JP2013246851A - 磁気記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スピントルク発振子の発振特性を劣化させることなく、磁気記録ヘッドを製造する方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、主磁極を形成する工程、主磁極上に、スピントルク発振子を形成するための隙間を有する絶縁層を設ける工程、該隙間にスピントルク発振子を形成する工程、及びスピントルク発振子上に補助磁極を形成する工程を具備することを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法が提供される。
【選択図】図１Ｑ

Description

本発明の実施形態は、磁気記録ヘッドの製造方法に関する。

面内磁気記録よりも原理的に高密度記録に有利である垂直磁気記録により、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の記録密度は年率約４０％の伸びを示している。高い記録密度の実現は、垂直磁気記録方式を用いても、再び熱揺らぎの問題が顕在化するために容易ではないと考えられる。

この問題を解消し得る記録方式として「高周波磁界アシスト記録方式」が提案されている。高周波磁界アシスト記録方式では、記録信号周波数よりも十分に高い、磁気記録媒体の共鳴周波数付近の高周波磁界を、媒体に局所的に印加する。この結果、媒体が共鳴し、高周波磁界が印加された部分の媒体の保磁力（Ｈｃ）がもとの保磁力の半分以下となる。この効果を利用して、記録磁界に高周波磁界を重畳することにより、より高保磁力（Ｈｃ）かつ高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の媒体への磁気記録が可能となる。しかし、コイルにより高周波磁界を発生させると、媒体に高周波磁界を効率的に印加することが困難であった。

そこで高周波磁界の発生手段として、スピントルク発振子（ＳＴＯ）を利用する手法が提案されている。これらにより開示された技術においては、スピントルク発振子は、スピン注入層と、中間層と、磁性体層（発振層）と、電極とからなる。電極を通じてスピントルク発振子に直流電流を通電すると、スピン注入層によって生じたスピントルクにより、磁性体層の磁化が強磁性共鳴を生じる。その結果、スピントルク発振子から高周波磁界が発生する。

スピントルク発振子を用いた磁気記録ヘッドを形成するとき、例えば、フォトリソグラフィー等でスピントルク発振子の上にマスクを形成し、イオンミリングを行うことでスピントルク発振子と主磁極を一括で物理的に削り込み、パターンを形成することができる。しかしながら、この方法では、スピントルク発振子、または主磁極に含まれる磁性材料がスピントルク発振子の側壁に再付着し、スピントルク発振子の発振特性を劣化させるという問題があった。

特開２０１１−９０７６７号公報

本発明の実施形態は、スピントルク発振子の発振特性を劣化させることなく、磁気記録ヘッドを製造する方法を提供することを目的とする。

実施形態によれば、主磁極を形成する工程、
主磁極上に、スピントルク発振子を形成するための隙間を有する絶縁層を設ける工程、
該隙間にスピントルク発振子を形成する工程、及び
スピントルク発振子上に補助磁極を形成する工程を具備することを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法が提供される。

第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第１の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 ＳＴＯ層の一実施形態の構成を表す断面図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第２の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。 第３の実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造工程を表す図である。

実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造方法は、主磁極を形成する工程、主磁極上に、スピントルク発振子を形成するための隙間を有する絶縁層を設ける工程、隙間にスピントルク発振子を形成する工程、及びスピントルク発振子上に補助磁極を形成する工程を含む。

また、実施形態にかかる磁気記録ヘッドの製造方法は、主磁極を形成する工程、
主磁極上にマスク層を形成する工程、
マスク層を介して主磁極をパターニングする工程、
主磁極、及びマスク層上に絶縁層を設ける工程、
絶縁層を部分的に除去することにより該マスク層を露出させる工程、及び
マスク層を除去することにより絶縁層にスピントルク発振子を形成するための隙間を設ける工程、隙間にスピントルク発振子を形成する工程、及びスピントルク発振子上に補助磁極を形成する工程を含むことができる。

実施形態によれば、スピントルク発振子は絶縁層の隙間に形成されるので、その側壁がイオンビームエッチング等のドライエッチングにさらされることがなく、スピントルク発振子の発振を抑制させる、主磁極材料の再付着物が無い。このため、実施形態にかかる磁気記録ヘッドでは、発振に必要な臨界電流密度Ｊｃが抑えられる。よって、スピントルク発振子の高周波磁界を最大限に活用でき、記録ゲインが取れる。このように、実施形態によれば、スピントルク発振子の発振特性を劣化させることなく、磁気記録ヘッドを製造することができる。

上記方法において、マスク層として、レジスト層及びハードマスク層のうち１つを使用することができる。

また、上記方法において、隙間にスピントルク発振子を形成する工程は、
隙間を有する絶縁層上に、イオンビームスパッタ法によりスピントルク発振子を形成する工程、隙間以外の領域に形成されたスピントルク発振子を削ることにより除去する工程を含むことができる。

第１の実施形態によれば、主磁極を形成する工程は、非磁性層に形成された溝に主磁極を形成することを含むことができる。

また、第２の実施形態によれば、絶縁層を部分的に除去することによりマスク層を露出させる工程の前に、絶縁層上に磁気シールド層を形成し、及び磁気シールド層を部分的に除去することを含むことができる。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施例１
図１Ａないし図１Ｑに実施例１に係る磁気記録ヘッドの製造工程を表す図を示す。

まず、アルティック（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）製の基板に公知の作製方法でＭＲセンサーを用いたリーダーを形成する。リーダー部形成後、Ａｌ_２Ｏ_３等でライターとの間隔を調整するため、図１Ａに示すように、Ａｌ_２Ｏ_３の基体１として表記する。基体１にストッパー層２とＡｌ_２Ｏ_３層３を設ける。ストッパー層２は、Ａｌ_２Ｏ_３層のトレンチを形成する際に、反応性ガスを用いてのＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）の深さ方向を制御するためのものであり、厚さは１０〜５０ｎｍの範囲が好ましい。材料は、使用する反応性ガスにもよるが、エッチングするＡｌ_２Ｏ_３層３よりもエッチングレートが遅い材料が好ましい。例えばＲｕである。Ａｌ_２Ｏ_３層３は物理気相成長法（ＰＶＤ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や、化学気相成長法（ＣＶＤ： Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で形成する。Ａｌ_２Ｏ_３層３の膜厚は、後に埋め込む主磁極の厚さを考慮して規定する必要がある。

次に、図１Ｂに示すように、Ａｌ_２Ｏ_３層３を成膜後、Ａｌ_２Ｏ_３層３のパターニングするための、メタルマスク４を成膜する。メタルマスク４は、エッチングの際にＡｌ_２Ｏ_３層３との選択比が充分に取れる材料が好ましい。例えば、Ｒｕである。

続いて、図１Ｃに示すように、メタルマスク４を成膜後、メタルマスク４をパターニングするためのレジストパターン５を形成する。レジストパターニングには、フォトリソグラフィー、電子線描画等を用いる。一般的には、フォトレジストを用いるが、ＣやＳｉ、Ａｌおよびその酸化物、窒化物等のハードマスクを用いることもできる。

さらに、図１Ｄに示すように、レジストパターン５を形成後、メタルマスク４にパターンを転写させるため、メタルマスクエッチングを行う。例えば、イオンビームエッチング（ＩＢＥ：Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によって、メタルマスクを物理的に削り加工する。ＩＢＥは、加速させたイオンを入射して、ターゲットを削り取っていく方法であるが、入射する角度は、設計者が適宜調整することが出来る。

続いて、図１Ｅに示すように、メタルマスクエッチング後、レジストパターン５を剥離する。剥離には、例えばＮＭＰ（Ｎメチル２ピロリドン）等の剥離液を用いるウェット剥離や、反応性ガスを用いたＲＩＥ等のドライ剥離を用いる。

その後、図１Ｆに示すように、レジストを剥離後、パターニングしたメタルマスクをマスクにして、Ａｌ_２Ｏ_３層３をエッチングし、トレンチ２１を形成する。例えば、反応性ガスを用いたRIEでＡｌ_２Ｏ_３層３のエッチングを行う。Ａｌ_２Ｏ_３層３の下に設けたストッパー層２によって、エッチングのエンドポイントを明確にすることが可能となり、安定したロバストなプロセスが可能となる。

続いて、図１Ｇに示すように、Ａｌ_２Ｏ_３層３にトレンチ２１を形成後、主磁極をメッキさせるための、シード層６を成膜する。シード層６は、導電性に優れた非磁性金属が望ましい。例えば、Ｒｕである。

さらに、図１Ｈに示すように、シード層６を形成後、主磁極７をメッキ法で形成する。実施例では、メッキによる主磁極７の形成を示しているが、スパッタリング等のドライプロセスを用いてもよい。主磁極７には、高い飽和磁束密度（Ｂｓ）が求められるため、Ｆｅおよび、Ｃｏ、およびＮｉの合金を用いることが望ましい。

続いて、図１Ｉに示すように、主磁極７を形成後、主磁極７表面を平坦にする目的で、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）で表面を削り、平らにする。この際、シード層６に用いたＲｕが、ＣＭＰストッパーの役割を果たし、安定したロバストなプロセスを実現できる。

さらにまた、図１Ｊに示すように、主磁極７を削り込むためのパターニングを行う目的で主磁極７上にマスク８を形成する。パターニングには、フォトリソグラフィー、電子線描画等を用いる。マスク８には例えばフォトレジストが用いられるが、ＣやＳｉ、Ａｌおよびその酸化物、窒化物等のハードマスクを用いることもできる。幅は、スピントルク発振子（ＳＴＯ： Ｓｐｉｎ Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の幅に合わせるため、３０〜７０ｎｍ程度が好ましい。

続いて、図１Ｋに示すように、フォトリソグラフィー、電子線描画等で形成したパターンをマスク８として使用し、ＩＢＥを用いて主磁極７をエッチングする。削り込む深さは、５０〜１００ｎｍが好ましい。

さらに、図１Ｌに示すように、主磁極７をエッチング後、絶縁層９を形成する。絶縁層９の厚さは、主磁極７をエッチングした深さと、後に形成するＳＴＯの厚さを考慮して、決める必要がある。絶縁層９は、ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３の酸化物や、Ｓｉ_３Ｎ_４，ＡｌＮ等の窒化物が好ましい。

続いて、図１Ｍに示すように、絶縁層９を形成後、主磁極７を削るためにマスク８として用いたレジストの表面を出す。たとえば、ＣＭＰを用いて平坦化処理を行うことで、レジスト表面を出すことができるが、ＩＢＥを使用してもよい。

続いて、図１Ｎに示すように、ＣＭＰの平坦化処理によって、マスク８として用いたレジストの表面が露出した後、レジストを剥離することで、ＳＴＯを形成するための隙間１４を形成することが出来る。これにより、ＳＴＯを自己整合的に作製できる状態を実現できる。剥離には、レジストを溶解させる溶液でのウェット剥離、反応性ガスを用いたＲＩＥ等のドライ剥離を用いることが出来る。

その後、図１Ｏに示すように、レジスト剥離後、主磁極７上にＳＴＯ１０を作製する。隙間１４に埋め込むことを考慮し、ＳＴＯ１０の成膜には、できるだけ原子の直進性に優れる蒸着法、ＩＢＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、隙間１４側壁への付着を抑制する。

図２に、ＳＴＯ層の一実施形態の構成を表す断面図を示す。

図示するように、ＳＴＯ層１０は例えば、発振層３４とスピン注入層３６と、発振層３４とスピン注入層３６との間に設けられた中間層３５と、最下層に設けられた下地層３３と、最上層に設けられたキャップ層３７とからなる。発振層３４として、例えば、膜面内方向に磁気異方性を有するＦｅＣｏＡｌ合金を用いる事ができる。さらに、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂの少なくともいずれか１つ以上を添加した材料を用いても良い。これにより、例えば、発振層３４とスピン注入層３６とのＢｓ、Ｈｋ（異方性磁界）、及び、スピントルク伝達効率を調整することができる。中間層３５は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇなどのスピン透過率の高い材料を用いることができる。中間層３５の層厚は、１原子層から３ｎｍとすることが望ましい。これにより発振層３４とスピン注入層３６の交換結合を最適な値に調節することが可能となる。スピン注入層３６は、例えば、膜面直方向に磁化配向したＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ等のＣｏＣｒ系磁性、ＴｂＦｅＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系アモルファス合金磁性層、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄ等のＣｏ人工格子磁性層、ＣｏＰｔ系やＦｅＰｔ系の合金磁性層、ＳｍＣｏ系合金磁性層など、垂直配向性に優れた材料、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ等の、比較的、飽和磁束密度の大きく膜面内方向に磁気異方性を有する軟磁性層や、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＡｌ等のグループから選択されるホイスラー合金、膜面内方向に磁化が配向したＣｏＣｒ系の磁性合金膜も適宜用いることができる。さらに、複数の上記材料を積層したものを用いてもよい。下地層３３およびキャップ層３７は、例えば、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｔａなどの電気抵抗が低い非磁性金属材料を用いることができる。

さらに、図１Ｐに示すように、ＳＴＯ１０を成膜後、絶縁層９上に成膜されたＳＴＯ１０を除去する目的で、ＣＭＰの平坦化処理を行う。また、除去にはＩＢＥを用いてもよい。

図１Ｑに示すように、ＣＭＰによって、絶縁層状の余分なＳＴＯを除去した後、シード層１１を形成し、例えば、シード層１１を介して、メッキ法でライトシールド１２を作製する。メッキに用いるシード層１１は、導電性に優れた非磁性金属材料が好ましく、例えばＲｕを使用することが出来る。ライトシールドは、磁束を吸収し易い軟磁性材料が求められるため、Ｎｉ， 及びＦｅ及びＣｏが含まれる合金が望ましい。

実施例１に係る磁気記録ヘッドの製造工程によれば、例えば図１Ｏに示すように、ＳＴＯは、主磁極７上に設けられた隙間１４内に埋め込まれて所定のパターンに形成されるので、ＳＴＯの側壁はイオンビームエッチング等のドライエッチングにさらされることがない。上記方法で作成した高周波アシスト記録ヘッドでは、ＳＴＯの発振を抑制させる、主磁極材料の再付着物が無いため、発振に必要な臨界電流密度Ｊｃが抑えられる。よって、ＳＴＯの高周波磁界を最大限に活用でき、記録ゲインが取れる。

。

実施例２
図３Ａないし図３Ｑに実施例２に係る磁気記録ヘッドの製造工程を表す図を示す。

図３Ａないし図３Ｋに示すように、上記実施例１の図１Ａないし図１Ｋに示す工程と同様にして、基体１上に、ストッパー層２、ストッパー層２に形成され、トレンチが設けられたＡｌ_２Ｏ_３層３、トレンチ表面に形成されたシード層６、シード層６を介してトレンチ内に形成され、その上部が所定の深さまで削り込まれた主磁極７、及び主磁極７上に主磁極７を削り混むために設けられたマスク８を有する構成を得る。

図３Ｋに示すようにメタルマスク４、シード層６、及び主磁極７をエッチングにより削り込んだ後、図３Ｌに示すように、エッチングされた部分を充填させる剥離層を形成する。剥離層厚は、後に形成するＳＴＯの厚さを考慮して成膜することが好ましい。剥離層には、薄い過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）水溶液（酸溶液）に溶解するＭｏ，Ｗやそれらの化合物、また、薄い水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液（アルカリ溶液）に溶解するＡｌやＡｌ化合物を用いることが出来る。また、後に行うレジスト剥離を考慮して、レジストだけが剥離されるよう材料選択が重要となる。

次に、図３Ｍに示すように、図１Ｍと同様の工程で、例えばＣＭＰを用いて平坦化処理を行う。

続いて、図３Ｎに示すように、マスク８を剥離することで、ＳＴＯを形成するための隙間１４を形成することが出来る。これにより、ＳＴＯを自己整合的に作製できる状態を実現できる。剥離には、レジストを溶解させる溶液でのウェット剥離、反応性ガスを用いたＲＩＥ等のドライ剥離を用いることが出来る。

その後、図３Ｏに示すように、図１Ｏに示す工程と同様にして、レジスト剥離後、主磁極７上にＳＴＯ１０を作製する。

続いて、図３Ｐに示すように、ＳＴＯ１０を成膜後、剥離層１３を上記の水溶液に浸すウェットプロセスで剥離する。剥離層１３が剥離されることで剥離層１３上部の余分なＳＴＯ膜も除去することが可能となる。また、剥離層３のうち隙間１４側壁に付き回ったＳＴＯ膜も同時に除去することが可能となる。

続いて、図３Ｑに示すように、Ａｌ_２Ｏ_３層３、主磁極７、及びＳＴＯ１０上に、絶縁層９を形成する。

その後、図３Ｒに示すように、ＳＴＯ１０の表面が露出するまで、絶縁層９を平坦化する。たとえば、ＣＭＰを用いて平坦化処理を行うことで、ＳＴＯ１０の表面を出すことができるが、ＩＢＥを使用してもよい。

さらに、図３Ｓに示すように、図１Ｑに示す工程と同様にして、シード層１１を形成し、例えば、シード層１１を介して、メッキ法でライトシールド１２を作製する。

実施例２に係る磁気記録ヘッドの製造工程によれば、例えば図３Ｏに示すように、ＳＴＯは、主磁極７上に設けられた隙間１４内に埋め込まれて所定のパターンに形成されるので、ＳＴＯの側壁はドライエッチングにさらされることがない。このため、ＳＴＯの側壁に主磁極を加工した際の再付着物が付着することはなく、発振に必要な臨界電流密度Ｊｃが抑えられる。よって、ＳＴＯの高周波磁界を最大限に活用でき、記録ゲインが取れる。

実施例３
図４Ａないし図４Ｒに実施例３に係る磁気記録ヘッドの製造工程を表す図を示す。

まず、図４Ａに示すように、図１Ａと同様の基体１上に、Ａｌ_２Ｏ_３層３を設ける。

次に、図４Ｂに示すように、Ａｌ_２Ｏ_３層３上にシード層６を設ける。シード層６は、導電性に優れた非磁性金属が望ましい。例えば、Ｒｕである。

続いて、図４Ｃに示すように、シード層６を形成後、主磁極７をメッキ法で形成する。実施例では、メッキによる主磁極７の形成を示しているが、スパッタリング等のドライプロセスを用いてもよい。主磁極７には、高い飽和磁束密度（Ｂｓ）が求められるため、Ｆｅおよび、Ｃｏ、およびＮｉの合金を用いることが望ましい。

続いて、図４Ｄに示すように、主磁極７を形成後、主磁極７表面を平坦にする目的で、ＣＭＰで表面を削り、平らにする。

その後、図４Ｅに示すように、主磁極７をパターニングするためのマスクとして、ハードマスクを成膜する。ハードマスクとしては、CやSi、Alおよびその酸化物、窒化物等が好ましい。本実施例ではCとSiのハードマスク４１，４２を使用することによって、後にハードマスク４１，４２上にパターニングするフォトレジストのパターンを高いアスペクトで転写することが可能となり、エッチング耐性に優れたハードマスクパターンを形成することが可能となる。ハードマスクは、一般的にフォトリソグラフィで使用するフォトレジストよりも、RIEやIBEでの耐性に優れ、深堀のエッチングや、加工マージンを確保出来る利点がある。

続いて、図４Ｆに示すように、ハードマスク４２上に主磁極７を削り込むためのパターニングを行う目的で主磁極７上にマスク８を形成する。パターニングには、フォトリソグラフィー、電子線描画等を用いる。マスク８には例えばフォトレジストが用いられる。

次に、図４Ｇ、図４Ｈに示すように、フォトレジストで形成したパターンをハードマスク４２，４２に転写する。ハードマスク転写には、反応性ガスを用いたＲＩＥを用いる。本実施例で示すようなハードマスクを２層構成にすることと反応性ガスを材料によって適宜選択することで、フォトリソグラフィーをマスクとして上部のハードマスク４２（Ｓｉ）をエッチングし、上部ハードマスク４２（Ｓｉ）をマスクとして下部のハードマスク４１（Ｃ）をエッチングすることで高いアスペクト比のハードマスク４１，４２を形成することが出来る。

続いて、図４Ｉに示すように、ハードマスク４１を介して、ＩＢＥを用いて主磁極７をエッチングする。

さらに、図４Ｊに示すように、この後に形成するサイドシールドとの電気的絶縁をとるため、絶縁層としてサイドギャップ層４９を形成する。サイドギャップ層４９の形成には、主磁極７を加工した凸部に均等に堆積させる目的から、側壁への付き周りに優れる、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いるのが好ましい。サイドギャップ層４９には、Ａｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２のＡｌ，Ｓｉの酸化物や、ＡｌＮ，ＳｉＮ等のＡｌ，Ｓｉの窒化物を用いることができる。

続いて、図４Ｋに示すように、サイドギャップ層４９上にシード層４３を形成する。シード層４３としては、導電性に優れた非磁性金属が望ましい。例えば、Ｒｕである。

さらに、図４Ｌに示すように、シード層４３を形成後、メッキ法でサイドシールド層４４を形成する。サイドシールド層４４は、主磁極７横を覆うように形成する目的から、厚さは主磁極７厚に対し、適宜調整する。サイドシールド層４４として、磁束を吸収しやすい軟磁性材料を用いるのが好ましく、Ｎｉ，ＦｅおよびＣｏの合金を用いる。

その後、図４Ｍに示すように、ハードマスク４１の表面が露出するまで、サイドシールド層４４を平坦化する。たとえば、ＣＭＰを用いて平坦化処理を行うことで、ハードマスク４１の表面を出すことができる。あるいは、ＩＢＥを使用してもよい。

続いて、図４Ｎに示すように、ハードマスク４１を剥離する。剥離には、反応性ガスを用いたドライ剥離を用いるのが好ましい。

さらに、図４Ｏに示すように、主磁極７上にＳＴＯ１０を作製する。ＳＴＯ１０をハードマスク４１を剥離することにより形成された隙間１４に埋め込むことを考慮し、ＳＴＯ１０の成膜には、できるだけ原子の直進性に優れる蒸着法、ＩＢＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、隙間１４側壁への付着を抑制する。

続いて、図４Ｐに示すように、ＳＴＯ１０を成膜後、サイドシールド層４４上に成膜されたＳＴＯ１０を除去する目的で、ＣＭＰの平坦化処理を行う。また、除去にはＩＢＥを用いてもよい。

その後、図４Ｑに示すように、ＳＴＯ１０及びサイドシールド層４４上にシード層１１を形成する。

最後に、シード層１１を介して、メッキ法でライトシールド１２を作製する。メッキに用いるシード層１１は、導電性に優れた非磁性金属材料が好ましく、例えばＲｕを使用することが出来る。ライトシールドは、磁束を吸収し易い軟磁性材料が求められるため、Ｎｉ， 及びＦｅ及びＣｏが含まれる合金が望ましい。

実施例３に係る磁気記録ヘッドの製造工程によれば、例えば図４Ｏに示すように、ＳＴＯは、主磁極７上に設けられた隙間１４内に埋め込まれて所定のパターンに形成されるので、ＳＴＯの側壁はイオンビームエッチング等のドライエッチングにさらされることがない。これにより、ＳＴＯの発振を抑制させる主磁極材料の再付着物が無いため、発振に必要な臨界電流密度Ｊｃが抑えられる。よって、ＳＴＯの高周波磁界を最大限に活用でき、記録ゲインが取れる。また、サイドシールドを具備しているので、フリンジ特性が改善される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

７…主磁極、９…絶縁層、１０…スピントルク発振子、１２…補助磁極、１４…隙間、

Claims (6)

1. 主磁極を形成する工程、
   主磁極上に、スピントルク発振子を形成するための隙間を有する絶縁層を設ける工程、
   該隙間にスピントルク発振子を形成する工程、及び
   スピントルク発振子上に補助磁極を形成する工程を具備することを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
2. 前記隙間を有する絶縁層を設ける工程は、
   前記主磁極上にマスク層を形成する工程、
   該マスク層を介して該主磁極をパターニングする工程、
   該主磁極、及び該マスク層上に絶縁層を設ける工程、
   該絶縁層を部分的に除去することにより該マスク層を露出させる工程、及び
   該マスク層を除去することにより該絶縁層にスピントルク発振子を形成するための隙間を設ける工程を具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記マスク層は、レジスト層及びハードマスク層のうち１つである請求項２に記載の方法。
4. 前記隙間にスピントルク発振子を形成する工程は、
   該隙間を有する絶縁層上に、イオンビームスパッタ法によりスピントルク発振子を形成する工程、及び
   該隙間以外の領域に形成されたスピントルク発振子を削ることにより除去する工程を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記主磁極を形成する工程は、非磁性層に形成された溝に主磁極を形成することを含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記絶縁層を部分的に除去することにより該マスク層を露出させる工程の前に
   前記絶縁層上に磁気シールド層を形成し、及び前記磁気シールド層を部分的に除去することを含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。

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