JP3005311B2 - 磁気パターンの製造方法 - Google Patents
磁気パターンの製造方法Info
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気パターンの製造方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、磁気記録・再生装置において
は、電磁石等からなる磁気ヘッドおよび微小磁石等から
なる磁性体が用いられる。磁気記録の場合、磁気ヘッド
は記録情報に対応して変化する磁界を発生し、磁界中を
移動する磁性体に残留磁気の位置的変化を生じさせて、
磁性体に情報を記録する。一方、磁気再生の場合、磁気
ヘッドは、磁性体の残留磁気の位置的変化を電圧変化と
して検出して、磁性体から記録情報を再生する。
は、電磁石等からなる磁気ヘッドおよび微小磁石等から
なる磁性体が用いられる。磁気記録の場合、磁気ヘッド
は記録情報に対応して変化する磁界を発生し、磁界中を
移動する磁性体に残留磁気の位置的変化を生じさせて、
磁性体に情報を記録する。一方、磁気再生の場合、磁気
ヘッドは、磁性体の残留磁気の位置的変化を電圧変化と
して検出して、磁性体から記録情報を再生する。
【０００３】上述の磁気記録・再生の原理は、磁気セン
サにも利用されている。すなわち、記録用磁気ヘッドに
より所定の磁気パターンを高い位置精度で製造し、検出
用磁気ヘッドにより磁気パターンを検出して位置情報を
得るようにしている。ここで、従来の磁気媒体の製造方
法の一例として、直線型の磁気パターンを製造する場合
の例を説明する。
サにも利用されている。すなわち、記録用磁気ヘッドに
より所定の磁気パターンを高い位置精度で製造し、検出
用磁気ヘッドにより磁気パターンを検出して位置情報を
得るようにしている。ここで、従来の磁気媒体の製造方
法の一例として、直線型の磁気パターンを製造する場合
の例を説明する。
【０００４】まず、図８に示される磁気パターン製造装
置１を準備する。磁気パターン製造装置１は位置検出器
２、連動部材３、４、アクチュエータ５、磁気ヘッド６
およびＩ／Ｖ回路（電流電圧変換回路）７から構成され
る。磁気記録媒体８は、位置検出器２とアクチュエータ
５とに連動部材３および４で連結されている。アクチュ
エータ５は磁気記録媒体８を図８の矢印Ａ、Ｂ方向に高
い位置精度で移動させ、位置検出器２で磁気記録媒体８
の位置を検出する。
置１を準備する。磁気パターン製造装置１は位置検出器
２、連動部材３、４、アクチュエータ５、磁気ヘッド６
およびＩ／Ｖ回路（電流電圧変換回路）７から構成され
る。磁気記録媒体８は、位置検出器２とアクチュエータ
５とに連動部材３および４で連結されている。アクチュ
エータ５は磁気記録媒体８を図８の矢印Ａ、Ｂ方向に高
い位置精度で移動させ、位置検出器２で磁気記録媒体８
の位置を検出する。
【０００５】次いで、アクチュエータ５により磁気記録
媒体８を所定位置に移動させて固定し、磁気ヘッド６の
先端を磁気記録媒体８に接触させる。次いで、磁気ヘッ
ド６のコイルにＩ／Ｖ回路７から電流を流して磁界を発
生させ、磁気ヘッド６の先端の空隙部近傍の磁気記録媒
体８を着磁する。次いで、アクチュエータ５により磁気
記録媒体８を他の位置に移動させる。詳しくは、移動中
の磁気記録媒体８の位置は位置検出器２により検出され
ており、アクチュエータ５は位置検出器２の検出結果に
基づいて磁気記録媒体８を所望の位置に移動させ固定す
る。次いで、上述同様に磁気ヘッド６により磁気記録媒
体８を着磁する。以下、同様に磁気記録媒体８の所定部
分を全て着磁すると、所定の磁気パターンを有する磁気
記録媒体８が製造される。
媒体８を所定位置に移動させて固定し、磁気ヘッド６の
先端を磁気記録媒体８に接触させる。次いで、磁気ヘッ
ド６のコイルにＩ／Ｖ回路７から電流を流して磁界を発
生させ、磁気ヘッド６の先端の空隙部近傍の磁気記録媒
体８を着磁する。次いで、アクチュエータ５により磁気
記録媒体８を他の位置に移動させる。詳しくは、移動中
の磁気記録媒体８の位置は位置検出器２により検出され
ており、アクチュエータ５は位置検出器２の検出結果に
基づいて磁気記録媒体８を所望の位置に移動させ固定す
る。次いで、上述同様に磁気ヘッド６により磁気記録媒
体８を着磁する。以下、同様に磁気記録媒体８の所定部
分を全て着磁すると、所定の磁気パターンを有する磁気
記録媒体８が製造される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の磁気媒体およびその製造方法にあっては、磁
気媒体が例えば磁気スケールである場合、下述のような
理由のため、磁気検出時の検出信号のＳ／Ｎ比が小さく
なり、また磁気検出の分解能の向上が困難になるといっ
た問題点があった。
うな従来の磁気媒体およびその製造方法にあっては、磁
気媒体が例えば磁気スケールである場合、下述のような
理由のため、磁気検出時の検出信号のＳ／Ｎ比が小さく
なり、また磁気検出の分解能の向上が困難になるといっ
た問題点があった。
【０００７】すなわち、磁気記録媒体８を着磁するとき
磁気ヘッド６の漏れ磁束を利用しているため、磁気記録
媒体８に強い磁界を与えることができなく、スケールと
して使用して位置を検出するときの信号のＳ／Ｎ比が小
さくなる。また、磁気スケールの分解能が磁気ヘッド６
の着磁精度により決るため、分解能を向上するには製造
装置に多額の設備投資が必要になり、分解能の向上が困
難になる。
磁気ヘッド６の漏れ磁束を利用しているため、磁気記録
媒体８に強い磁界を与えることができなく、スケールと
して使用して位置を検出するときの信号のＳ／Ｎ比が小
さくなる。また、磁気スケールの分解能が磁気ヘッド６
の着磁精度により決るため、分解能を向上するには製造
装置に多額の設備投資が必要になり、分解能の向上が困
難になる。
【０００８】そこで、本発明は、磁気パターンの分解能
を向上し、さらに位置検出の出力信号のＳ／Ｎ比を大き
くするが可能な磁気パターンの製造方法を提供すること
を課題としている。
を向上し、さらに位置検出の出力信号のＳ／Ｎ比を大き
くするが可能な磁気パターンの製造方法を提供すること
を課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、フォトエッチングプロセスを用いて基板材
料の表面を金属膜により選択的に被覆した後、基板材料
の露出面上に保護被膜を形成する第１の工程と、前記金
属膜を除去し基板材料の露出部分をエッチングして、基
板材料上に所定のパターンを蝕刻形成する第２の工程
と、第２の工程で形成されたパターンの蝕刻された溝の
中に磁性体を埋め込む第３の工程と、前記磁性体を着磁
する第４の工程と、を有することを特徴とするものであ
る。
決するため、フォトエッチングプロセスを用いて基板材
料の表面を金属膜により選択的に被覆した後、基板材料
の露出面上に保護被膜を形成する第１の工程と、前記金
属膜を除去し基板材料の露出部分をエッチングして、基
板材料上に所定のパターンを蝕刻形成する第２の工程
と、第２の工程で形成されたパターンの蝕刻された溝の
中に磁性体を埋め込む第３の工程と、前記磁性体を着磁
する第４の工程と、を有することを特徴とするものであ
る。
【００１０】
【作用】本発明では、第１の工程において金属膜をフォ
トエッチングプロセスにより形成することにより、第２
の工程において所定パターンが高い位置精度で蝕刻形成
されるとともに、フォトリソグラフィーのマスクパター
ンを交換するだけで分解能を向上することが可能にな
る。
トエッチングプロセスにより形成することにより、第２
の工程において所定パターンが高い位置精度で蝕刻形成
されるとともに、フォトリソグラフィーのマスクパター
ンを交換するだけで分解能を向上することが可能にな
る。
【００１１】また、磁性体を蝕刻された溝に埋め込んだ
後に着磁することにより、磁性体に強い磁化をかけるこ
とが可能になり、結果的に位置検出時に強い磁界強度が
得られ、位置検出の出力信号のＳ／Ｎ比が増大される。
さらに、第１、第２の工程に用いられるエッチングをい
わゆるウエットエッチングのみで処理することが可能に
なり、一般的に高価なＲＩＥ（リアクティブイオンエッ
チング）装置等のドライエッチング用の装置が不要にな
る。
後に着磁することにより、磁性体に強い磁化をかけるこ
とが可能になり、結果的に位置検出時に強い磁界強度が
得られ、位置検出の出力信号のＳ／Ｎ比が増大される。
さらに、第１、第２の工程に用いられるエッチングをい
わゆるウエットエッチングのみで処理することが可能に
なり、一般的に高価なＲＩＥ（リアクティブイオンエッ
チング）装置等のドライエッチング用の装置が不要にな
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１〜図７は本発明に係る磁気パターンの製造方法の一実
施例を示す工程図であり、基板としてシリコン基板を用
いた場合の例である。まず、図１（ａ）に示すシリコン
（以下、Ｓｉとする）基板または半導体ＩＣ用の(110)
面が表れている基板11を準備し、Ｓｉ基板11のゴミや汚
れ等を半導体プロセスと同様の洗浄方法で除去する。
１〜図７は本発明に係る磁気パターンの製造方法の一実
施例を示す工程図であり、基板としてシリコン基板を用
いた場合の例である。まず、図１（ａ）に示すシリコン
（以下、Ｓｉとする）基板または半導体ＩＣ用の(110)
面が表れている基板11を準備し、Ｓｉ基板11のゴミや汚
れ等を半導体プロセスと同様の洗浄方法で除去する。
【００１３】次いで、清浄なＳｉ基板11の表面に蒸着装
置またはスパッタ装置等の真空成膜装置を用いて、図１
（ｂ）に示すように金属膜12を成膜する。金属膜12の膜
厚は１μｍ程度にする。この膜厚は後述のＳｉの酸化膜
を形成するプロセスでマスキングした金属層を通ってそ
の下のＳｉを酸化させない十分な厚さであって、かつ、
経済的な厚さで選択すればよい。以下、金属膜12がＣｒ
からなる場合を例にとって説明し、Ｓｉ基板11と金属膜
12からなる基板をＣｒ／Ｓｉ基板13とする。
置またはスパッタ装置等の真空成膜装置を用いて、図１
（ｂ）に示すように金属膜12を成膜する。金属膜12の膜
厚は１μｍ程度にする。この膜厚は後述のＳｉの酸化膜
を形成するプロセスでマスキングした金属層を通ってそ
の下のＳｉを酸化させない十分な厚さであって、かつ、
経済的な厚さで選択すればよい。以下、金属膜12がＣｒ
からなる場合を例にとって説明し、Ｓｉ基板11と金属膜
12からなる基板をＣｒ／Ｓｉ基板13とする。
【００１４】次いで、図１（ｃ）に示すように、Ｃｒ／
Ｓｉ基板13の金属膜側の基板表面上に後述のレジスト剤
からなるレジスト14をスピンコーティングする。詳しく
は、Ｃｒ／Ｓｉ基板13の基板面中央部に有機系樹脂から
なるフォトレジスト剤を数滴たらし、この中心部を通り
基板面に垂直な軸線回りにＣｒ／Ｓｉ基板13を回転させ
て、レジスト剤を基板面に均一に薄く延し、約100℃に
加熱した恒温漕の中にいれ、レジスト剤を安定させる。
このレジスト剤は後述のＣｒのエッチング工程のマスキ
ングとして用いられるため、赤血塩、苛性ソーダ水の混
合液であるＣｒのエッチング液に耐性があればよく、例
えば、ＡＺ−１３５０（ポジ型）やＯＭＲ−８３（ネガ
型）を用いることができる。
Ｓｉ基板13の金属膜側の基板表面上に後述のレジスト剤
からなるレジスト14をスピンコーティングする。詳しく
は、Ｃｒ／Ｓｉ基板13の基板面中央部に有機系樹脂から
なるフォトレジスト剤を数滴たらし、この中心部を通り
基板面に垂直な軸線回りにＣｒ／Ｓｉ基板13を回転させ
て、レジスト剤を基板面に均一に薄く延し、約100℃に
加熱した恒温漕の中にいれ、レジスト剤を安定させる。
このレジスト剤は後述のＣｒのエッチング工程のマスキ
ングとして用いられるため、赤血塩、苛性ソーダ水の混
合液であるＣｒのエッチング液に耐性があればよく、例
えば、ＡＺ−１３５０（ポジ型）やＯＭＲ−８３（ネガ
型）を用いることができる。
【００１５】次いで、図２（ｄ）に示すように、所定パ
ターンが書き込まれたガラス板15をＣｒ／Ｓｉ基板13の
レジスト14上に置き、レジスト14にガラス板15を通して
紫外線を照射する。ガラス板15上には紫外線を通さない
材料15ａが選択的に塗られており、ガラス板15の側から
紫外線を照射すると、紫外線を通さない材料15ａが塗ら
れている部分のレジスト14には紫外線が当らず、残りの
部分のレジスト14に紫外線が照射される。紫外線が照射
された部分のみのレジスト14が選択的に光化学反応を起
こす。一般にフォトレジストには紫外線露光により光不
溶化反応を起こすネガ型のものと、光可溶化反応を起こ
すポジ型のものがあるが、本実施例では前者の光不溶化
反応を起こすものを用いた例について説明する。
ターンが書き込まれたガラス板15をＣｒ／Ｓｉ基板13の
レジスト14上に置き、レジスト14にガラス板15を通して
紫外線を照射する。ガラス板15上には紫外線を通さない
材料15ａが選択的に塗られており、ガラス板15の側から
紫外線を照射すると、紫外線を通さない材料15ａが塗ら
れている部分のレジスト14には紫外線が当らず、残りの
部分のレジスト14に紫外線が照射される。紫外線が照射
された部分のみのレジスト14が選択的に光化学反応を起
こす。一般にフォトレジストには紫外線露光により光不
溶化反応を起こすネガ型のものと、光可溶化反応を起こ
すポジ型のものがあるが、本実施例では前者の光不溶化
反応を起こすものを用いた例について説明する。
【００１６】次いで、Ｃｒ／Ｓｉ基板13をレジスト14と
共に現像液に浸し、図２（ｅ）に示すように、レジスト
14のマスクされた部分、すなわち光不溶化反応を起こさ
なかった部分のみを溶かし出して、Ｃｒ／Ｓｉ基板13か
ら除去し、Ｃｒ／Ｓｉ基板13の金属膜12面を選択的に露
出させる。この現像処理により生じたＣｒ／Ｓｉ基板13
の金属膜12の露出面によって形成されるパターンは上述
のガラス板15の所定パターンと同じであり、ガラス板15
の所定パターンが転写されたものである。
共に現像液に浸し、図２（ｅ）に示すように、レジスト
14のマスクされた部分、すなわち光不溶化反応を起こさ
なかった部分のみを溶かし出して、Ｃｒ／Ｓｉ基板13か
ら除去し、Ｃｒ／Ｓｉ基板13の金属膜12面を選択的に露
出させる。この現像処理により生じたＣｒ／Ｓｉ基板13
の金属膜12の露出面によって形成されるパターンは上述
のガラス板15の所定パターンと同じであり、ガラス板15
の所定パターンが転写されたものである。
【００１７】次いで、図２（ｆ）に示すように、前述の
Ｃｒのエッチング液16でＣｒ、すなわち金属膜12をエッ
チングする。詳しくは、前述のエッチング液（赤血塩、
苛性ソーダ水の混合液）を大型平底ビーカ17に入れ、図
示しない攪拌装置の上に大型平底ビーカ17を載せてビー
カ内に図示しない攪拌子を入れ、攪拌子の回転数を600r
pmに設定しＣｒ／Ｓｉ基板13を入れる。露出した部分の
金属膜12がエッチングされた時点でエッチング液16から
Ｃｒ／Ｓｉ基板13を取り出し純水に浸しエッチング液を
除去する。この結果、所定パターンが金属膜12のパター
ンに転写されＳｉ基板11の表面が選択的に露出される。
Ｃｒのエッチング液16でＣｒ、すなわち金属膜12をエッ
チングする。詳しくは、前述のエッチング液（赤血塩、
苛性ソーダ水の混合液）を大型平底ビーカ17に入れ、図
示しない攪拌装置の上に大型平底ビーカ17を載せてビー
カ内に図示しない攪拌子を入れ、攪拌子の回転数を600r
pmに設定しＣｒ／Ｓｉ基板13を入れる。露出した部分の
金属膜12がエッチングされた時点でエッチング液16から
Ｃｒ／Ｓｉ基板13を取り出し純水に浸しエッチング液を
除去する。この結果、所定パターンが金属膜12のパター
ンに転写されＳｉ基板11の表面が選択的に露出される。
【００１８】次いで、図２（ｇ）に示すように、レジス
ト14を除去する。次いで、Ｃｒ／Ｓｉ基板13を1000℃ま
で加熱させた図示しない横型の環状炉中で酸化させて、
図３（ｈ）に示すように、Ｓｉ基板11の露出表面部分に
ＳｉＯ2膜18を形成する。以下、Ｓｉ基板の酸化されな
かった部分をＳｉ部19とし、Ｓｉ部19およびＳｉＯ2膜1
8からなる基板をＳｉＯ2／Ｓｉ基板20とする。詳しく
は、基板を酸化させる際、約80℃に加熱した水の中を通
した酸素を炉中に供給する。加熱した水を通過した後の
酸素は湿気（Ｈ2Ｏ）を十分含んでおり、湿気を含んだ
酸素はＳｉの酸化速度を速めることが知られている。実
際には、水蒸気の酸素がＳｉ基板11を酸化させている。
例えば、内径φ50ｍｍ、長さ1000ｍｍの酸化反応管中
で、10×10ｍｍ、厚さ0.3ｍｍのＳｉ基板１枚を酸化さ
せるときの酸素流量は0.2リットル／分程度である。環状炉
には1000℃の水蒸気を含んだ酸素を流しＳｉ表面を５時
間かけて酸化させる。この酸化工程では金属膜12により
被覆されている部分のＳｉにはほとんどＳｉＯ2膜は形
成されない。
ト14を除去する。次いで、Ｃｒ／Ｓｉ基板13を1000℃ま
で加熱させた図示しない横型の環状炉中で酸化させて、
図３（ｈ）に示すように、Ｓｉ基板11の露出表面部分に
ＳｉＯ2膜18を形成する。以下、Ｓｉ基板の酸化されな
かった部分をＳｉ部19とし、Ｓｉ部19およびＳｉＯ2膜1
8からなる基板をＳｉＯ2／Ｓｉ基板20とする。詳しく
は、基板を酸化させる際、約80℃に加熱した水の中を通
した酸素を炉中に供給する。加熱した水を通過した後の
酸素は湿気（Ｈ2Ｏ）を十分含んでおり、湿気を含んだ
酸素はＳｉの酸化速度を速めることが知られている。実
際には、水蒸気の酸素がＳｉ基板11を酸化させている。
例えば、内径φ50ｍｍ、長さ1000ｍｍの酸化反応管中
で、10×10ｍｍ、厚さ0.3ｍｍのＳｉ基板１枚を酸化さ
せるときの酸素流量は0.2リットル／分程度である。環状炉
には1000℃の水蒸気を含んだ酸素を流しＳｉ表面を５時
間かけて酸化させる。この酸化工程では金属膜12により
被覆されている部分のＳｉにはほとんどＳｉＯ2膜は形
成されない。
【００１９】次いで、ＳｉＯ2／Ｓｉ基板20を前述のＣ
ｒのエッチング液または適当な酸、アルカリ溶液に浸
し、図３（ｉ）に示すように、残っていた金属膜12を除
去する。この時点で、金属膜12が残っていた部分にＳｉ
が露出し、その他の部分ではＳｉＯ2が露出している。
次いで、図３（ｊ）に示すように、ＳｉＯ2／Ｓｉ基板2
0を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液21に浸して反応さ
せ、Ｓｉ部19の露出部分を基板面に垂直な方向にエッチ
ングして溝22を形成する。ＳｉＯ2／Ｓｉ基板20のＳｉ
部18の露出面はシリコンウェハの(110)面であるため、
上述のエッチングにより形成される溝22の側壁は基板面
にほぼ垂直な面となる。詳しくは、エッチングの速度比
は単結晶シリコンの場合その結晶方向により決ってお
り、(110)面のエッチング速度と(111)面のエッチング速
度との比は数500倍程度である。Ｓｉ基板の厚さが500μ
ｍのとき、(111)方向にエッチングされる量は1.0μｍで
ある。また、(110)方向のエッチングレートは１〜５μ
ｍ／分程度である。したがって、500μｍエッチングす
るためには100〜500分（１時間４０分〜８時間２０分）
の時間を必要とする。本実施例では、まず、水酸化カリ
ウムを秤量してビーカに入れ、濃度が44重量％になるよ
うに、純水をメスシリンダで計量し混ぜ合わせる。水酸
化カリウムは親水性がよく容易に44重量％濃度の水溶液
を作ることができる。 このとき、発熱反応が起こるの
で、純水は何回かに分けてビーカに注ぎ入れる必要があ
る。純水を入れた後、ビーカを大型のボールに用意した
水に浸けて水酸化カリウム水溶液21の熱を除去する。次
に、水酸化カリウム水溶液21を大型平底ビーカ23に入
れ、ホットプレート付き溶液攪拌装置（図示しない）の
上に載せる。そして、大型平底ビーカ23内に攪拌子（図
示しない）を入れ、液温を80℃、攪拌子の回転数を600r
pmに設定しＳｉＯ2／Ｓｉ基板20を入れる。十分な深さ
までエッチングがされた時点でエッチングを中止し、Ｓ
ｉＯ2／Ｓｉ基板20を水酸化カリウム水溶液21から取り
出し、純水で洗浄して水酸化カリウム水溶液21を完全に
除去する。図４（ｋ）（ｌ）は洗浄後のＳｉＯ2／Ｓｉ
基板20を示しており、この洗浄後の状態のＳｉＯ2／Ｓ
ｉ基板20を光学顕微鏡により観察し、基板のＳｉＯ2マ
スクエッチング面等の状態を確認する。
ｒのエッチング液または適当な酸、アルカリ溶液に浸
し、図３（ｉ）に示すように、残っていた金属膜12を除
去する。この時点で、金属膜12が残っていた部分にＳｉ
が露出し、その他の部分ではＳｉＯ2が露出している。
次いで、図３（ｊ）に示すように、ＳｉＯ2／Ｓｉ基板2
0を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液21に浸して反応さ
せ、Ｓｉ部19の露出部分を基板面に垂直な方向にエッチ
ングして溝22を形成する。ＳｉＯ2／Ｓｉ基板20のＳｉ
部18の露出面はシリコンウェハの(110)面であるため、
上述のエッチングにより形成される溝22の側壁は基板面
にほぼ垂直な面となる。詳しくは、エッチングの速度比
は単結晶シリコンの場合その結晶方向により決ってお
り、(110)面のエッチング速度と(111)面のエッチング速
度との比は数500倍程度である。Ｓｉ基板の厚さが500μ
ｍのとき、(111)方向にエッチングされる量は1.0μｍで
ある。また、(110)方向のエッチングレートは１〜５μ
ｍ／分程度である。したがって、500μｍエッチングす
るためには100〜500分（１時間４０分〜８時間２０分）
の時間を必要とする。本実施例では、まず、水酸化カリ
ウムを秤量してビーカに入れ、濃度が44重量％になるよ
うに、純水をメスシリンダで計量し混ぜ合わせる。水酸
化カリウムは親水性がよく容易に44重量％濃度の水溶液
を作ることができる。 このとき、発熱反応が起こるの
で、純水は何回かに分けてビーカに注ぎ入れる必要があ
る。純水を入れた後、ビーカを大型のボールに用意した
水に浸けて水酸化カリウム水溶液21の熱を除去する。次
に、水酸化カリウム水溶液21を大型平底ビーカ23に入
れ、ホットプレート付き溶液攪拌装置（図示しない）の
上に載せる。そして、大型平底ビーカ23内に攪拌子（図
示しない）を入れ、液温を80℃、攪拌子の回転数を600r
pmに設定しＳｉＯ2／Ｓｉ基板20を入れる。十分な深さ
までエッチングがされた時点でエッチングを中止し、Ｓ
ｉＯ2／Ｓｉ基板20を水酸化カリウム水溶液21から取り
出し、純水で洗浄して水酸化カリウム水溶液21を完全に
除去する。図４（ｋ）（ｌ）は洗浄後のＳｉＯ2／Ｓｉ
基板20を示しており、この洗浄後の状態のＳｉＯ2／Ｓ
ｉ基板20を光学顕微鏡により観察し、基板のＳｉＯ2マ
スクエッチング面等の状態を確認する。
【００２０】次いで、図５（ｍ）（ｎ）に示すように、
ＳｉＯ2／Ｓｉ基板20の溝22に磁性体23を埋め込む。磁
性体23の埋め込み方法として、以下の４通りの方法があ
る。第１の方法は、直径１〜５μｍのフェライト磁性粉
を溝22に入れて、別個に用意されたＳｉ基板で溝22に蓋
をして圧力を加え、フェライトのハード磁性粉の密度を
増大させる方法である。また磁性粉の密度を増大させる
には、基板に垂直な磁界を印加した状態で磁性粉を挿入
する方法や、振動を加える方法や、1300℃程度まで加熱
した電気炉中に10時間程度放置し焼結する方法がある。
最後の焼結する方法においては、焼結すると磁性粉の隙
間が埋まり見かけ上の体積は減少する。したがって、１
度焼結させた後、再度、磁性粉を挿入する必要がある。
その後２回目に挿入した磁性粉を焼結させることもでき
る。さらに２回目以降も同様の工程を繰り返す方法もあ
る。
ＳｉＯ2／Ｓｉ基板20の溝22に磁性体23を埋め込む。磁
性体23の埋め込み方法として、以下の４通りの方法があ
る。第１の方法は、直径１〜５μｍのフェライト磁性粉
を溝22に入れて、別個に用意されたＳｉ基板で溝22に蓋
をして圧力を加え、フェライトのハード磁性粉の密度を
増大させる方法である。また磁性粉の密度を増大させる
には、基板に垂直な磁界を印加した状態で磁性粉を挿入
する方法や、振動を加える方法や、1300℃程度まで加熱
した電気炉中に10時間程度放置し焼結する方法がある。
最後の焼結する方法においては、焼結すると磁性粉の隙
間が埋まり見かけ上の体積は減少する。したがって、１
度焼結させた後、再度、磁性粉を挿入する必要がある。
その後２回目に挿入した磁性粉を焼結させることもでき
る。さらに２回目以降も同様の工程を繰り返す方法もあ
る。
【００２１】第２の方法は、真空薄膜形成装置にＳｉＯ
2／Ｓｉ基板20をセットし、スパッタ材料（ハードフェ
ライト）をターゲットにしてスパッタし、溝22に磁性体
23を埋め込んでいく方法であり、通常のスパッタ法と同
じである。第３の方法は、磁気テープ、磁気ディスケッ
ト等に用いられる磁性粉を含む塗布剤をＳｉＯ2／Ｓｉ
基板20の溝22に流し込み、揮発性物質を気化させて磁性
粉の体積比を高める方法である。詳しくは、フェライト
の磁性粉を有機系のバインダ液に入れて磁性粉が均一に
分布するように十分に混ぜ合わせる。ただし、混合中に
空気の混入による気泡が発生しないように、十分注意す
る必要がある。また、磁性粉の混合比が磁界強度の強さ
に大きく影響する。混ぜ合わせる体積比にほぼ比例して
磁界強度が変化し、磁界強度が最大の場合は、混ぜた磁
性粉だけを配向させた時の磁界強度に等しい。次に、磁
性粉を混ぜ合わせたバインダ液をＳｉＯ2／Ｓｉ基板20
の溝22に垂らして溝22からやや溢れるようになるまで入
れる。次いで、ＳｉＯ2／Ｓｉ基板20をホットプレート
の上に載せ50℃程度に加熱してバインダ液に含まれた揮
発物質を気化させ、相対的に磁性粉の体積比を増大させ
る。 第４の方法は電気メッキ法で溝22の中に金属磁性
体を折出させ、これを充填する。
2／Ｓｉ基板20をセットし、スパッタ材料（ハードフェ
ライト）をターゲットにしてスパッタし、溝22に磁性体
23を埋め込んでいく方法であり、通常のスパッタ法と同
じである。第３の方法は、磁気テープ、磁気ディスケッ
ト等に用いられる磁性粉を含む塗布剤をＳｉＯ2／Ｓｉ
基板20の溝22に流し込み、揮発性物質を気化させて磁性
粉の体積比を高める方法である。詳しくは、フェライト
の磁性粉を有機系のバインダ液に入れて磁性粉が均一に
分布するように十分に混ぜ合わせる。ただし、混合中に
空気の混入による気泡が発生しないように、十分注意す
る必要がある。また、磁性粉の混合比が磁界強度の強さ
に大きく影響する。混ぜ合わせる体積比にほぼ比例して
磁界強度が変化し、磁界強度が最大の場合は、混ぜた磁
性粉だけを配向させた時の磁界強度に等しい。次に、磁
性粉を混ぜ合わせたバインダ液をＳｉＯ2／Ｓｉ基板20
の溝22に垂らして溝22からやや溢れるようになるまで入
れる。次いで、ＳｉＯ2／Ｓｉ基板20をホットプレート
の上に載せ50℃程度に加熱してバインダ液に含まれた揮
発物質を気化させ、相対的に磁性粉の体積比を増大させ
る。 第４の方法は電気メッキ法で溝22の中に金属磁性
体を折出させ、これを充填する。
【００２２】次いで、上述の４つのうちの何れの方法に
おいても、図５（ｍ）に示すように磁性体23の表面には
凹凸が発生するため、図６（ｏ）に示すようにＳｉＯ2
／Ｓｉ基板20の基板面を研磨し、平坦にする。次いで、
図６（ｐ）に示すように、ＳｉＯ2／Ｓｉ基板20上にＳ
ｉＯ2等からなる保護膜24を形成する。詳しくは、ＣＶ
Ｄ法（化学的気相成膜法）により約 1.0μｍのＳｉＯ2
膜をＳｉＯ2／Ｓｉ基板20上に形成したり、あるいは、
薄いフィルムをＳｉＯ2／Ｓｉ基板20に貼ったり樹脂や
塗料等を塗布して保護膜24を形成する。
おいても、図５（ｍ）に示すように磁性体23の表面には
凹凸が発生するため、図６（ｏ）に示すようにＳｉＯ2
／Ｓｉ基板20の基板面を研磨し、平坦にする。次いで、
図６（ｐ）に示すように、ＳｉＯ2／Ｓｉ基板20上にＳ
ｉＯ2等からなる保護膜24を形成する。詳しくは、ＣＶ
Ｄ法（化学的気相成膜法）により約 1.0μｍのＳｉＯ2
膜をＳｉＯ2／Ｓｉ基板20上に形成したり、あるいは、
薄いフィルムをＳｉＯ2／Ｓｉ基板20に貼ったり樹脂や
塗料等を塗布して保護膜24を形成する。
【００２３】次いで、磁性体23を着磁機により着磁す
る。詳しくは、図６（ｑ）に示すように、基板面に沿っ
て延在する磁極間にＳｉＯ2／Ｓｉ基板20を挟み、磁性
体23を基板面に垂直な方向の磁界により着磁する。以上
の工程により、着磁された磁性体の所定パターンを有す
るＳｉＯ2／Ｓｉ基板20が製造、すなわち、図７に示す
磁気スケール25が製造される。
る。詳しくは、図６（ｑ）に示すように、基板面に沿っ
て延在する磁極間にＳｉＯ2／Ｓｉ基板20を挟み、磁性
体23を基板面に垂直な方向の磁界により着磁する。以上
の工程により、着磁された磁性体の所定パターンを有す
るＳｉＯ2／Ｓｉ基板20が製造、すなわち、図７に示す
磁気スケール25が製造される。
【００２４】なお、金属膜12の材料の一つの条件とし
て、Ｓｉを酸化する工程における温度（900〜1100℃）
で変形しないことが必要であり、上述のＣｒの他に、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｕ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金等を
金属膜12として用いることができる。Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ
を用いた場合のそれぞれのエッチング液としては、ＳＨ
ＮＯ3＋ＨＦの溶液、ＨＣｌ＋ＨＮＯ3の溶液、ヨードカ
リ水溶液が知られている。
て、Ｓｉを酸化する工程における温度（900〜1100℃）
で変形しないことが必要であり、上述のＣｒの他に、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｕ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金等を
金属膜12として用いることができる。Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ
を用いた場合のそれぞれのエッチング液としては、ＳＨ
ＮＯ3＋ＨＦの溶液、ＨＣｌ＋ＨＮＯ3の溶液、ヨードカ
リ水溶液が知られている。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、第１の工程において金
属膜をフォトエッチングプロセスにより形成しているの
で、第２の工程において所定パターンを高い位置精度で
蝕刻形成することができ、磁気パターンの位置精度を向
上することができる。また、フォトリソグラフィーのマ
スクパターンを交換するだけで、異なった磁気パターン
（コード）を一度に製造することができる。
属膜をフォトエッチングプロセスにより形成しているの
で、第２の工程において所定パターンを高い位置精度で
蝕刻形成することができ、磁気パターンの位置精度を向
上することができる。また、フォトリソグラフィーのマ
スクパターンを交換するだけで、異なった磁気パターン
（コード）を一度に製造することができる。
【００２６】さらに、磁性体を蝕刻された溝に埋め込ん
だ後に着磁するので、磁性体に強い磁化をかけることが
でき、結果的に位置検出時に強い磁界強度を得ることが
でき、位置検出の出力信号のＳ／Ｎ比を増大することが
できる。さらにまた、第１、第２の工程に用いられるエ
ッチングをいわゆるウエットエッチングのみで処理する
ことができるので、一般的に高価なＲＩＥ等のドライエ
ッチング用の装置を不必要にすることができ、製造コス
トを低減することができる。
だ後に着磁するので、磁性体に強い磁化をかけることが
でき、結果的に位置検出時に強い磁界強度を得ることが
でき、位置検出の出力信号のＳ／Ｎ比を増大することが
できる。さらにまた、第１、第２の工程に用いられるエ
ッチングをいわゆるウエットエッチングのみで処理する
ことができるので、一般的に高価なＲＩＥ等のドライエ
ッチング用の装置を不必要にすることができ、製造コス
トを低減することができる。
【図１】本発明に係る磁気パターンの製造方法の一実施
例の最初の工程を示す図であり、（ａ）はシリコン基板
の準備工程、（ｂ）は金属膜形成工程、（ｃ）はレジス
トコーティング工程を示す。
例の最初の工程を示す図であり、（ａ）はシリコン基板
の準備工程、（ｂ）は金属膜形成工程、（ｃ）はレジス
トコーティング工程を示す。
【図２】図１に示される工程の次の工程を示す図であ
り、（ｄ）は露光工程、（ｅ）は現像工程、（ｆ）は金
属膜エッチング工程、（ｇ）はレジスト除去工程を示
す。
り、（ｄ）は露光工程、（ｅ）は現像工程、（ｆ）は金
属膜エッチング工程、（ｇ）はレジスト除去工程を示
す。
【図３】図２に示される工程の次の工程を示す図であ
り、（ｈ）は保護被膜形成工程、（ｉ）は金属膜除去工
程、（ｊ）はＳｉ部エッチング工程を示す。
り、（ｈ）は保護被膜形成工程、（ｉ）は金属膜除去工
程、（ｊ）はＳｉ部エッチング工程を示す。
【図４】図３に示される工程の次のエッチング状態確認
工程を示す図であり、（ｋ）は基板面に垂直な断面、
（ｌ）は基板面に平行な断面を示している。
工程を示す図であり、（ｋ）は基板面に垂直な断面、
（ｌ）は基板面に平行な断面を示している。
【図５】図４に示される工程の次の工程の磁性体埋設工
程を示す図であり、（ｍ）は基板面に垂直な断面を示
し、（ｎ）は基板面に平行な断面を示している。
程を示す図であり、（ｍ）は基板面に垂直な断面を示
し、（ｎ）は基板面に平行な断面を示している。
【図６】図５に示される工程の次の工程を示す図であ
り、（ｏ）は基板表面の研磨工程、（ｐ）は保護膜形成
工程、（ｑ）は磁性体の着磁工程を示す。
り、（ｏ）は基板表面の研磨工程、（ｐ）は保護膜形成
工程、（ｑ）は磁性体の着磁工程を示す。
【図７】図１〜図６に示される工程により製造された磁
気スケールのパターンを示す図。
気スケールのパターンを示す図。
【図８】従来の磁気パターンの製造方法を適用した装置
の概略図。
の概略図。
11 Ｓｉ基板（基板材料） 12 金属膜 18 ＳｉＯ2膜（保護被膜） 22 溝（蝕刻形成された溝） 23 磁性体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/84 G01B 7/00 G01D 5/245 G06K 19/06
Claims (1)
- 【請求項１】フォトエッチングプロセスを用いて基板材
料の表面を金属膜により選択的に被覆した後、基板材料
の露出面上に保護被膜を形成する第１の工程と、前記金
属膜を除去し基板材料の露出部分をエッチングして、基
板材料上に所定のパターンを蝕刻形成する第２の工程
と、第２の工程で形成されたパターンの蝕刻された溝の
中に磁性体を埋め込む第３の工程と、前記磁性体を着磁
する第４の工程と、を有することを特徴とする磁気パタ
ーンの製造方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099355A JP3005311B2 (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 磁気パターンの製造方法 |
| US07/842,057 US5350618A (en) | 1991-03-01 | 1992-02-26 | Magnetic medium comprising a substrate having pits and grooves of specific shapes and depths |
| DE69215385T DE69215385T2 (de) | 1991-03-01 | 1992-02-28 | Magnetischer Träger und Herstellungsverfahren |
| DE69215717T DE69215717T2 (de) | 1991-03-01 | 1992-02-28 | Herstellung eines magnetischen Mediums |
| EP92301703A EP0501815B1 (en) | 1991-03-01 | 1992-02-28 | Method of manufacturing a magnetic medium |
| EP94112094A EP0634758B1 (en) | 1991-03-01 | 1992-02-28 | Magnetic medium and method of manufacturing the same |
| US08/011,791 US5336586A (en) | 1991-03-01 | 1993-02-01 | Magnetic medium and method of manufacturing the same |
| US08/136,279 US5580639A (en) | 1991-03-01 | 1993-11-23 | Method of manufacturing magnetic patterns |
| US08/179,707 US5429911A (en) | 1991-03-01 | 1994-01-11 | Method of manufacturing a medium having a magnetic pattern |
| US08/437,569 US5527663A (en) | 1991-03-01 | 1995-05-09 | Method of manufacturing a medium having a magnetic pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099355A JP3005311B2 (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 磁気パターンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329613A JPH04329613A (ja) | 1992-11-18 |
| JP3005311B2 true JP3005311B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=14245293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3099355A Expired - Fee Related JP3005311B2 (ja) | 1991-03-01 | 1991-05-01 | 磁気パターンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3005311B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-01 JP JP3099355A patent/JP3005311B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04329613A (ja) | 1992-11-18 |
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