JPH04329613A - Manufacture of magnetic pattern - Google Patents

Manufacture of magnetic pattern

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JPH04329613A
JPH04329613A JP9935591A JP9935591A JPH04329613A JP H04329613 A JPH04329613 A JP H04329613A JP 9935591 A JP9935591 A JP 9935591A JP 9935591 A JP9935591 A JP 9935591A JP H04329613 A JPH04329613 A JP H04329613A
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magnetic
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etching
metal film
sio2
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Masayuki Togawa
雅之 外川
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Teijin Seiki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a method for manufacturing magnetic patterns, by which the resolution of the magnetic pattern is improved and further, the S/N of the output signal of sensing a position can be increased. CONSTITUTION:The method for manufacturing magnetic patterns comprises a first process for forming a protective film 18 on the exposed surface of a substrate 20 after covering selectively the surface of the substrate with metallic films 12 by a photoetching process, a second process for forming predetermined patterns on the substrate 20 by removing the metallic films 12 and by etching the exposed parts of the substrate 20, a third process for embedding magnetic materials in etched grooves 22 of the patterns formed by the second process, and a fourth process for magnetizing the magnetic materials.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing magnetic patterns.

【0002】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。
2. Description of the Related Art Generally, a magnetic recording/reproducing apparatus uses a magnetic head made of an electromagnet or the like and a magnetic body made of a micromagnet or the like. In the case of magnetic recording, a magnetic head generates a magnetic field that changes in accordance with recorded information, causes a positional change in residual magnetism in a magnetic body moving in the magnetic field, and records information on the magnetic body. On the other hand, in the case of magnetic reproduction, a magnetic head detects a positional change in the residual magnetism of a magnetic body as a voltage change, and reproduces recorded information from the magnetic body.

【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。
The above-mentioned principle of magnetic recording and reproducing is also used in magnetic sensors. That is, a predetermined magnetic pattern is manufactured with high positional accuracy by a recording magnetic head, and the magnetic pattern is detected by a detection magnetic head to obtain positional information. Here, as an example of a conventional method for manufacturing a magnetic medium, an example of manufacturing a linear magnetic pattern will be described.

【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。
First, a magnetic pattern manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 8 is prepared. The magnetic pattern manufacturing device 1 includes a position detector 2, interlocking members 3 and 4, an actuator 5, and a magnetic head 6.
and an I/V circuit (current-voltage conversion circuit) 7. The magnetic recording medium 8 is connected to the position detector 2 and the actuator 5 by interlocking members 3 and 4. The actuator 5 moves the magnetic recording medium 8 in the directions of arrows A and B in FIG.
Detect the position of.

【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。
Next, the magnetic recording medium 8 is moved and fixed at a predetermined position by the actuator 5, and the tip of the magnetic head 6 is brought into contact with the magnetic recording medium 8. Next, a current is applied from the I/V circuit 7 to the coil of the magnetic head 6 to generate a magnetic field, and the magnetic recording medium 8 near the gap at the tip of the magnetic head 6 is magnetized. Next, the actuator 5 moves the magnetic recording medium 8 to another position. Specifically, the position of the moving magnetic recording medium 8 is detected by the position detector 2, and the actuator 5 moves and fixes the magnetic recording medium 8 to a desired position based on the detection result of the position detector 2. Next, the magnetic recording medium 8 is magnetized by the magnetic head 6 in the same manner as described above. Thereafter, all predetermined portions of the magnetic recording medium 8 are similarly magnetized to produce a magnetic recording medium 8 having a predetermined magnetic pattern.

【0006】[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。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional magnetic medium and its manufacturing method, when the magnetic medium is, for example, a magnetic scale, there is a problem in magnetic detection due to the following reasons. There are problems in that the S/N ratio of the detection signal becomes small and it becomes difficult to improve the resolution of magnetic detection.

【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。
That is, since the leakage magnetic flux of the magnetic head 6 is used when magnetizing the magnetic recording medium 8, a strong magnetic field cannot be applied to the magnetic recording medium 8, and the position is detected by using it as a scale. The S/N ratio of the signal becomes small. Also, the resolution of the magnetic scale is higher than that of the magnetic head 6.
Since it is determined by the magnetization accuracy of , improving resolution requires a large capital investment in manufacturing equipment, making it difficult to improve resolution.

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a magnetic pattern that can improve the resolution of the magnetic pattern and further increase the S/N ratio of the output signal for position detection.

【0009】[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
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention selectively covers the surface of a substrate material with a metal film using a photo-etching process, and then coats the exposed surface of the substrate material with a protective coating. a first step of forming a predetermined pattern on the substrate material by removing the metal film and etching the exposed portion of the substrate material; This method is characterized by comprising a third step of embedding a magnetic material in the etched grooves of the pattern, and a fourth step of magnetizing the magnetic material.

【0010】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
[Operation] In the present invention, by forming a metal film by a photo-etching process in the first step, the metal film is formed in the second step.
In the process, a predetermined pattern is formed by etching with high positional accuracy, and resolution can be improved simply by replacing the photolithography mask pattern.

【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。
Furthermore, by magnetizing the magnetic material after embedding it in the etched groove, it becomes possible to apply strong magnetization to the magnetic material, and as a result, a strong magnetic field strength is obtained during position detection. The S/N ratio of the output signal of is increased. Furthermore, it is now possible to process the etching used in the first and second steps using only so-called wet etching, eliminating the need for dry etching equipment such as generally expensive RIE (reactive ion etching) equipment. Become.

【0012】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(11
0)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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below based on the drawings. 1 to 7 are process diagrams showing an embodiment of the method for manufacturing a magnetic pattern according to the present invention, and are an example in which a silicon substrate is used as the substrate. First, a silicon (hereinafter referred to as Si) substrate or a (11
0) Prepare the substrate 11 whose surface is exposed, and remove dust, dirt, etc. from the Si substrate 11 using a cleaning method similar to that used in semiconductor processes.

【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1
2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1
2がCrからなる場合を例にとって説明し、Si基板1
1と金属膜12からなる基板をCr/Si基板13とす
る。
Next, a metal film 12 is formed on the surface of the clean Si substrate 11 using a vacuum film forming apparatus such as an evaporation apparatus or a sputtering apparatus, as shown in FIG. 1(b). metal film 1
The film thickness of No. 2 is about 1 μm. This film thickness is sufficient to prevent the underlying Si from being oxidized through the masked metal layer in the process of forming an Si oxide film, which will be described later.
Moreover, it is sufficient to select an economical thickness. Below, metal film 1
2 is made of Cr.
1 and metal film 12 is referred to as a Cr/Si substrate 13.

【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。
Next, as shown in FIG. 1(c), Cr/
A resist 14 made of a resist agent to be described later is spin-coated on the surface of the Si substrate 13 on the metal film side. Specifically, several drops of a photoresist agent made of an organic resin are placed on the center of the substrate surface of the Cr/Si substrate 13, and the Cr/Si substrate 13 is rotated around an axis that passes through this center and is perpendicular to the substrate surface. A resist agent is spread thinly and uniformly on the substrate surface, and placed in a constant temperature bath heated to about 100° C. to stabilize the resist agent. This resist agent is used as a mask for the Cr etching process described later, so it only needs to be resistant to the Cr etching solution, which is a mixture of red blood salt and caustic soda water. For example, AZ-1350 (positive type) or OMR -83 (negative type) can be used.

【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1
3のレジスト14上に置き、レジスト14にガラス板1
5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。
Next, as shown in FIG. 2(d), the glass plate 15 on which a predetermined pattern has been written is placed on the Cr/Si substrate 1.
Place the glass plate 1 on the resist 14 of No. 3.
UV rays are irradiated through 5. The glass plate 15 is selectively coated with a material 15a that does not transmit ultraviolet rays, and when the glass plate 15 is irradiated with ultraviolet rays from the side, the portions of the resist 14 coated with the material 15a that does not transmit ultraviolet rays are exposed to ultraviolet rays. The remaining portion of the resist 14 is irradiated with ultraviolet rays. Resist 14 only in the area irradiated with ultraviolet rays
causes a selective photochemical reaction. Generally, there are two types of photoresists: negative-type photoresists that cause a photo-insolubilization reaction when exposed to ultraviolet light, and positive-type photoresists that cause a photo-solubilization reaction. explain.

【0016】次いで、Cr/Si基板13をレジスト1
4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。
Next, the Cr/Si substrate 13 is coated with a resist 1.
As shown in FIG. 2(e), only the masked portion of the resist 14, that is, the portion that did not undergo the photoinsolubilization reaction, is dissolved and removed from the Cr/Si substrate 13, and the Cr/Si substrate 13 is immersed in a developer. /The surface of the metal film 12 of the Si substrate 13 is selectively exposed. Cr generated by this development process
The pattern formed by the exposed surface of the metal film 12 of the /Si substrate 13 is the same as the predetermined pattern of the glass plate 15 described above, and is a transfer of the predetermined pattern of the glass plate 15.

【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600rpm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。
Next, as shown in FIG. 2(f), Cr, that is, the metal film 12, is etched using the Cr etchant 16 described above. Specifically, the above-mentioned etching solution (a mixture of red blood salt and caustic soda water) is placed in a large flat-bottomed beaker 17, the large-sized flat-bottomed beaker 17 is placed on a stirring device (not shown), and a stirrer (not shown) is placed in the beaker. The rotation speed of the stirrer was set to 600 rpm, and the Cr/Si substrate 13 was placed. When the exposed portion of the metal film 12 has been etched, the Cr/Si substrate 13 is taken out from the etching solution 16 and immersed in pure water to remove the etching solution. As a result, the predetermined pattern is transferred to the pattern of the metal film 12, and the surface of the Si substrate 11 is selectively exposed.

【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10
00℃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18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。
Next, as shown in FIG. 2(g), the resist 14 is removed. Next, the Cr/Si substrate 13 is
Oxidation is performed in a horizontal annular furnace (not shown) heated to 00.degree. C. to form a SiO2 film 18 on the exposed surface portion of the Si substrate 11, as shown in FIG. 3(h). Hereinafter, the unoxidized portion of the Si substrate will be referred to as Si part 19.
The substrate made of the SiO2 film 18 is referred to as a SiO2/Si substrate 20. Specifically, when oxidizing the substrate, approximately 80
Oxygen passed through water heated to ℃ is fed into the furnace. It is known that oxygen after passing through heated water contains sufficient moisture (H2O), and that oxygen containing moisture accelerates the oxidation rate of Si. Actually, the oxygen in the water vapor oxidizes the Si substrate 11. For example, in an oxidation reaction tube with an inner diameter of 50 mm and a length of 1000 mm, a Si substrate 1 of 10 x 10 mm and a thickness of 0.3 mm is prepared.
The oxygen flow rate when oxidizing the sheet is about 0.2 liters/minute. Oxygen containing steam at 1000° C. is flowed into the annular furnace to oxidize the Si surface for 5 hours. In this oxidation step, almost no SiO2 film is formed on the Si portion covered by the metal film 12.

【0019】次いで、SiO2/Si基板20を前述の
Cr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
20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500μm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1〜5μm/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600rpmに設定しSiO2/Si基板2
0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、SiO2/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/Si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。
Next, the SiO2/Si substrate 20 is immersed in the aforementioned Cr etching solution or a suitable acid or alkaline solution to remove the remaining metal film 12, as shown in FIG. 3(i). At this point, Si is exposed in the portion where the metal film 12 remained, and SiO2 is exposed in the other portions. Next, as shown in FIG. 3(j), the SiO2/Si substrate 20 is immersed in a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution 21 to react, and the exposed portion of the Si portion 19 is etched in a direction perpendicular to the substrate surface to form a groove. 22 is formed. The exposed surface of the Si portion 18 of the SiO2/Si substrate 20 is
) plane, the sidewalls of the grooves 22 formed by the above-described etching are substantially perpendicular to the substrate surface. For more information,
In the case of single-crystal silicon, the etching rate ratio is determined by its crystal direction, and the ratio of the etching rate of the (110) plane to the etching rate of the (111) plane is about several 500 times. When the thickness of the Si substrate is 500 μm, (111
) direction is 1.0 μm. Further, the etching rate in the (110) direction is about 1 to 5 μm/min. Therefore, 100 to 500 minutes (1 hour 40 minutes to 8 hours 20 minutes) is required to perform etching of 500 μm. In this example, first, potassium hydroxide is weighed and put into a beaker, and pure water is weighed and mixed with a measuring cylinder so that the concentration is 44% by weight. Potassium hydroxide has good hydrophilic properties and can easily be prepared into an aqueous solution with a concentration of 44% by weight. At this time, an exothermic reaction occurs, so it is necessary to pour the pure water into the beaker in several portions. After adding pure water, the beaker is immersed in water prepared in a large bowl to remove heat from the potassium hydroxide aqueous solution 21. Next, the potassium hydroxide aqueous solution 21 is placed in a large flat-bottomed beaker 23 and placed on a solution stirring device (not shown) with a hot plate. Then, a stirrer (not shown) is placed in the large flat-bottomed beaker 23, and the liquid temperature is set to 80°C and the rotation speed of the stirrer is set to 600 rpm.
Enter 0. Once etched to a sufficient depth, the etching is stopped, and the SiO2/Si substrate 20 is taken out of the potassium hydroxide aqueous solution 21 and washed with pure water to completely remove the potassium hydroxide aqueous solution 21. Figure 4(k) (
l) shows the SiO2/Si substrate 20 after cleaning,
The SiO2/Si substrate 20 in this state after cleaning is observed with an optical microscope to confirm the state of the SiO2 mask etched surface of the substrate and the like.

【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、130
0℃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。
Next, as shown in FIGS. 5(m) and (n),
A magnetic material 23 is embedded in the groove 22 of the SiO2/Si substrate 20. There are the following four methods for embedding the magnetic material 23. The first method is to put ferrite magnetic powder with a diameter of 1 to 5 μm into the groove 22, cover the groove 22 with a separately prepared Si substrate, and apply pressure to increase the density of the hard ferrite magnetic powder. It's a method. In order to increase the density of magnetic powder, there are two methods: inserting magnetic powder while applying a magnetic field perpendicular to the substrate, applying vibration,
There is a method of sintering by leaving the material in an electric furnace heated to about 0° C. for about 10 hours. In the final sintering method, sintering fills the gaps between the magnetic powders and reduces the apparent volume. Therefore, 1
After sintering, it is necessary to insert magnetic powder again. After that, the magnetic powder inserted a second time can also be sintered. Furthermore, there is also a method of repeating the same process from the second time onwards.

【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2
0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。
The second method is to use SiO in a vacuum thin film forming apparatus.
2/Si substrate 20 is set, sputtering is performed using a sputtering material (hard ferrite) as a target, and the magnetic material 23 is embedded in the groove 22, which is the same as the normal sputtering method. The third method is to apply a coating agent containing magnetic powder used for magnetic tapes, magnetic diskettes, etc. to SiO2.
/Si substrate 20 is poured into the groove 22, and volatile substances are vaporized to increase the volume ratio of the magnetic powder. For more information,
Add ferrite magnetic powder to an organic binder liquid and mix thoroughly so that the magnetic powder is evenly distributed. However, to prevent air bubbles from forming during mixing,
You need to be very careful. Furthermore, the mixing ratio of magnetic powder greatly affects the strength of the magnetic field. The magnetic field strength changes approximately in proportion to the mixing volume ratio, and when the magnetic field strength is maximum, it is equal to the magnetic field strength when only the mixed magnetic powder is oriented. Next, the binder liquid mixed with magnetic powder is mixed with SiO2/
Drop it into the groove 22 of the Si substrate 20 until it slightly overflows the groove 22. Next, SiO2/Si substrate 2
0 on a hot plate and heated to about 50° C. to vaporize the volatile substances contained in the binder liquid and relatively increase the volume ratio of the magnetic powder. A fourth method is to deposit a magnetic metal material into the groove 22 by electroplating and fill it with the metal magnetic material.

【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SiO
2/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SiO2等からなる保護膜24を形成する。詳しく
は、CVD法(化学的気相成膜法)により約 1.0μ
m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。
Next, in any of the above four methods, as shown in FIG. 5(m), unevenness occurs on the surface of the magnetic material 23, so as shown in FIG. 6(o), SiO
2/ Polish the substrate surface of the Si substrate 20 to make it flat. Next, as shown in FIG. 6(p), the SiO2/Si substrate 20
A protective film 24 made of SiO2 or the like is formed thereon. In detail, approximately 1.0μ is formed using the CVD method (chemical vapor deposition method).
m SiO2 film is formed on the SiO2/Si substrate 20, or a thin film is formed on the SiO2/Si substrate 20.
The protective film 24 is formed by pasting it on the surface or applying resin, paint, or the like.

【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。
Next, the magnetic body 23 is magnetized by a magnetizer. Specifically, as shown in FIG. 6(q), the SiO2/Si substrate 20 is sandwiched between magnetic poles extending along the substrate surface, and the magnetic body 23 is magnetized by a magnetic field in a direction perpendicular to the substrate surface. Through the above steps, a SiO2/Si substrate 20 having a predetermined pattern of magnetized magnetic material is manufactured, that is, as shown in FIG.
A magnetic scale 25 shown in is manufactured.

【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(900〜110
0℃)で変形しないことが必要であり、上述のCrの他
に、Ti、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、N
i、Auを用いた場合のそれぞれのエッチング液として
は、SHNO3+HFの溶液、HCl+HNO3の溶液
、ヨードカリ水溶液が知られている。
Note that one of the conditions for the material of the metal film 12 is the temperature (900 to 110
0° C.), and in addition to the above-mentioned Cr, Ti, Ni, Au, Au-Cr alloy, Ni-Cr alloy, etc. can be used as the metal film 12. Ti,N
As the respective etching solutions when using Au, a solution of SHNO3+HF, a solution of HCl+HNO3, and an aqueous iodopotassium solution are known.

【0025】[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。
According to the present invention, since the metal film is formed by a photoetching process in the first step, a predetermined pattern can be etched with high positional accuracy in the second step, and the magnetic pattern position accuracy can be improved. Furthermore, different magnetic patterns (codes) can be manufactured at once by simply exchanging photolithography mask patterns.

【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。
Furthermore, since the magnetic material is magnetized after being embedded in the etched groove, it is possible to apply strong magnetization to the magnetic material, and as a result, a strong magnetic field strength can be obtained during position detection. The S/N ratio of the output signal can be increased. Furthermore, since the etching used in the first and second steps can be performed only by so-called wet etching, it is possible to eliminate the need for dry etching equipment such as RIE, which is generally expensive. Cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【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。
FIG. 1 is a diagram showing the first step of an embodiment of the magnetic pattern manufacturing method according to the present invention, in which (a) is a silicon substrate preparation step, (b) is a metal film forming step, and (c) is a The resist coating process is shown.

【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。
FIG. 2 is a diagram showing the next step after the step shown in FIG. 1, in which (d) is an exposure step, (e) is a development step, (f) is a metal film etching step, and (g) is a resist removal step. shows.

【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。
FIG. 3 is a diagram showing a step subsequent to the step shown in FIG. 2, in which (h) shows a protective film forming step, (i) a metal film removing step, and (j) a Si part etching step.

【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。
4 is a diagram showing an etching state confirmation step following the step shown in FIG. 3, where (k) is a cross section perpendicular to the substrate surface;
1) shows a cross section parallel to the substrate surface.

【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。
FIG. 5 is a diagram showing a magnetic material embedding step that is the next step after the step shown in FIG. 4, where (m) shows a cross section perpendicular to the substrate surface, and (n) shows a cross section parallel to the substrate surface. ing.

【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。
FIG. 6 is a diagram showing the next step after the step shown in FIG. 5, in which (o) is a substrate surface polishing step, (p) is a protective film forming step, and (q) is a magnetic material magnetization step. show.

【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。
FIG. 7 is a diagram showing a pattern of a magnetic scale manufactured by the steps shown in FIGS. 1 to 6.

【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。
FIG. 8 is a schematic diagram of an apparatus to which a conventional magnetic pattern manufacturing method is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 11 Si substrate (substrate material) 12 Metal film 18 SiO2 film (protective film) 22 Groove (etched groove) 23 Magnetic material

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A first step of selectively covering the surface of a substrate material with a metal film using a photo-etching process, and then forming a protective film on the exposed surface of the substrate material, and removing the metal film. a second step of etching the exposed portion of the substrate material to form a predetermined pattern on the substrate material; and a third step of embedding a magnetic material into the etched grooves of the pattern formed in the second step. A method for manufacturing a magnetic pattern, comprising the steps of: and a fourth step of magnetizing the magnetic material.
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