milling process.

また、第二エッチングストッパ層７と第一エッチングストッパ層６の上部が同一面であることが望ましく、それによって、設計値通りの所期の磁気特性を得ることができる。
なお、このような構成は、絶縁膜３及び磁区制御膜４の成膜工程を精度良く管理することによって可能になる。 Further, it is desirable that the upper portions of the second etching stopper layer 7 and the first etching stopper layer 6 are on the same plane, whereby desired magnetic characteristics as designed values can be obtained.
Such a configuration can be realized by accurately managing the film formation process of the insulating film 3 and the magnetic domain control film 4.

また、マスクとしては、Ｔａ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、或いは、ダイヤモンドライクカーボンのいずれかが好適であり、イオンミリングマスクとＣＭＰストッパを兼ねることができる。 As the mask, Ta, SiC, SiN, or diamond-like carbon is suitable, and it can serve as both an ion milling mask and a CMP stopper.

本発明によれば、第二のエッチングストッパ膜を設けているのでマスクの除去工程において突起や段差の発生のない平坦化が可能になり、所期の狭ギャップ幅化が可能となり、ひいては、高記録密度の磁気記録再生装置の実現が可能になる。 According to the present invention, since the second etching stopper film is provided, it is possible to perform flattening without generation of protrusions or steps in the mask removal process, and to achieve a desired narrow gap width. A magnetic recording / reproducing apparatus having a recording density can be realized.

本発明は、下部電極層上にＧＭＲ構造或いはＴＭＲ構造の磁気抵抗効果膜を形成したのち、磁気抵抗効果膜上に第一エッチングストッパ層を介してマスクを形成し、次いで、マスクを利用してイオンミーリングにより磁気抵抗効果膜をパターニングしたのち、マスクを残したまま絶縁膜及び磁区制御膜を順次積層し、次いで、磁区制御膜上の第二エッチングストッパ層及びダミー層を順次堆積したのち、ＣＭＰによりマスク上に形成された磁区制御膜、第二エッチングストッパ層、ダミー層、及び、マスクの頂部の一部を除去して平坦化し、次いで、イオンミリングによりダミー層を除去したのち、反応性イオンエッチング法により第一エッチングストッパ層及び第二エッチングストッパ層をストッパ層として選択的にマスクを除去するものである。 In the present invention, after a magnetoresistive film having a GMR structure or a TMR structure is formed on the lower electrode layer, a mask is formed on the magnetoresistive film via the first etching stopper layer, and then the mask is used. After patterning the magnetoresistive film by ion milling, the insulating film and the magnetic domain control film are sequentially stacked while leaving the mask, and then the second etching stopper layer and the dummy layer on the magnetic domain control film are sequentially deposited, and then the CMP is performed. The magnetic domain control film formed on the mask, the second etching stopper layer, the dummy layer, and a part of the top of the mask are removed and planarized, and then the dummy layer is removed by ion milling, and then the reactive ions The mask is selectively removed by the etching method using the first etching stopper layer and the second etching stopper layer as a stopper layer. A.

この場合の第一エッチングストッパ層は最終的に磁気抵抗効果膜上に残すので導電性を有する必要があり、マスクのエッチング工程においてマスクに対して選択比２以上のエッチング耐性を有する材料からなることが望ましく、典型的には、フッ素系ガスによる反応性イオンエッチング耐性の大きなＺｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌが挙げられる。 In this case, since the first etching stopper layer is finally left on the magnetoresistive effect film, it needs to have conductivity, and is made of a material having an etching resistance of 2 or more with respect to the mask in the mask etching process. Typically, Zr, Hf, Ru, Cr, and Al, which have high resistance to reactive ion etching with a fluorine-based gas, can be mentioned.

また、マスクとしては、イオンミリングマスクとＣＭＰストッパを兼ねることができる材料であれば良く、典型的には、Ｔａ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、或いは、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）が挙げられる。 The mask may be any material that can serve both as an ion milling mask and a CMP stopper, and typically includes Ta, SiC, SiN, or DLC (diamond-like carbon).

また、第二エッチングストッパ層は、６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率が１．３以下の材料からなることが望ましく、ダミー層をイオンミリングで除去する際に、第二エッチングストッパ層が消失することがなくなる。 The second etching stopper layer is preferably made of a material whose sputtering rate by Ar ions with an incident energy of 600 eV is 1.3 or less, and the second etching stopper layer disappears when the dummy layer is removed by ion milling. There is no longer to do.

このような特性を有する典型的な第二エッチングストッパ層として、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌフッ素系ガスによる反応性イオンエッチング耐性の大きなＺｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌが挙げられ、また、第二エッチングストッパ層は導電性を有する必要がないので、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌを含む酸化物或いは窒化物でも良い。 Typical second etching stopper layers having such characteristics include Zr, Hf, Ru, Cr, and Al, which have high resistance to reactive ion etching by a fluorine-based gas such as Zr, Hf, Ru, Cr, and Al. The second etching stopper layer does not need to have conductivity, and may be an oxide or nitride containing Zr, Hf, Ru, Cr, Al.

また、ダミー層は、６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率が２．２以上の材料からなることが望ましく、典型的には、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｐｄが挙げられる。 Further, the dummy layer is preferably made of a material having a sputtering rate by Ar ions having an incident energy of 600 eV of 2.2 or more, and typically includes Au, Ag, Cu, Pb, and Pd.

図２参照
図２は、各種物質のスパッタ率の説明図であり、ここでは、Ａｒイオンを６００ｅＶのエネルギーで入射した場合のスパッタ率を示している（必要ならば、Ｂ．Ｎ．Ｃｈａｐｍａｎ著，岡本幸雄訳，プラズマプロセシングの基礎，ｐ．３５４−３５６，電気書院刊，参照）。 See Figure 2
FIG. 2 is an explanatory diagram of the sputtering rate of various materials, and shows the sputtering rate when Ar ions are incident at an energy of 600 eV (if necessary, translated by BN Chapman, Yukio Okamoto). , Basics of Plasma Processing, p.354-356, published by Denki Shoin).

次に、図３乃至図５を参照して、本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの製造工程を説明する。
図３参照
まず、スライダーの母体となる、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣウェーハ上にＡｌ₂Ｏ₃膜（いずれも図示を省略）を介してＮｉＦｅからなる下部磁気シールド層１１を設け、その上に、スパッタリング法を用いてＴＭＲ膜１２を形成する。 Next, with reference to FIGS. 3 to 5, the manufacturing process of the reproducing magnetic head according to the first embodiment of the invention will be described.
See Figure 3
First, a lower magnetic shield layer 11 made of NiFe is provided on an Al ₂ O ₃ —TiC wafer serving as a base of a slider via an Al ₂ O ₃ film (both not shown), and a sputtering method is formed thereon. The TMR film 12 is formed using the same.

このＴＭＲ膜１２は、例えば、５ｎｍのＴａ下地層１３、８ｎｍのＰｄＰｔＭｎ反強磁性層１４、２ｎｍのＣｏＦｅＢピンド層１５、ＭｇＯからなるトンネル絶縁膜１６、１．５ｎｍのＣｏＦｅＢフリー層１７、２ｎｍのＮｉＦｅフリー層１８、及び、６ｎｍのＴａキャップ層１９からなる。 The TMR film 12 includes, for example, a 5 nm Ta underlayer 13, an 8 nm PdPtMn antiferromagnetic layer 14, a 2 nm CoFeB pinned layer 15, a tunnel insulating film 16 made of MgO, a 1.5 nm CoFeB free layer 17, a 2 nm It consists of a NiFe free layer 18 and a 6 nm Ta cap layer 19.

次いで、ＴＭＲ膜１２上に厚さが５〜５０ｎｍ、例えば、１０ｎｍのＲｕからなる第一エッチングストッパ層２０、及び、厚さが１００ｎｍ以下、例えば、５０ｎｍのＴａからなるマスク層２１を順次堆積する。 Next, a first etching stopper layer 20 made of Ru having a thickness of 5 to 50 nm, for example, 10 nm, and a mask layer 21 made of Ta having a thickness of 100 nm or less, for example, 50 nm are sequentially deposited on the TMR film 12. .

次いで、コア幅が５０〜１２０ｎｍ、例えば、１００ｎｍになるように加工を設けたレジストパターン２２をマスクとして、フッ素系ガス、例えば、ＣＦ₄を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によりマスク層２１をエッチングしてハードマスク２３を形成する。
この場合、第一エッチングストッパ層２０を構成するＲｕはフッ素系ガスによるＲＩＥ耐性が大きいので、第一エッチングストッパ層２０の所でエッチングは自動的に停止する。 Next, the mask layer 21 is formed by reactive ion etching (RIE) using a fluorine-based gas, for example, CF ₄ , using the resist pattern 22 processed to have a core width of 50 to 120 nm, for example, 100 nm as a mask. The hard mask 23 is formed by etching.
In this case, since Ru constituting the first etching stopper layer 20 has a high RIE resistance by the fluorine-based gas, the etching automatically stops at the first etching stopper layer 20.

次いで、レジストパターン２２を除去したのち、ハードマスク２３をマスクとしてＡｒイオンミリングを施すことによって、第一エッチングストッパ層２０及びＴＭＲ膜１２の露出部をエッチングして下部磁気シールド層１１を露出させる。 Next, after removing the resist pattern 22, by performing Ar ion milling using the hard mask 23 as a mask, the exposed portions of the first etching stopper layer 20 and the TMR film 12 are etched to expose the lower magnetic shield layer 11.

図４参照
次いで、例えば、ステップカバレッジの良好なＣＶＤ法を用いて厚さが、例えば、５ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜２４を形成したのち、例えば、直進性に優れたロングスロースパッタリング法を用いて厚さが、例えば、２５ｎｍのＣｏＣｒＰｔからなる磁区制御膜２５を堆積する。 See Figure 4
Next, for example, after forming an Al ₂ O ₃ film 24 having a thickness of, for example, 5 nm using a CVD method with good step coverage, the thickness is formed using, for example, a long throw sputtering method having excellent straightness. For example, a magnetic domain control film 25 made of CoCrPt of 25 nm is deposited.

引き続いて、全面に、厚さが５〜５０ｎｍ、例えば、１０ｎｍのＲｕからなる第二エッチングストッパ層２６を堆積させたのち、厚さが、例えば、３０ｎｍのＡｕからなるダミー層２７を堆積させる。 Subsequently, after a second etching stopper layer 26 made of Ru having a thickness of 5 to 50 nm, for example, 10 nm is deposited on the entire surface, a dummy layer 27 made of Au having a thickness of, for example, 30 nm is deposited.

図５参照
次いで、ハードマスク２３をＣＭＰストッパとしてＣＭＰにより平坦化処理を行うことによって、ハードマスク２３上に堆積したＡｌ₂Ｏ₃膜２４、磁区制御膜、第二エッチングストッパ層２６、及び、ダミー層２７を除去するとともに、ハードマスク２３の一部を除去して表面を平坦化する。 See Figure 5
Next, planarization is performed by CMP using the hard mask 23 as a CMP stopper, whereby the Al ₂ O ₃ film 24, the magnetic domain control film, the second etching stopper layer 26, and the dummy layer 27 deposited on the hard mask 23 are formed. While removing, a part of hard mask 23 is removed and the surface is planarized.

この場合、磁気抵抗効果素子領域の面積がウェーハに対して非常に小さく、圧力がハードマスク２３の近傍に集中することで磁気抵抗効果素子領域上のハードマスク２３の表面も研磨され、研磨が進行してハードマスク２３と磁気抵抗効果素子領域外のダミー層２７とが同一面になるまで研磨が進行する。 In this case, the area of the magnetoresistive effect element region is very small with respect to the wafer, and the pressure is concentrated in the vicinity of the hard mask 23 so that the surface of the hard mask 23 on the magnetoresistive effect element region is also polished, and the polishing proceeds. Then, polishing proceeds until the hard mask 23 and the dummy layer 27 outside the magnetoresistive effect element region are flush with each other.

次いで、イオンミリングを施すことによって、ダミー層２７のみを選択的に除去する。
この場合、上記の図２に示したように、６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンに対するスパッタ率は、Ａｕが２．２４、Ｒｕが１．３０であるので、少なくとも７０％のプロセスマージンが確保でき、これによりプロセスの制御性が向上する。
また、斜め入射成分を持ったイオンミリングを施すことによって、ハードマスク２３両脇のＡｌ₂Ｏ₃膜２４を除去することも可能である。その際、イオンミリングのミリング角度は基板上面の垂直方向に対して４５°〜８０°であることが望ましい。 Next, only the dummy layer 27 is selectively removed by performing ion milling.
In this case, as shown in FIG. 2 above, since the sputtering rate for Ar ions having an incident energy of 600 eV is 2.24 for Au and 1.30 for Ru, a process margin of at least 70% can be secured. This improves process controllability.
It is also possible to remove the Al ₂ O ₃ film 24 on both sides of the hard mask 23 by performing ion milling having an oblique incident component. At that time, the milling angle of the ion milling is desirably 45 ° to 80 ° with respect to the vertical direction of the upper surface of the substrate.

また、ハードマスク２３を構成するＴａの６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンに対するスパッタ率は０．６２であるので、ダミー層２７の除去工程においてハードマスク２３が消失することはない。 In addition, since the sputtering rate for Ar ions with an incident energy of 600 eV of Ta constituting the hard mask 23 is 0.62, the hard mask 23 is not lost in the process of removing the dummy layer 27.

次いで、フッ素系ガス、例えば、ＣＦ₄を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によりハードマスク２３を除去する。
この場合、第一エッチングストッパ層２０を構成するＲｕ及び第二エッチングストッパ層２６を構成するＲｕはフッ素系ガスによるＲＩＥ耐性が大きいので、第一エッチングストッパ層２０の所でエッチングは自動的に停止するとともに、第二エッチングストッパ層２６が消失することはない。 Next, the hard mask 23 is removed by reactive ion etching (RIE) using a fluorine-based gas, for example, CF ₄ .
In this case, Ru constituting the first etching stopper layer 20 and Ru constituting the second etching stopper layer 26 have high RIE resistance by the fluorine-based gas, so that the etching automatically stops at the first etching stopper layer 20. In addition, the second etching stopper layer 26 does not disappear.

以降は図示を省略するが、レジストパターンをマスクとして磁区制御膜２５を所定形状に加工したのち、直進性に優れたロングスロースパッタリング法を用いて厚さが、例えば、２５ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜を堆積させたのち、レジストパターンを除去することによって、ＴＭＲ膜１２及び磁区制御膜２５の周囲がＡｌ₂Ｏ₃膜で埋め込まれて全体が平坦化される。
最後に、スパッタリング法を用いて上部磁気シールド層を設けることによって、本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの基本構成が完成する。 Although not shown in the drawings, after processing the magnetic domain control film 25 into a predetermined shape using the resist pattern as a mask, an Al ₂ O ₃ film having a thickness of, for example, 25 nm using a long throw sputtering method having excellent straightness. Then, the periphery of the TMR film 12 and the magnetic domain control film 25 is filled with an Al ₂ O ₃ film, and the whole is flattened by removing the resist pattern.
Finally, the basic configuration of the reproducing magnetic head according to the first embodiment of the present invention is completed by providing the upper magnetic shield layer using the sputtering method.

このように、本発明の実施例１においては、磁気抵抗効果膜上に第一エッチングストッパ層を設けるとともに、磁区制御膜上に第二エッチングストッパ層を設けているので、狭リードギャップ化のためにハードマスクを除去する際に、段差が突起が発生することがなく、所期の特性を有する再生磁気ヘッドを実現することができる。 As described above, in Example 1 of the present invention, the first etching stopper layer is provided on the magnetoresistive effect film and the second etching stopper layer is provided on the magnetic domain control film. In addition, when the hard mask is removed, there is no protrusion on the step, and a reproducing magnetic head having desired characteristics can be realized.

次に、図６を参照して、本発明の実施例２の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを説明する。
図６参照
図６は、本発明の実施例２の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図であり、まず、上記の実施例１と全く同様の工程によって、スライダーの母体となる、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基板上にＡｌ₂Ｏ₃膜（いずれも図示を省略）を介して下部電極を兼ねる下部磁気シールド層１１、ＴＭＲ膜１２、磁区制御膜２５、Ａｌ₂Ｏ₃膜２８、及び、上部電極を兼ねる上部磁気シールド層２９を設ける。
なお、ＴＭＲ膜１２と磁区制御膜２５との間に設けるＡｌ₂Ｏ₃膜２４は図示を省略する。 Next, a composite thin film magnetic head for perpendicular recording according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
See FIG.
FIG. 6 is a diagram for explaining the structure of a composite thin film magnetic head for perpendicular recording according to Example 2 of the present invention. First, Al ₂ O ₃ which becomes the base material of the slider through the same process as in Example 1 above. A lower magnetic shield layer 11 serving as a lower electrode, a TMR film 12, a magnetic domain control film 25, an Al ₂ O ₃ film 28, and an upper electrode via an Al ₂ O ₃ film (not shown) on the TiC substrate An upper magnetic shield layer 29 is also provided.
The illustration of the Al ₂ O ₃ film 24 provided between the TMR film 12 and the magnetic domain control film 25 is omitted.

次いで、上部電極２９上にＡｌ₂Ｏ₃膜３０を全面に設けたのち、選択電解メッキ法を用いてＡｌ₂Ｏ₃膜３０上に厚さが１〜３μｍ、例えば、１．０μｍのＮｉＦｅからなる主磁極補助層３１を設ける。
なお、電解メッキ工程におけるメッキベース層については説明を省略する。 Then, after providing an Al ₂ O ₃ film 30 on the entire surface on the upper electrode 29, the thickness on the Al ₂ O ₃ film 30 by using a selective electrolytic plating method 1 to 3 [mu] m, for example, from 1.0μm of NiFe The main magnetic pole auxiliary layer 31 is provided.
In addition, description is abbreviate | omitted about the plating base layer in an electrolytic plating process.

次いで、スパッタリング法を用いて全面にＡｌ₂Ｏ₃膜を堆積させたのち、ＣＭＰを用いて平坦化することによって、ヘッド媒体対向面側の凹部をＡｌ₂Ｏ₃埋込層３２で埋め込み、次いで、選択電解メッキ法を用いて全面に厚さが０．１５〜０．３０μｍ、例えば、０．２５μｍのＣｏＮｉＦｅ層３３を形成する。
次いで、スパッタリング法を用いて全面に厚さが３０〜１００ｎｍ、例えば、６０ｎｍで、非磁性体、例えば、Ｒｕからなるギャップ層３４を設ける。 Next, after depositing an Al ₂ O ₃ film on the entire surface using a sputtering method, planarization is performed using CMP to embed the concave portion on the side facing the head medium with the Al ₂ O ₃ buried layer 32, and then Then, a CoNiFe layer 33 having a thickness of 0.15 to 0.30 μm, for example, 0.25 μm is formed on the entire surface by using a selective electrolytic plating method.
Next, a gap layer 34 made of a nonmagnetic material, for example, Ru and having a thickness of 30 to 100 nm, for example, 60 nm, is provided on the entire surface by sputtering.

次いで、選択電解メッキ法を用いてヘッド媒体対向面側に厚さが０．３〜０．５μｍ、例えば、０．５μｍのＣｏＮｉＦｅ層を堆積させたのち、レジストパターン（図示を省略）をマスクとして傾斜方向からＡｒイオンを用いたイオンミリングを施すことによってＣｏＮｉＦｅ層乃至Ａｌ₂Ｏ₃埋込層３２の先端部を選択的に除去して主磁極３５及び突出部３６を形成する。 Next, a CoNiFe layer having a thickness of 0.3 to 0.5 μm, for example, 0.5 μm, is deposited on the head medium facing surface side using a selective electrolytic plating method, and then a resist pattern (not shown) is used as a mask. By performing ion milling using Ar ions from the inclined direction, the tip portions of the CoNiFe layer or the Al ₂ O ₃ buried layer 32 are selectively removed to form the main magnetic pole 35 and the protruding portion 36.

次いで、再び、スパッタリング法を用いて全面にＡｌ₂Ｏ₃膜を堆積させたのち、ＣＭＰを用いて平坦化することによって、Ａｌ₂Ｏ₃埋込層３７を形成したのち、再び、選択電解メッキ法を用いてＡｌ₂Ｏ₃埋込層３７上にＣｕを選択的に成膜して平面スパイラル状のライトコイル３８を形成する。 Next, an Al ₂ O ₃ film is again deposited on the entire surface by sputtering, and then planarized by CMP to form an Al ₂ O ₃ buried layer 37, and then again by selective electrolytic plating. By using this method, Cu is selectively deposited on the Al ₂ O ₃ buried layer 37 to form a planar spiral write coil 38.

次いで、ライトコイル３８を覆うようにフォトレジストを設け、このフォトレジストを被覆絶縁膜３９としたのち、再び、選択電解メッキ法を用いてＮｉＦｅ層を堆積させ、被覆絶縁膜３９上に堆積したＮｉＦｅ層をリターンヨーク４０とし、被覆絶縁膜３９のヘッド媒体対向面側の側面に堆積したＮｉＦｅ層をシールド層４１とする。
なお、ライトコイル３８は主磁極３５とリターンヨーク４０とを磁気的に接続するリターンヨーク４０と一体に形成された接続部４２を中心として巻回した構造となっている。最後に、ヘッド媒体対向面側を切断し、素子高さを調整するようにＡＢＳ面を研磨することによって、本発明の実施例２の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの基本構成が得られる。 Next, a photoresist is provided so as to cover the write coil 38, and this photoresist is used as the coating insulating film 39. Then, a NiFe layer is deposited again using the selective electrolytic plating method, and the NiFe deposited on the coating insulating film 39 is then deposited. The layer is the return yoke 40, and the NiFe layer deposited on the side surface of the covering insulating film 39 on the side facing the head medium is the shield layer 41.
The write coil 38 is wound around a connecting portion 42 formed integrally with the return yoke 40 that magnetically connects the main magnetic pole 35 and the return yoke 40. Finally, the basic structure of the composite thin film magnetic head for perpendicular recording according to Embodiment 2 of the present invention is obtained by cutting the head medium facing surface side and polishing the ABS surface so as to adjust the element height.

以上、本発明の実施の形態及び各実施例を説明してきたが、本発明は実施の形態及び各実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能であり、例えば、上記の実施例においては、ＴＭＲ膜を反強磁性層側から堆積させているが、フリー層側から堆積させても良いものであり、その場合には反強磁性層としてＩｒＭｎ等を用いることが望ましい。 The embodiment and each example of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the embodiment and each example, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the TMR film is deposited from the antiferromagnetic layer side, but may be deposited from the free layer side. In this case, IrMn or the like is used as the antiferromagnetic layer. It is desirable.

また、上記の実施例においては、磁気抵抗効果膜をＴＭＲ膜で構成しているが、ＴＭＲ膜に限られるものではなく、ＧＭＲ膜を用いても良いものであり、その場合には、ＴＭＲ膜におけるＭｇＯ等のトンネル絶縁膜をＣｕ等の非磁性中間層に置き換えれば良い。 In the above embodiment, the magnetoresistive film is composed of the TMR film. However, the magnetoresistive film is not limited to the TMR film, and a GMR film may be used. The tunnel insulating film such as MgO may be replaced with a nonmagnetic intermediate layer such as Cu.

ここで、再び図１を参照して、改めて本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図１参照
（付記１）下部電極層１上に磁気抵抗効果膜２を設けるとともに、前記磁気抵抗効果膜２の両側に磁区制御膜４を設け、前記磁気抵抗効果膜２及び前記磁区制御膜４を覆う上部電極層５を設けた再生磁気ヘッドであって、前記上部電極層５と前記磁気抵抗効果膜２との間に塩素系ガスによる反応性イオンエッチングに対するエッチング耐性を有する導電性の第一エッチングストッパ層６を有するとともに、前記上部電極層５と前記磁区制御膜４との間に塩素系ガスによる反応性イオンエッチングに対するエッチング耐性を有する第二エッチングストッパ層７を有することを特徴とする再生磁気ヘッド。
（付記２）下部電極層１を形成する工程と、前記下部電極層１の上に磁気抵抗効果膜２を形成する工程と、前記磁気抵抗効果膜２上にマスクに対してエッチング選択性を有する第一エッチングストッパ層６を形成する工程と、第一エッチングストッパ層６上にマスクを形成し、前記磁気抵抗効果膜２をパターニングする工程と、前記マスクを残したまま磁区制御膜４を積層する工程と、前記磁区制御膜４上の第二エッチングストッパ層７を形成する工程と、前記第二エッチングストッパ層７上にダミー層を形成する工程と、前記マスク上に形成された磁区制御膜４、第二エッチングストッパ層７、ダミー層、及び、前記マスクの頂部の一部を除去して前記マスクを露出させる平坦化工程と、イオンミリングにより前記ダミー層を除去する工程と、反応性イオンエッチング法により前記第一エッチングストッパ層６及び前記第二エッチングストッパ層７をストッパ層として選択的に前記マスクを除去する工程とを有することを特徴とする再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記３）前記第一エッチングストッパ層６は導電性を有し、且つ、前記マスクのエッチング工程において前記マスクに対して選択比２以上のエッチング耐性を有する材料からなることを特徴とする付記２記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記４）前記第一エッチングストッパ層６は、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌのいずれかの金属材料、又は、前記金属材料を含む合金からなることを特徴とする付記３記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記５）前記第二エッチングストッパ層７は、６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率が１．３以下の材料からなることを特徴とする付記２乃至４のいずれか１に記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記６）前記第二エッチングストッパ層７は、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌのいずれかの金属材料、前記金属材料を含む合金、前記金属材料を含む酸化物、或いは、前記金属材料を含む窒化物のいずれかからなることを特徴とする付記６記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記７）前記ダミー層は、６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率が２．２以上の材料からなることを特徴とする付記２乃至６のいずれか１に記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記８）前記ダミー層は、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｐｄのいずれかの金属材料、又は、前記金属材料を含む合金からなることを特徴とする付記７記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記９）前記第二エッチングストッパ層７は、前記マスクの反応性イオンエッチング工程において前記マスクに対して選択比２以上のエッチング耐性を有する材料からなることを特徴とする付記２乃至８のいずれか１に記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記１０）前記第二エッチングストッパ層７の６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率をα、前記ダミー層の６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率をβとするとき、α＜βであることを特徴とする付記２乃至９のいずれか１に記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記１１）前記ダミー層の６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率をβ、前記マスク層の６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率をγとするとき、γ＜βであることを特徴とする付記２乃至１０のいずれか１に記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記１２）前記第二エッチングストッパ層７と前記第一エッチングストッパ層６の上部が同一面であることを特徴とする付記２乃至１１のいずれか１に記載の再生磁気ヘッドの製造方法。
（付記１３）前記マスクは、Ｔａ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、或いは、ダイヤモンドライクカーボンのいずれかからなることを特徴とする付記２乃至１２のいずれか１に記載の再生磁気ヘッドの製造方法。 Here, the detailed features of the present invention will be described again with reference to FIG.
Again see Figure 1
(Additional remark 1) While providing the magnetoresistive effect film | membrane 2 on the lower electrode layer 1, and providing the magnetic domain control film 4 on both sides of the said magnetoresistive effect film | membrane 2, the upper part which covers the said magnetoresistive effect film | membrane 2 and the said magnetic domain control film | membrane 4 A reproducing magnetic head provided with an electrode layer 5, wherein a conductive first etching stopper layer having etching resistance against reactive ion etching with a chlorine-based gas between the upper electrode layer 5 and the magnetoresistive film 2. And a second etching stopper layer 7 having etching resistance against reactive ion etching with a chlorine-based gas between the upper electrode layer 5 and the magnetic domain control film 4.
(Additional remark 2) The process which forms the lower electrode layer 1, the process which forms the magnetoresistive effect film 2 on the said lower electrode layer 1, and an etching selectivity with respect to a mask on the said magnetoresistive effect film 2 A step of forming the first etching stopper layer 6; a step of forming a mask on the first etching stopper layer 6; and patterning the magnetoresistive film 2. The magnetic domain control film 4 is laminated while leaving the mask. A step of forming a second etching stopper layer 7 on the magnetic domain control film 4, a step of forming a dummy layer on the second etching stopper layer 7, and a magnetic domain control film 4 formed on the mask. A step of removing the second etching stopper layer 7, the dummy layer, and a part of the top of the mask to expose the mask, and a step of removing the dummy layer by ion milling And a step of selectively removing the mask by using the first etching stopper layer 6 and the second etching stopper layer 7 as a stopper layer by a reactive ion etching method. .
(Supplementary Note 3) The supplementary note 2 is characterized in that the first etching stopper layer 6 is made of a material having conductivity and having an etching resistance of 2 or more with respect to the mask in the etching process of the mask. A method of manufacturing the reproducing magnetic head described above.
(Additional remark 4) Said 1st etching stopper layer 6 consists of a metal material of Zr, Hf, Ru, Cr, Al, or an alloy containing the said metal material, The reproduction | regeneration magnetism of Additional remark 3 characterized by the above-mentioned Manufacturing method of the head.
(Additional remark 5) Said 2nd etching stopper layer 7 consists of material whose sputtering rate by Ar ion of the incident energy of 600 eV is 1.3 or less, The reproduction | regeneration magnetism any one of Additional remark 2 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. Manufacturing method of the head.
(Appendix 6) The second etching stopper layer 7 is made of any one of Zr, Hf, Ru, Cr, and Al, an alloy containing the metal material, an oxide containing the metal material, or the metal material. The method of manufacturing a reproducing magnetic head according to appendix 6, wherein the reproducing magnetic head is made of any one of nitrides including the nitride.
(Supplementary note 7) The method for manufacturing a reproducing magnetic head according to any one of Supplementary notes 2 to 6, wherein the dummy layer is made of a material having a sputtering rate of Ar ions having an incident energy of 600 eV of 2.2 or more. .
(Supplementary note 8) The method for manufacturing a reproducing magnetic head according to supplementary note 7, wherein the dummy layer is made of a metal material of any one of Au, Ag, Cu, Pb, and Pd, or an alloy containing the metal material. .
(Supplementary note 9) Any one of Supplementary notes 2 to 8, wherein the second etching stopper layer 7 is made of a material having an etching resistance of 2 or more with respect to the mask in the reactive ion etching step of the mask. 2. A method of manufacturing a reproducing magnetic head according to claim 1.
(Supplementary Note 10) α <β, where α is the sputtering rate due to Ar ions of 600 eV incident energy of the second etching stopper layer 7 and β is the sputtering rate due to Ar ions having 600 eV incident energy of the dummy layer. 10. A method of manufacturing a reproducing magnetic head according to any one of appendices 2 to 9, wherein:
(Additional remark 11) When the sputtering rate by Ar ion of incident energy of 600 eV of the dummy layer is β, and the sputtering rate by Ar ion of incident energy of 600 eV of the mask layer is γ, γ <β. The method of manufacturing a reproducing magnetic head according to any one of appendices 2 to 10.
(Additional remark 12) The manufacturing method of the reproduction | regeneration magnetic head of any one of Additional remark 2 thru | or 11 characterized by the upper part of said 2nd etching stopper layer 7 and said 1st etching stopper layer 6 being the same surface.
(Additional remark 13) The said mask consists of Ta, SiC, SiN, or diamond-like carbon, The manufacturing method of the reproduction | regeneration magnetic head of any one of Additional remark 2 thru | or 12 characterized by the above-mentioned.

本発明の活用例としては、磁気ディスクヘッドを構成する再生磁気ヘッドが典型的なものであるが、磁気ディスクヘッド用に限られるものではなく、磁気ディスクヘッド用以外の用途の磁気センサにも適用されるものである。 As a practical example of the present invention, a reproducing magnetic head constituting a magnetic disk head is typical. However, the present invention is not limited to a magnetic disk head, and is also applied to a magnetic sensor for uses other than the magnetic disk head. It is what is done.

本発明の原理的構成の説明図である。It is explanatory drawing of the fundamental structure of this invention. 各種物質のスパッタ率の説明図である。It is explanatory drawing of the sputtering rate of various substances. 本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの途中までの製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process to the middle of the reproduction | regeneration magnetic head of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの図３以降の途中までの製造工程の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the manufacturing process up to the middle of FIG. 3 and subsequent drawings of the reproducing magnetic head of Example 1 of the invention. 本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの図４以降の製造工程の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the manufacturing process after FIG. 4 of the reproducing magnetic head of Example 1 of the invention. 本発明の実施例２の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図である。FIG. 6 is a configuration explanatory diagram of a composite thin film magnetic head for perpendicular recording according to Example 2 of the present invention. 従来の磁気抵抗センサの途中までの製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process to the middle of the conventional magnetoresistive sensor. 従来の磁気抵抗センサの図７以降の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process after FIG. 7 of the conventional magnetoresistive sensor. 従来の他の磁気抵抗センサの途中までの製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process to the middle of the other conventional magnetoresistive sensor. 従来の他の磁気抵抗センサの図９以降の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process after FIG. 9 of the other conventional magnetoresistive sensor.

符号の説明Explanation of symbols

１下部電極層
２磁気抵抗効果膜
３絶縁膜
４磁区制御膜
５上部電極層
６第一エッチングストッパ層
７第二エッチングストッパ層
１１下部磁気シールド層
１２ＴＭＲ膜
１３Ｔａ下地層
１４ＰｄＰｔＭｎ反強磁性層
１５ＣｏＦｅＢピンド層
１６トンネル絶縁膜
１７ＣｏＦｅＢフリー層
１８ＮｉＦｅフリー層
１９Ｔａキャップ層
２０第一エッチングストッパ層
２１マスク層
２２レジストパターン
２３ハードマスク
２４Ａｌ₂Ｏ₃膜
２５磁区制御膜
２６第二エッチングストッパ層
２７ダミー層
２８Ａｌ₂Ｏ₃膜
２９上部磁気シールド層
３０Ａｌ₂Ｏ₃膜
３１主磁極補助層
３２Ａｌ₂Ｏ₃埋込層
３３ＣｏＮｉＦｅ層
３４ギャップ層
３５主磁極
３６突出部
３７Ａｌ₂Ｏ₃埋込層
３８ライトコイル
３９被覆絶縁膜
４０リターンヨーク
４１シールド層
４２接続部
６１下部磁気シールド層
６２ＴＭＲ膜
６３Ｔａ膜
６４レジストパターン
６５ハードマスク
６６絶縁膜
６７磁区制御膜
６８段差
６９ＣＭＰストッパ膜
７０突起 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower electrode layer 2 Magnetoresistance effect film 3 Insulating film 4 Magnetic domain control film 5 Upper electrode layer 6 First etching stopper layer 7 Second etching stopper layer 11 Lower magnetic shield layer 12 TMR film 13 Ta underlayer 14 PdPtMn antiferromagnetic layer 15 CoFeB pinned layer 16 Tunnel insulating film 17 CoFeB free layer 18 NiFe free layer 19 Ta cap layer 20 First etching stopper layer 21 Mask layer 22 Resist pattern 23 Hard mask 24 Al ₂ O ₃ film 25 Magnetic domain control film 26 Second etching stopper Layer 27 Dummy layer 28 Al ₂ O ₃ film 29 Upper magnetic shield layer 30 Al ₂ O ₃ film 31 Main magnetic pole auxiliary layer 32 Al ₂ O ₃ buried layer 33 CoNiFe layer 34 Gap layer 35 Main magnetic pole 36 Projection 37 Al ₂ O ₃ buried layer 38 write coil 39 covering insulating film 40 return yoke 4 Shielding layer 42 connecting part 61 lower magnetic shield layer 62 TMR film 63 Ta film 64 resist pattern 65 hard mask 66 insulating film 67 domain control film 68 step 69 CMP stopper film 70 projecting

Claims

下部電極層上に磁気抵抗効果膜を設けるとともに、前記磁気抵抗効果膜の両側に磁区制御膜を設け、前記磁気抵抗効果膜及び前記磁区制御膜を覆う上部電極を設けた再生磁気ヘッドであって、前記上部電極と前記磁気抵抗効果膜との間にフッ素系ガスによる反応性イオンエッチングに対するエッチング耐性を有する導電性の第一のエッチングストッパ層を有するとともに、前記上部電極と前記磁区制御膜との間にフッ素系ガスによる反応性イオンエッチングに対するエッチング耐性を有する第二のエッチングストッパ層を有することを特徴とする再生磁気ヘッド。 A reproducing magnetic head in which a magnetoresistive film is provided on a lower electrode layer, a magnetic domain control film is provided on both sides of the magnetoresistive film, and an upper electrode is provided to cover the magnetoresistive film and the magnetic domain control film. And a conductive first etching stopper layer having etching resistance against reactive ion etching with a fluorine-based gas between the upper electrode and the magnetoresistive film, and the upper electrode and the magnetic domain control film. A reproducing magnetic head comprising a second etching stopper layer having etching resistance to reactive ion etching with a fluorine-based gas in between.

下部電極層を形成する工程と、前記下部電極層の上に磁気抵抗効果膜を形成する工程と、前記磁気抵抗効果膜上にマスクに対してエッチング選択性を有する第一エッチングストッパ層を形成する工程と、第一エッチングストッパ層上にマスクを形成し、前記磁気抵抗効果膜をパターニングする工程と、前記マスクを残したまま磁区制御膜を積層する工程と、前記磁区制御膜上の第二エッチングストッパ層を形成する工程と、前記第二エッチングストッパ層上にダミー層を形成する工程と、前記マスク上に形成された磁区制御膜、第二エッチングストッパ層、ダミー層、及び、前記マスクの頂部の一部を除去して前記マスクを露出させる平坦化工程と、イオンミリングにより前記ダミー層を除去する工程と、反応性イオンエッチング法により前記第一エッチングストッパ層及び前記第二エッチングストッパ層をストッパ層として選択的に前記マスクを除去する工程とを有することを特徴とする再生磁気ヘッドの製造方法。 Forming a lower electrode layer; forming a magnetoresistive film on the lower electrode layer; and forming a first etching stopper layer having etching selectivity with respect to a mask on the magnetoresistive film. Forming a mask on the first etching stopper layer and patterning the magnetoresistive film; laminating the magnetic domain control film while leaving the mask; and second etching on the magnetic domain control film A step of forming a stopper layer; a step of forming a dummy layer on the second etching stopper layer; a magnetic domain control film formed on the mask; a second etching stopper layer; a dummy layer; and a top portion of the mask A planarization step of removing a part of the mask to expose the mask, a step of removing the dummy layer by ion milling, and a reactive ion etching method. Method of manufacturing a reproducing magnetic head is characterized in that a step of selectively removing the mask of the first etching stopper layer and the second etching stopper layer as a stopper layer.

前記第一エッチングストッパ層は、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌのいずれかの金属材料、又は、前記金属材料を含む合金からなることを特徴とする請求項２記載の再生磁気ヘッドの製造方法。 3. A method of manufacturing a reproducing magnetic head according to claim 2, wherein the first etching stopper layer is made of a metal material of Zr, Hf, Ru, Cr, or Al, or an alloy containing the metal material. .

前記第二エッチングストッパ層は、６００ｅＶの入射エネルギーのＡｒイオンによるスパッタ率が１．３以下の材料からなることを特徴とする請求項２または３に記載の再生磁気ヘッドの製造方法。 4. The method of manufacturing a reproducing magnetic head according to claim 2, wherein the second etching stopper layer is made of a material having a sputtering rate by Ar ions with an incident energy of 600 eV of 1.3 or less.

前記第二エッチングストッパ層は、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ａｌのいずれかの金属材料、前記金属材料を含む合金、前記金属材料を含む酸化物、或いは、前記金属材料を含む窒化物のいずれかからなることを特徴とする請求項４記載の再生磁気ヘッドの製造方法。 The second etching stopper layer may be any one of Zr, Hf, Ru, Cr, and Al, an alloy containing the metal material, an oxide containing the metal material, or a nitride containing the metal material. The method of manufacturing a reproducing magnetic head according to claim 4, comprising: