JPH1019909A - 磁気抵抗素子の製造方法と磁気抵抗素子、その磁気抵抗素子を用いたプローブの製造方法とプローブ、およびそのプローブを用いた磁気顕微鏡 - Google Patents
磁気抵抗素子の製造方法と磁気抵抗素子、その磁気抵抗素子を用いたプローブの製造方法とプローブ、およびそのプローブを用いた磁気顕微鏡Info
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- JPH1019909A JPH1019909A JP8193884A JP19388496A JPH1019909A JP H1019909 A JPH1019909 A JP H1019909A JP 8193884 A JP8193884 A JP 8193884A JP 19388496 A JP19388496 A JP 19388496A JP H1019909 A JPH1019909 A JP H1019909A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】先端を任意の形状に容易に形成できる磁気抵抗
素子の製造方法と磁気抵抗素子、磁気抵抗素子を用いた
プローブの製造方法とプローブ、およびそのプローブを
用いた磁気顕微鏡を提供する。 【解決手段】一方の基板である第一基板１の剥離層５上
に磁性体層７を形成し、他方の基板である第二基板１９
上に形成された引き出し電極９対上に、前記磁性体層を
転写することにより磁気抵抗素子を形成するか、または
一方の基板である第一基板１の剥離層５上に磁性体層を
形成し、他方の基板である第二基板１９上に形成された
接合層上に、前記磁性体層を転写しその磁性体層７に引
き出し電極９対を形成する。このようにして形成された
磁気抵抗素子とその磁気抵抗素子を用いたプローブの製
造方法とそのプローブ、およびそのプローブを用いて磁
気顕微鏡を構成したものである。
素子の製造方法と磁気抵抗素子、磁気抵抗素子を用いた
プローブの製造方法とプローブ、およびそのプローブを
用いた磁気顕微鏡を提供する。 【解決手段】一方の基板である第一基板１の剥離層５上
に磁性体層７を形成し、他方の基板である第二基板１９
上に形成された引き出し電極９対上に、前記磁性体層を
転写することにより磁気抵抗素子を形成するか、または
一方の基板である第一基板１の剥離層５上に磁性体層を
形成し、他方の基板である第二基板１９上に形成された
接合層上に、前記磁性体層を転写しその磁性体層７に引
き出し電極９対を形成する。このようにして形成された
磁気抵抗素子とその磁気抵抗素子を用いたプローブの製
造方法とそのプローブ、およびそのプローブを用いて磁
気顕微鏡を構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小な力を検出す
る走査型プローブ顕微鏡、特に磁気情報を検出する磁気
顕微鏡に用いる磁気抵抗素子および該磁気抵抗素子と薄
膜カンチレバーからなるプローブに関し、特に、該磁気
抵抗素子と該磁気抵抗素子を有するプローブを高い量産
性で製造するための製造方法、及びかかる磁気抵抗素子
を用いた磁気顕微鏡に関する。
る走査型プローブ顕微鏡、特に磁気情報を検出する磁気
顕微鏡に用いる磁気抵抗素子および該磁気抵抗素子と薄
膜カンチレバーからなるプローブに関し、特に、該磁気
抵抗素子と該磁気抵抗素子を有するプローブを高い量産
性で製造するための製造方法、及びかかる磁気抵抗素子
を用いた磁気顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、導体の表面原子の電子構造を直接
観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下、「ＳＴＭ」と
いう）が開発されて（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，４９，５７（１９８
３））単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能で
測定ができるようになって以来、走査型プローブ顕微鏡
（以下、「ＳＰＭ」という）が材料の微細構造評価の分
野でさかんに研究されるようになってきた。ＳＰＭとし
ては、微小探針を有するプローブを評価する試料に近接
させることにより得られるトンネル電流、原子間力、磁
気力、光等を用いて表面の構造を検出する走査型トンネ
ル顕微鏡（ＳＴＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、磁気
力顕微鏡（ＭＦＭ）、近視野走査光学顕微鏡（ＮＳＯ
Ｍ）等がある。これらＳＰＭの中でＭＦＭは、磁性体か
らなるバネ状のプローブを用い、磁気記録媒体や磁気ヘ
ッド等の磁性材料である試料とプローブの間に働く力を
検出することにより、試料の漏洩磁界分布を２次元、３
次元的に非破壊で計測するものである。ＭＦＭ用のプロ
ーブは鋭い先端の微小探針とバネとなるカンチレバーか
らなり、微小探針または、微小探針とカンチレバーが磁
性体層を有したものである。ＭＦＭにおいては、試料の
構造評価以外にも、探針の発生する磁界を用いて、磁気
記録媒体に直接記録を行う情報記憶装置への応用（Ｔ．
Ｏｋｕｂｏ ｅｔ ａｌ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａ
ｇ．，ＭＡＧ−２７（６），ｐｐ．５２８６−５２８
８，（１９９１））も研究されている。
観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下、「ＳＴＭ」と
いう）が開発されて（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，４９，５７（１９８
３））単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能で
測定ができるようになって以来、走査型プローブ顕微鏡
（以下、「ＳＰＭ」という）が材料の微細構造評価の分
野でさかんに研究されるようになってきた。ＳＰＭとし
ては、微小探針を有するプローブを評価する試料に近接
させることにより得られるトンネル電流、原子間力、磁
気力、光等を用いて表面の構造を検出する走査型トンネ
ル顕微鏡（ＳＴＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、磁気
力顕微鏡（ＭＦＭ）、近視野走査光学顕微鏡（ＮＳＯ
Ｍ）等がある。これらＳＰＭの中でＭＦＭは、磁性体か
らなるバネ状のプローブを用い、磁気記録媒体や磁気ヘ
ッド等の磁性材料である試料とプローブの間に働く力を
検出することにより、試料の漏洩磁界分布を２次元、３
次元的に非破壊で計測するものである。ＭＦＭ用のプロ
ーブは鋭い先端の微小探針とバネとなるカンチレバーか
らなり、微小探針または、微小探針とカンチレバーが磁
性体層を有したものである。ＭＦＭにおいては、試料の
構造評価以外にも、探針の発生する磁界を用いて、磁気
記録媒体に直接記録を行う情報記憶装置への応用（Ｔ．
Ｏｋｕｂｏ ｅｔ ａｌ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａ
ｇ．，ＭＡＧ−２７（６），ｐｐ．５２８６−５２８
８，（１９９１））も研究されている。
【０００３】従来、ＭＦＭ用プローブの形成方法とし
て、半導体製造プロセス技術を使い単結晶シリコンを用
いて異方性エッチングにより形成したプローブが知られ
ている（米国特許第５，２２１，４１５号明細書）。こ
のプローブの形成方法は、図１２に示すように、まず、
二酸化シリコン５１０、５１２のマスクを被覆したシリ
コンウエハ５１４に異方性エッチングによりピット５１
８を設け、このピットを探針の雌型とし、二酸化シリコ
ン５１０、５１２を除去し、次に全面に窒化シリコン層
５２０、５２１を被覆し片持ち梁（カンチレバー）及び
微小探針となる逆ピラミッド状ピット５２２を形成し、
片持ち梁状にパターニングした後、裏面の窒化シリコン
層５２１を除去しソウカット５３４とＣｒ層５３２を設
けたガラス板５３０と窒化シリコン層５２０を接合し、
シリコンウエハ５１４をエッチング除去することにより
マウンティングブロック５４０に転写された窒化シリコ
ンからなる、微小探針とカンチレバーを作製し、最後
に、裏面に光てこ式ＡＦＭ用の反射膜となる金属膜５４
２を形成するものである。ＭＦＭに用いる場合には、上
記プローブの表面に真空蒸着法を用いて磁性体層５４３
を形成すればよい。同様に、Ｓｉ上に形成した二酸化シ
リコンからなるプローブ上の表面に、真空蒸着法を用い
て磁性体層を形成した例としてはＡ．Ｋｉｋｕｋａｗａ
等（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６１（２
１），，ｐｐ２０６７−２０６９，（１９９２））、又
は保坂等（１９９２年度精密工学会秋季大会学術講演会
講演論文集，Ｈ２２，ｐｐ．２７７−２７８）によるＭ
ＦＭがある。また、図１３に示されるように、逆テーパ
ーをつけたレジスト６２２のレジスト開口部６２４に基
板６２１を回転させながら導電性材料６２５を斜めから
蒸着し、リフトオフすることにより探針６２３を形成す
る、スピント等により提案された方法（Ｃ．Ａ．Ｓｐｉ
ｎｄｔ ｅｔ ａｌ．，“Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐ
ｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ
ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅ ｗｉｔｈ ｍｏ
ｌｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，４７．，ｐｐ５２４８−５２６３．，（１９７
６））を用いて形成した磁性体からなる探針（Ｋ．Ｙａ
ｎａｇｉｓａｗａ ｅｔ ａｌ．，“Ｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｍｉｃｒｏ−Ａｃｔｕａｔｏｒ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅ
ｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ｐｐ．１２０−１
２３，（１９９１））がある。ＭＦＭを用いた構造評価
やＭＦＭの情報記録再生装置への応用を考えると、高分
解能や高記録密度を達成するためにＭＦＭの探針先端部
を出来るだけ試料に近付けることが可能で、かつ、再生
周波数を高くしても再生出力は低下しないことが望まれ
る。
て、半導体製造プロセス技術を使い単結晶シリコンを用
いて異方性エッチングにより形成したプローブが知られ
ている（米国特許第５，２２１，４１５号明細書）。こ
のプローブの形成方法は、図１２に示すように、まず、
二酸化シリコン５１０、５１２のマスクを被覆したシリ
コンウエハ５１４に異方性エッチングによりピット５１
８を設け、このピットを探針の雌型とし、二酸化シリコ
ン５１０、５１２を除去し、次に全面に窒化シリコン層
５２０、５２１を被覆し片持ち梁（カンチレバー）及び
微小探針となる逆ピラミッド状ピット５２２を形成し、
片持ち梁状にパターニングした後、裏面の窒化シリコン
層５２１を除去しソウカット５３４とＣｒ層５３２を設
けたガラス板５３０と窒化シリコン層５２０を接合し、
シリコンウエハ５１４をエッチング除去することにより
マウンティングブロック５４０に転写された窒化シリコ
ンからなる、微小探針とカンチレバーを作製し、最後
に、裏面に光てこ式ＡＦＭ用の反射膜となる金属膜５４
２を形成するものである。ＭＦＭに用いる場合には、上
記プローブの表面に真空蒸着法を用いて磁性体層５４３
を形成すればよい。同様に、Ｓｉ上に形成した二酸化シ
リコンからなるプローブ上の表面に、真空蒸着法を用い
て磁性体層を形成した例としてはＡ．Ｋｉｋｕｋａｗａ
等（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６１（２
１），，ｐｐ２０６７−２０６９，（１９９２））、又
は保坂等（１９９２年度精密工学会秋季大会学術講演会
講演論文集，Ｈ２２，ｐｐ．２７７−２７８）によるＭ
ＦＭがある。また、図１３に示されるように、逆テーパ
ーをつけたレジスト６２２のレジスト開口部６２４に基
板６２１を回転させながら導電性材料６２５を斜めから
蒸着し、リフトオフすることにより探針６２３を形成す
る、スピント等により提案された方法（Ｃ．Ａ．Ｓｐｉ
ｎｄｔ ｅｔ ａｌ．，“Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐ
ｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ
ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅ ｗｉｔｈ ｍｏ
ｌｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，４７．，ｐｐ５２４８−５２６３．，（１９７
６））を用いて形成した磁性体からなる探針（Ｋ．Ｙａ
ｎａｇｉｓａｗａ ｅｔ ａｌ．，“Ｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｍｉｃｒｏ−Ａｃｔｕａｔｏｒ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅ
ｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ｐｐ．１２０−１
２３，（１９９１））がある。ＭＦＭを用いた構造評価
やＭＦＭの情報記録再生装置への応用を考えると、高分
解能や高記録密度を達成するためにＭＦＭの探針先端部
を出来るだけ試料に近付けることが可能で、かつ、再生
周波数を高くしても再生出力は低下しないことが望まれ
る。
【０００４】近年このような高密度化、高速化の要請に
ともない、磁性試料表面の漏洩磁界による磁気抵抗の変
化を検出することにより、高い再生周波数においても、
検出感度が低下しない磁気抵抗素子（以下ＭＲ素子）が
提案されている（Ｆ．Ｊｅｆｆｅｒｓ ｅｔ ａｌ．，
“Ｕｎｓｈｉｅｌｄｅｄ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔ
ｉｖｅ ｈｅａｄｓ ｉｎ ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｄｅ
ｎｓｉｔｙ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａ
ｎｓ．Ｍａｇ．，ＭＡＧ−２０，ｐｐ７０３，（１９８
４））。
ともない、磁性試料表面の漏洩磁界による磁気抵抗の変
化を検出することにより、高い再生周波数においても、
検出感度が低下しない磁気抵抗素子（以下ＭＲ素子）が
提案されている（Ｆ．Ｊｅｆｆｅｒｓ ｅｔ ａｌ．，
“Ｕｎｓｈｉｅｌｄｅｄ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔ
ｉｖｅ ｈｅａｄｓ ｉｎ ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｄｅ
ｎｓｉｔｙ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａ
ｎｓ．Ｍａｇ．，ＭＡＧ−２０，ｐｐ７０３，（１９８
４））。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法でＭＲ素子を作成しようとすると以下の（１）〜
（５）のような問題がある。 （１）ＭＲ素子を作成するためには、バイアス磁界を発
生させるための電極や、磁界洩れを遮断するためのシー
ルドを形成する必要があり、構造上の複雑さゆえ、歩留
まりが悪く、低価格化が困難である。叉、図１２に示し
た従来例のプローブの製造方法においては、以下のよう
な問題点を有していた。 （２）磁性体層をカンチレバーの表面の全面に形成する
ため、カンチレバーを試料に近接させた際に、探針のみ
ならず、カンチレバー上に形成した磁性体層も漏洩磁界
を受ける可能性があり、検出信号のノイズが大きくなる
可能性がある。 （３）磁性体層をカンチレバーの表面の全面に形成する
ことで生じる磁性体層の膜応力によるカンチレバーの反
りを抑えるために、磁性体層の厚みとしては数ｎｍ〜数
十ｎｍ程度の薄膜となり、磁気力の検出感度が低くな
る。 （４）探針表面上に磁性体層を被覆してＭＦＭの探針と
する場合には、探針の先端部は鋭利に形成されているた
めに磁性体材料が被覆されにくく、被覆した場合にも磁
性体膜に粒塊が現れ易い。一方粒塊の大きさ、位置の制
御を再現性よく行なうことは一般に困難である。また、
図１３の方法で探針を作成すると以下の様な問題があ
る。 （５）探針を形成する際のレジストのパターニング条件
及び磁性体材料の蒸着条件等を一定にするには厳しいプ
ロセス管理が必要となり、形成された微小探針の高さや
先端曲率半径等の正確な形状を、随時、再現性良く維持
するのが難しい。
方法でＭＲ素子を作成しようとすると以下の（１）〜
（５）のような問題がある。 （１）ＭＲ素子を作成するためには、バイアス磁界を発
生させるための電極や、磁界洩れを遮断するためのシー
ルドを形成する必要があり、構造上の複雑さゆえ、歩留
まりが悪く、低価格化が困難である。叉、図１２に示し
た従来例のプローブの製造方法においては、以下のよう
な問題点を有していた。 （２）磁性体層をカンチレバーの表面の全面に形成する
ため、カンチレバーを試料に近接させた際に、探針のみ
ならず、カンチレバー上に形成した磁性体層も漏洩磁界
を受ける可能性があり、検出信号のノイズが大きくなる
可能性がある。 （３）磁性体層をカンチレバーの表面の全面に形成する
ことで生じる磁性体層の膜応力によるカンチレバーの反
りを抑えるために、磁性体層の厚みとしては数ｎｍ〜数
十ｎｍ程度の薄膜となり、磁気力の検出感度が低くな
る。 （４）探針表面上に磁性体層を被覆してＭＦＭの探針と
する場合には、探針の先端部は鋭利に形成されているた
めに磁性体材料が被覆されにくく、被覆した場合にも磁
性体膜に粒塊が現れ易い。一方粒塊の大きさ、位置の制
御を再現性よく行なうことは一般に困難である。また、
図１３の方法で探針を作成すると以下の様な問題があ
る。 （５）探針を形成する際のレジストのパターニング条件
及び磁性体材料の蒸着条件等を一定にするには厳しいプ
ロセス管理が必要となり、形成された微小探針の高さや
先端曲率半径等の正確な形状を、随時、再現性良く維持
するのが難しい。
【０００６】そこで、本発明は、上記従来の方法におけ
る課題を解決し、製造工程の簡略化と歩留まりの向上を
図ることができるＭＲ素子の製造方法とＭＲ素子、ＭＲ
素子を用いたプローブの製造方法とプローブ、およびそ
のプローブを用いた磁気顕微鏡を提供することを目的と
している。また、本発明は、雌型の再利用を可能として
生産性の向上と製造コストを低減することができるＭＲ
素子の製造方法とＭＲ素子、ＭＲ素子を用いたプローブ
の製造方法とプローブ、およびそのプローブを用いた磁
気顕微鏡を提供することを目的としている。また、本発
明は、ＭＲ素子のみをカンチレバー先端に形成して所望
の厚みとすることができるプローブの製造方法とプロー
ブ、およびそのプローブを用いた磁気顕微鏡を提供する
ことを目的としている。また、本発明は、ＭＲ素子とし
て再現性の良い均一な形状が得られ、先端を任意の形状
に容易に形成できるＭＲ素子の製造方法とＭＲ素子、Ｍ
Ｒ素子を用いたプローブの製造方法とプローブ、および
そのプローブを用いた磁気顕微鏡を提供することを目的
としている。
る課題を解決し、製造工程の簡略化と歩留まりの向上を
図ることができるＭＲ素子の製造方法とＭＲ素子、ＭＲ
素子を用いたプローブの製造方法とプローブ、およびそ
のプローブを用いた磁気顕微鏡を提供することを目的と
している。また、本発明は、雌型の再利用を可能として
生産性の向上と製造コストを低減することができるＭＲ
素子の製造方法とＭＲ素子、ＭＲ素子を用いたプローブ
の製造方法とプローブ、およびそのプローブを用いた磁
気顕微鏡を提供することを目的としている。また、本発
明は、ＭＲ素子のみをカンチレバー先端に形成して所望
の厚みとすることができるプローブの製造方法とプロー
ブ、およびそのプローブを用いた磁気顕微鏡を提供する
ことを目的としている。また、本発明は、ＭＲ素子とし
て再現性の良い均一な形状が得られ、先端を任意の形状
に容易に形成できるＭＲ素子の製造方法とＭＲ素子、Ｍ
Ｒ素子を用いたプローブの製造方法とプローブ、および
そのプローブを用いた磁気顕微鏡を提供することを目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ＭＲ素子の製造方法とＭＲ素子、ＭＲ素
子を用いたプローブの製造方法とプローブ、およびその
プローブを用いた磁気顕微鏡をつぎのように構成したも
のである。すなわち、本発明のＭＲ素子の製造方法は、
第一基板の剥離層上に磁性体層を形成し、第二基板上に
形成された引き出し電極対上に、前記磁性体層を転写す
ることによりＭＲ素子を形成することを特徴としてい
る。そして、その製造方法の一つは、各工程を少なくと
も、（ａ）第１基板の表面に剥離層を形成する工程と、
（ｂ）前記第１基板の剥離層上に、磁性体層を形成する
工程と、（ｃ）第２基板に引き出し電極対を形成する工
程と、（ｄ）前記第１基板における剥離層上の磁性体層
を、前記第２基板の引き出し電極対先端部に接合する工
程と、（ｅ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離
層と第１基板の界面で剥離を行い前記引き出し電極対先
端部に前記磁性体層を転写する工程とにより構成するこ
とができる。また、その別の製造方法として、各工程を
少なくとも、（ａ）第１基板の表面に凹部を形成する工
程と、（ｂ）前記第１基板の凹部を含む基板上に、剥離
層を形成する工程と、（ｃ）前記第１基板の凹部を含む
剥離層上に、磁性体層を被覆する工程と、（ｄ）第２基
板に引き出し電極対を形成する工程と、（ｅ）前記第１
基板における凹部を含む剥離層上の磁性体層を、前記第
２基板の引き出し電極対先端部に接合する工程と、
（ｆ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層と第
１基板の界面で剥離を行い前記引き出し電極対先端部に
前記磁性体層を転写する工程とにより構成することがで
きる。
決するために、ＭＲ素子の製造方法とＭＲ素子、ＭＲ素
子を用いたプローブの製造方法とプローブ、およびその
プローブを用いた磁気顕微鏡をつぎのように構成したも
のである。すなわち、本発明のＭＲ素子の製造方法は、
第一基板の剥離層上に磁性体層を形成し、第二基板上に
形成された引き出し電極対上に、前記磁性体層を転写す
ることによりＭＲ素子を形成することを特徴としてい
る。そして、その製造方法の一つは、各工程を少なくと
も、（ａ）第１基板の表面に剥離層を形成する工程と、
（ｂ）前記第１基板の剥離層上に、磁性体層を形成する
工程と、（ｃ）第２基板に引き出し電極対を形成する工
程と、（ｄ）前記第１基板における剥離層上の磁性体層
を、前記第２基板の引き出し電極対先端部に接合する工
程と、（ｅ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離
層と第１基板の界面で剥離を行い前記引き出し電極対先
端部に前記磁性体層を転写する工程とにより構成するこ
とができる。また、その別の製造方法として、各工程を
少なくとも、（ａ）第１基板の表面に凹部を形成する工
程と、（ｂ）前記第１基板の凹部を含む基板上に、剥離
層を形成する工程と、（ｃ）前記第１基板の凹部を含む
剥離層上に、磁性体層を被覆する工程と、（ｄ）第２基
板に引き出し電極対を形成する工程と、（ｅ）前記第１
基板における凹部を含む剥離層上の磁性体層を、前記第
２基板の引き出し電極対先端部に接合する工程と、
（ｆ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層と第
１基板の界面で剥離を行い前記引き出し電極対先端部に
前記磁性体層を転写する工程とにより構成することがで
きる。
【０００８】また、本発明のＭＲ素子の別の製造方法
は、第一基板の剥離層上に磁性体層を形成し、第二基板
上に形成された接合層上に、前記磁性体層を転写しその
磁性体層に引き出し電極対を形成することを特徴として
いる。そして、この製造方法は、各工程を少なくとも、
（ａ）第１基板の表面に凹部を形成する工程と、（ｂ）
前記第１基板の凹部を含む基板上に、剥離層を形成する
工程と、（ｃ）前記第１基板の凹部を含む剥離層上に、
磁性体層を被覆する工程と、（ｄ）第２基板に接合層を
形成する工程と、（ｅ）前記第１基板における凹部を含
む剥離層上の磁性体層を、前記第２基板の接合層に接合
する工程と、（ｆ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前
記剥離層と第１基板の界面で剥離を行い前記接合層に前
記磁性体層を転写する工程と、（ｇ）前記磁性体層表面
に引き出し電極対を形成する工程とにより構成すること
ができる。そして、本発明においては、つぎの特徴を有
する。 （１）前記第１基板が、単結晶シリコン基板であり、結
晶軸異方性エッチングにより基板表面に凹部を形成する
こと。 （２）前記接合層が、金属であること。 （３）前記磁性体層を第２基板上の引き出し電極対先端
部、もしくは接合層に接合する工程が、金属層を介し及
び／または金属からなる接着層の金属材料間の圧着によ
る金属結合により達成されること。
は、第一基板の剥離層上に磁性体層を形成し、第二基板
上に形成された接合層上に、前記磁性体層を転写しその
磁性体層に引き出し電極対を形成することを特徴として
いる。そして、この製造方法は、各工程を少なくとも、
（ａ）第１基板の表面に凹部を形成する工程と、（ｂ）
前記第１基板の凹部を含む基板上に、剥離層を形成する
工程と、（ｃ）前記第１基板の凹部を含む剥離層上に、
磁性体層を被覆する工程と、（ｄ）第２基板に接合層を
形成する工程と、（ｅ）前記第１基板における凹部を含
む剥離層上の磁性体層を、前記第２基板の接合層に接合
する工程と、（ｆ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前
記剥離層と第１基板の界面で剥離を行い前記接合層に前
記磁性体層を転写する工程と、（ｇ）前記磁性体層表面
に引き出し電極対を形成する工程とにより構成すること
ができる。そして、本発明においては、つぎの特徴を有
する。 （１）前記第１基板が、単結晶シリコン基板であり、結
晶軸異方性エッチングにより基板表面に凹部を形成する
こと。 （２）前記接合層が、金属であること。 （３）前記磁性体層を第２基板上の引き出し電極対先端
部、もしくは接合層に接合する工程が、金属層を介し及
び／または金属からなる接着層の金属材料間の圧着によ
る金属結合により達成されること。
【０００９】また、本発明のＭＲ素子は、基板と、該基
板上に形成された引き出し電極対と、該引き出し電極対
上に形成された磁性体層とを備え、前記電極対の一方の
引き出し電極から磁性体層を経由して他方の引き出し電
極に電流が流れる構成とされていることを特徴としてい
る。また、本発明の別のＭＲ素子は、基板と、該基板上
に形成された引き出し電極対と、該引き出し電極対上に
形成された接合層と、該接合層上に形成された磁性体層
からなる磁気抵抗素子とを備え、前記電極対の一方の引
き出し電極から接合層及び磁性体層を経由して他方の引
き出し電極に電流が流れる構成とされていることを特徴
としている。
板上に形成された引き出し電極対と、該引き出し電極対
上に形成された磁性体層とを備え、前記電極対の一方の
引き出し電極から磁性体層を経由して他方の引き出し電
極に電流が流れる構成とされていることを特徴としてい
る。また、本発明の別のＭＲ素子は、基板と、該基板上
に形成された引き出し電極対と、該引き出し電極対上に
形成された接合層と、該接合層上に形成された磁性体層
からなる磁気抵抗素子とを備え、前記電極対の一方の引
き出し電極から接合層及び磁性体層を経由して他方の引
き出し電極に電流が流れる構成とされていることを特徴
としている。
【００１０】また、本発明のさらに別のＭＲ素子は、基
板と、該基板上に接合層を介して形成された磁性体層
と、該磁性体層表面に形成された引き出し電極対とを備
え、前記電極対の一方の引き出し電極から磁性体層を経
由して他方の引き出し電極に電流が流れる構成とされて
いることを特徴としている。そして、本発明は、つぎの
特徴を有する。 （１）前記磁性体層と引き出し電極対または接合層が、
金属材料間の圧着により金属結合されていること。 （２）前記ＭＲ素子が、凸形状を有していること。 （３）前記ＭＲ素子が、逆ピラミッド型を写しとった形
状を有していること。また、本発明のプローブの製造方
法は、ＭＲ素子と薄膜カンチレバーからなるプローブの
製造方法において、（ａ）第１基板上に剥離層を形成す
る工程と、（ｂ）第１基板上に磁性体層を被覆する工程
と、（ｃ）第２基板に薄膜カンチレバーを形成する工程
と、（ｄ）前記薄膜カンチレバー上に引き出し電極対を
形成する工程と、（ｅ）前記第１基板における剥離層上
の磁性体層を、前記第２基板における薄膜カンチレバー
上の引き出し電極対先端部に接合する工程と、（ｆ）前
記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層と第１基板の
界面で剥離を行い前記接合層に前記磁性体層を転写する
工程と、（ｇ）前記薄膜カンチレバーの一端が第２基板
に固定される様に薄膜カンチレバー下部の第２基板の一
部を除去する工程とを少なくとも有することを特徴とし
ている。
板と、該基板上に接合層を介して形成された磁性体層
と、該磁性体層表面に形成された引き出し電極対とを備
え、前記電極対の一方の引き出し電極から磁性体層を経
由して他方の引き出し電極に電流が流れる構成とされて
いることを特徴としている。そして、本発明は、つぎの
特徴を有する。 （１）前記磁性体層と引き出し電極対または接合層が、
金属材料間の圧着により金属結合されていること。 （２）前記ＭＲ素子が、凸形状を有していること。 （３）前記ＭＲ素子が、逆ピラミッド型を写しとった形
状を有していること。また、本発明のプローブの製造方
法は、ＭＲ素子と薄膜カンチレバーからなるプローブの
製造方法において、（ａ）第１基板上に剥離層を形成す
る工程と、（ｂ）第１基板上に磁性体層を被覆する工程
と、（ｃ）第２基板に薄膜カンチレバーを形成する工程
と、（ｄ）前記薄膜カンチレバー上に引き出し電極対を
形成する工程と、（ｅ）前記第１基板における剥離層上
の磁性体層を、前記第２基板における薄膜カンチレバー
上の引き出し電極対先端部に接合する工程と、（ｆ）前
記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層と第１基板の
界面で剥離を行い前記接合層に前記磁性体層を転写する
工程と、（ｇ）前記薄膜カンチレバーの一端が第２基板
に固定される様に薄膜カンチレバー下部の第２基板の一
部を除去する工程とを少なくとも有することを特徴とし
ている。
【００１１】また、本発明のプローブの別の製造方法
は、ＭＲ素子と薄膜カンチレバーからなるプローブの製
造方法において、（ａ）第１基板の表面に凹部を形成す
る工程と、（ｂ）前記第１基板の凹部を含む基板上に、
剥離層を形成する工程と、（ｃ）前記第１基板の凹部を
含む剥離層上に、磁性体層を被覆する工程と、（ｄ）第
２基板に薄膜カンチレバーを形成する工程と、（ｅ）前
記薄膜カンチレバー上に、引き出し電極対を形成する工
程と、（ｆ）前記第１基板における凹部を含む剥離層上
の磁性体層を、前記第２基板における薄膜カンチレバー
上の引き出し電極対先端部に接合する工程と、（ｇ）前
記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層と第１基板の
界面で剥離を行い接合層に磁性体層を転写する工程と、
（ｈ）前記薄膜カンチレバーの一端が第２基板に固定さ
れる様に薄膜カンチレバー下部の第２基板の一部を除去
する工程とを少なくとも有することを特徴としている。
また、本発明のプローブのさらに別の製造方法は、ＭＲ
素子と薄膜カンチレバーからなるプローブの製造方法に
おいて、（ａ）第１基板の表面に凹部を形成する工程
と、（ｂ）前記第１基板の凹部を含む基板上に、剥離層
を形成する工程と、（ｃ）前記第１基板の凹部を含む剥
離層上に、磁性体層を被覆する工程と、（ｄ）第２基板
に薄膜カンチレバーを形成する工程と、（ｅ）前記薄膜
カンチレバー先端上に、接合層を形成する工程と、
（ｆ）前記第１基板における凹部を含む剥離層上の磁性
体層を、前記第２基板の接合層に接合する工程と、
（ｇ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層と第
１基板の界面で剥離を行い前記接合層に前記磁性体層を
転写する工程と、（ｈ）前記磁性体層表面に引き出し電
極対を形成する工程と、（ｉ）前記薄膜カンチレバーの
一端が第２基板に固定される様に薄膜カンチレバー下部
の第２基板の一部を除去する工程とを少なくとも有する
ことを特徴としている。
は、ＭＲ素子と薄膜カンチレバーからなるプローブの製
造方法において、（ａ）第１基板の表面に凹部を形成す
る工程と、（ｂ）前記第１基板の凹部を含む基板上に、
剥離層を形成する工程と、（ｃ）前記第１基板の凹部を
含む剥離層上に、磁性体層を被覆する工程と、（ｄ）第
２基板に薄膜カンチレバーを形成する工程と、（ｅ）前
記薄膜カンチレバー上に、引き出し電極対を形成する工
程と、（ｆ）前記第１基板における凹部を含む剥離層上
の磁性体層を、前記第２基板における薄膜カンチレバー
上の引き出し電極対先端部に接合する工程と、（ｇ）前
記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層と第１基板の
界面で剥離を行い接合層に磁性体層を転写する工程と、
（ｈ）前記薄膜カンチレバーの一端が第２基板に固定さ
れる様に薄膜カンチレバー下部の第２基板の一部を除去
する工程とを少なくとも有することを特徴としている。
また、本発明のプローブのさらに別の製造方法は、ＭＲ
素子と薄膜カンチレバーからなるプローブの製造方法に
おいて、（ａ）第１基板の表面に凹部を形成する工程
と、（ｂ）前記第１基板の凹部を含む基板上に、剥離層
を形成する工程と、（ｃ）前記第１基板の凹部を含む剥
離層上に、磁性体層を被覆する工程と、（ｄ）第２基板
に薄膜カンチレバーを形成する工程と、（ｅ）前記薄膜
カンチレバー先端上に、接合層を形成する工程と、
（ｆ）前記第１基板における凹部を含む剥離層上の磁性
体層を、前記第２基板の接合層に接合する工程と、
（ｇ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層と第
１基板の界面で剥離を行い前記接合層に前記磁性体層を
転写する工程と、（ｈ）前記磁性体層表面に引き出し電
極対を形成する工程と、（ｉ）前記薄膜カンチレバーの
一端が第２基板に固定される様に薄膜カンチレバー下部
の第２基板の一部を除去する工程とを少なくとも有する
ことを特徴としている。
【００１２】また、本発明のプローブは、磁気情報を検
出するために用いるプローブであって、一端が基板に固
定された薄膜カンチレバー上に、ＭＲ素子にバイアス電
流を流して磁気抵抗を検出するための引き出し電極対を
形成し、該薄膜カンチレバーの自由端における前記引き
出し電極対上にＭＲ素子を設けたことを特徴としてい
る。
出するために用いるプローブであって、一端が基板に固
定された薄膜カンチレバー上に、ＭＲ素子にバイアス電
流を流して磁気抵抗を検出するための引き出し電極対を
形成し、該薄膜カンチレバーの自由端における前記引き
出し電極対上にＭＲ素子を設けたことを特徴としてい
る。
【００１３】また、本発明のべつのプローブは、磁気情
報を検出するために用いるプローブであって、一端が基
板に固定された薄膜カンチレバー上に、ＭＲ素子にバイ
アス電流を流して磁気抵抗を検出するための引き出し電
極対を形成し、該薄膜カンチレバーの自由端における前
記引き出し電極対上に、金属材料間の圧着により金属結
合する接合層を介してＭＲ素子を接合したことを特徴と
している。そして、本発明のこれらのプローブにおいて
は、前記電極対の一方の引き出し電極から磁性体層を経
由して他方の引き出し電極に電流が流れるように構成さ
れている。また、本発明の磁気顕微鏡は、上述したいず
れかのプローブを用い、前記磁性層にコイルを用いてバ
イアス磁界をかけているときの磁界変化に伴う磁性体の
抵抗変化をバイアス電流をかけることによって検出する
ことを特徴としている。本発明の磁気顕微鏡において
は、前記プローブは試料との間隔制御を前記プローブと
前記試料間に作用する力によってプローブを支持する弾
性体を変形させることにより行うこともでき、また、前
記プローブと前記試料間に作用する力として、原子間斥
力を用いることができる。
報を検出するために用いるプローブであって、一端が基
板に固定された薄膜カンチレバー上に、ＭＲ素子にバイ
アス電流を流して磁気抵抗を検出するための引き出し電
極対を形成し、該薄膜カンチレバーの自由端における前
記引き出し電極対上に、金属材料間の圧着により金属結
合する接合層を介してＭＲ素子を接合したことを特徴と
している。そして、本発明のこれらのプローブにおいて
は、前記電極対の一方の引き出し電極から磁性体層を経
由して他方の引き出し電極に電流が流れるように構成さ
れている。また、本発明の磁気顕微鏡は、上述したいず
れかのプローブを用い、前記磁性層にコイルを用いてバ
イアス磁界をかけているときの磁界変化に伴う磁性体の
抵抗変化をバイアス電流をかけることによって検出する
ことを特徴としている。本発明の磁気顕微鏡において
は、前記プローブは試料との間隔制御を前記プローブと
前記試料間に作用する力によってプローブを支持する弾
性体を変形させることにより行うこともでき、また、前
記プローブと前記試料間に作用する力として、原子間斥
力を用いることができる。
【００１４】本発明は上記構成により、第１基板上の剥
離層に形成された磁性体層を第２基板上の接合層へ転写
することによりＭＲ素子を形成することで、第１基板を
後工程でエッチング除去することなく、上記接合及び転
写工程で、極めて容易に、かつ正確にＭＲ素子部を形成
できるので、生産性を向上させることができる。また、
転写工程の後に磁性体層、または剥離層と磁性体層を新
たに形成することにより、雌型となる第１基板は繰り返
し使用できるため、製造コストの低減ができ、同一の雌
型を用いることによりＭＲ素子の形状再現性を保つこと
ができる。さらに、ＭＲ素子をカンチレバー先端部に形
成し、カンチレバーのたわみ量を検知することによって
カンチレバー先端と試料の間隔制御をおこなうと同時
に、ＭＲ素子の磁気抵抗の変化を検出するので、高い再
生周波数においても、再生出力を低下させることなく、
磁気情報を検出することが可能である。
離層に形成された磁性体層を第２基板上の接合層へ転写
することによりＭＲ素子を形成することで、第１基板を
後工程でエッチング除去することなく、上記接合及び転
写工程で、極めて容易に、かつ正確にＭＲ素子部を形成
できるので、生産性を向上させることができる。また、
転写工程の後に磁性体層、または剥離層と磁性体層を新
たに形成することにより、雌型となる第１基板は繰り返
し使用できるため、製造コストの低減ができ、同一の雌
型を用いることによりＭＲ素子の形状再現性を保つこと
ができる。さらに、ＭＲ素子をカンチレバー先端部に形
成し、カンチレバーのたわみ量を検知することによって
カンチレバー先端と試料の間隔制御をおこなうと同時
に、ＭＲ素子の磁気抵抗の変化を検出するので、高い再
生周波数においても、再生出力を低下させることなく、
磁気情報を検出することが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の構成をより具体的に述べ
る。好ましくは、第１基板として単結晶シリコン基板を
用い、結晶軸による異方性エッチングにより（１１１）
の結晶面からなる凹部を形成する。結晶軸異方性エッチ
ングにより凹部を形成した単結晶基板上にＭＲ素子材料
を形成することによりＭＲ素子の雌型となる凹部は任意
の形状で、また同一基板上に複数形成した場合には形状
の揃ったものとなり、その結果得られるＭＲ素子は特性
の揃ったものとなる。また、上記したとおり、転写の際
には、磁性体層と引き出し電極対を接着する、もしくは
金属からなる接合層及び／又は金属層を介して磁性体層
と引き出し電極対を接着することにより、磁性体層の転
写は金属材料間の圧着による金属材料間の金属結合によ
り達成される。磁性体層、剥離層、金属層、接合層、引
き出し電極対の形成方法として、従来公知の技術たとえ
ば真空蒸着法やスパッタ法、化学気相成長、鍍金法等の
薄膜作製技術を用い、さらにフォトリソグラフィプロセ
ス、及びエッチングを適用することで所望の形状にパタ
ーニングする。本発明におけるＭＲ素子は、第１基板上
に形成した剥離層、又は凹部上の剥離層の表面形状を忠
実に再現するため、薄膜作製方法に制限されない。さら
にかかるＭＲ素子は両端を金属結合により支持され、第
２基板に対し凸である。
る。好ましくは、第１基板として単結晶シリコン基板を
用い、結晶軸による異方性エッチングにより（１１１）
の結晶面からなる凹部を形成する。結晶軸異方性エッチ
ングにより凹部を形成した単結晶基板上にＭＲ素子材料
を形成することによりＭＲ素子の雌型となる凹部は任意
の形状で、また同一基板上に複数形成した場合には形状
の揃ったものとなり、その結果得られるＭＲ素子は特性
の揃ったものとなる。また、上記したとおり、転写の際
には、磁性体層と引き出し電極対を接着する、もしくは
金属からなる接合層及び／又は金属層を介して磁性体層
と引き出し電極対を接着することにより、磁性体層の転
写は金属材料間の圧着による金属材料間の金属結合によ
り達成される。磁性体層、剥離層、金属層、接合層、引
き出し電極対の形成方法として、従来公知の技術たとえ
ば真空蒸着法やスパッタ法、化学気相成長、鍍金法等の
薄膜作製技術を用い、さらにフォトリソグラフィプロセ
ス、及びエッチングを適用することで所望の形状にパタ
ーニングする。本発明におけるＭＲ素子は、第１基板上
に形成した剥離層、又は凹部上の剥離層の表面形状を忠
実に再現するため、薄膜作製方法に制限されない。さら
にかかるＭＲ素子は両端を金属結合により支持され、第
２基板に対し凸である。
【００１６】ＭＲ素子を形成する磁性体層としては、例
えば、Ｆｅ、パーマロイ合金、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏを主成
分とする合金からなる軟磁性体材料、あるいはＣｏ、Ｃ
ｏＰｔ、ＣｏＰｔ−Ｍｅｔａｌ、ＣｏＰ、ＣｏＮｉＰ、
ＣｏＣｒ、ＦｅＣｏＣｒ、ＣｏＭｎＰ、ＣｏＳｍ等の合
金からなる硬磁性体等の強磁性体材料を用いることが可
能である。さらに、Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｆｅ、Ｎｉある
いはこれらを主成分とする強磁性体とＣｕ、Ｍｎ、Ｃ
ｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇなどの非磁性材料を積層した多層
膜を用いることが可能である。上述の引き出し電極対は
バイアス電流を流し、磁気抵抗の変化を検出するために
磁性体層の両端に設ける。かかる引き出し電極対を用い
ることにより、一方の引き出し電極から磁性体層を経由
して他方の引き出し電極に電流を流すことを可能にす
る。また、上述の磁性体層にバイアス磁界を用いて特定
の方向に磁場を印加することにより、磁気異方性を付与
することが可能である。また、本発明において、第２基
板に薄膜カンチレバーとなる層をあらかじめ形成してお
き、該薄膜カンチレバーの先端上にパターニングされた
引き出し電極対及び／叉は接合層を設け、剥離層上の磁
性体層を引き出し電極対及び／叉は接合層に接合、転写
した後に、薄膜カンチレバーの一端が第２基板に固定さ
れるように薄膜カンチレバー下部の第２基板の一部を除
去することにより、ＭＲ素子を自由端に有するカンチレ
バー型のプローブを作製することが可能である。また、
薄膜カンチレバー等の自由端にＭＲ素子を設ける場合、
軽量化が図られ、ＭＲ素子つきカンチレバーの共振周波
数の低下を抑えることができる。本発明の製造方法によ
れば、ＭＲ素子は任意の形状で作製することが可能であ
るが、試料と良好に接触させるために、第２基板叉は薄
膜カンチレバーから突起していることが好ましい。ま
た、カンチレバーの形状についても何ら制限するものは
ないが、走査を行なう際に、カンチレバーのたわみ（縦
方向の変位）だけでなく、ねじれ（横方向の変位）に対
しても追従しやすくするために、カンチレバーをＶ字型
に形成することが好ましい。
えば、Ｆｅ、パーマロイ合金、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏを主成
分とする合金からなる軟磁性体材料、あるいはＣｏ、Ｃ
ｏＰｔ、ＣｏＰｔ−Ｍｅｔａｌ、ＣｏＰ、ＣｏＮｉＰ、
ＣｏＣｒ、ＦｅＣｏＣｒ、ＣｏＭｎＰ、ＣｏＳｍ等の合
金からなる硬磁性体等の強磁性体材料を用いることが可
能である。さらに、Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｆｅ、Ｎｉある
いはこれらを主成分とする強磁性体とＣｕ、Ｍｎ、Ｃ
ｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇなどの非磁性材料を積層した多層
膜を用いることが可能である。上述の引き出し電極対は
バイアス電流を流し、磁気抵抗の変化を検出するために
磁性体層の両端に設ける。かかる引き出し電極対を用い
ることにより、一方の引き出し電極から磁性体層を経由
して他方の引き出し電極に電流を流すことを可能にす
る。また、上述の磁性体層にバイアス磁界を用いて特定
の方向に磁場を印加することにより、磁気異方性を付与
することが可能である。また、本発明において、第２基
板に薄膜カンチレバーとなる層をあらかじめ形成してお
き、該薄膜カンチレバーの先端上にパターニングされた
引き出し電極対及び／叉は接合層を設け、剥離層上の磁
性体層を引き出し電極対及び／叉は接合層に接合、転写
した後に、薄膜カンチレバーの一端が第２基板に固定さ
れるように薄膜カンチレバー下部の第２基板の一部を除
去することにより、ＭＲ素子を自由端に有するカンチレ
バー型のプローブを作製することが可能である。また、
薄膜カンチレバー等の自由端にＭＲ素子を設ける場合、
軽量化が図られ、ＭＲ素子つきカンチレバーの共振周波
数の低下を抑えることができる。本発明の製造方法によ
れば、ＭＲ素子は任意の形状で作製することが可能であ
るが、試料と良好に接触させるために、第２基板叉は薄
膜カンチレバーから突起していることが好ましい。ま
た、カンチレバーの形状についても何ら制限するものは
ないが、走査を行なう際に、カンチレバーのたわみ（縦
方向の変位）だけでなく、ねじれ（横方向の変位）に対
しても追従しやすくするために、カンチレバーをＶ字型
に形成することが好ましい。
【００１７】
【実施例】以下、図に基づいて本発明の実施例を説明す
る。 ［実施例１］図１は本発明における実施例１のプローブ
の概略図である。図２は本発明の第１のＭＲ素子を窒化
シリコンからなる薄膜カンチレバー上に設けたＭＲ素子
及びプローブ製造方法の工程を示す図１Ａ−Ａ’面での
断面図である。図において、２１は薄膜カンチレバーで
あり、１０は磁性体からなるＭＲ素子、２３は二酸化シ
リコン膜、２２はシリコンウエハを裏面からエッチング
する際にマスクとして用いた窒化シリコン膜、２４はシ
リコンウエハをエッチングして形成した薄膜カンチレバ
ーの一端を固定支持するシリコンブロックである。
る。 ［実施例１］図１は本発明における実施例１のプローブ
の概略図である。図２は本発明の第１のＭＲ素子を窒化
シリコンからなる薄膜カンチレバー上に設けたＭＲ素子
及びプローブ製造方法の工程を示す図１Ａ−Ａ’面での
断面図である。図において、２１は薄膜カンチレバーで
あり、１０は磁性体からなるＭＲ素子、２３は二酸化シ
リコン膜、２２はシリコンウエハを裏面からエッチング
する際にマスクとして用いた窒化シリコン膜、２４はシ
リコンウエハをエッチングして形成した薄膜カンチレバ
ーの一端を固定支持するシリコンブロックである。
【００１８】図２（ａ）において、第１基板上にＡｇを
真空蒸着法により全面に７００Å成膜し、剥離層５を形
成した。続いて、図２（ｂ）に示すように、ＭＲ素子材
料となるＣｏ−Ｐｔをスパッタ法により、全面に５００
０Å成膜し磁性体層７を形成した。Ａｇからなる剥離層
５とシリコンは密着力が弱く、後工程にて第１基板と剥
離層との界面から剥離することが可能である。次に、レ
ジストを塗布し、露光、現像するフォトリソグラフィプ
ロセスによりレジストをパターニングし、該フォトレジ
ストをマスクとして磁性体層７及び剥離層５をＡｒイオ
ンによりイオンミーリング（Ｉｏｎ Ｍｉｌｌｉｎｇ）
し、フォトレジストを除去し図２（ｃ）に示すようにパ
ターニングし転写前のＭＲ素子を形成した。
真空蒸着法により全面に７００Å成膜し、剥離層５を形
成した。続いて、図２（ｂ）に示すように、ＭＲ素子材
料となるＣｏ−Ｐｔをスパッタ法により、全面に５００
０Å成膜し磁性体層７を形成した。Ａｇからなる剥離層
５とシリコンは密着力が弱く、後工程にて第１基板と剥
離層との界面から剥離することが可能である。次に、レ
ジストを塗布し、露光、現像するフォトリソグラフィプ
ロセスによりレジストをパターニングし、該フォトレジ
ストをマスクとして磁性体層７及び剥離層５をＡｒイオ
ンによりイオンミーリング（Ｉｏｎ Ｍｉｌｌｉｎｇ）
し、フォトレジストを除去し図２（ｃ）に示すようにパ
ターニングし転写前のＭＲ素子を形成した。
【００１９】次に第２基板１９としてシリコンウエハを
用意し、二酸化シリコン膜２３を０．５μｍ形成し、次
に薄膜カンチレバー２１及び後工程にて第２基板１９を
裏面から結晶軸異方性エッチングする際のマスクとなる
窒化シリコン膜２２を低圧ＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）にて０．５μｍ形成した。窒化シリコン膜
の成膜条件は成膜温度８４８℃、流量比ＮＨ3：ＳｉＨ2
Ｃｌ2＝１０ｃｃｍ：２０ｃｃｍ、成膜圧力０．２Ｔｏ
ｒｒである。第２基板上面の窒化シリコン膜をフォトリ
ソグラフィプロセスによりフォトレジストのカンチレバ
ーパターンを形成した後に、ＣＦ4を用いた反応性イオ
ンエッチングにより図２（ｄ）に示す薄膜カンチレバー
状にパターニングし、さらに第２基板の薄膜カンチレバ
ー２１が形成された場所の裏面の窒化シリコン膜２２及
び二酸化シリコン膜２３の一部をフォトリソグラフィプ
ロセスとＣＦ4を用いた反応性イオンエッチングにより
図２（ｄ）に示すようにパターニングした。薄膜カンチ
レバー２１上にＰｔ１０００Åを真空蒸着法により成膜
し、フォトリソグラフィプロセスとエッチングによりパ
ターニングし、引き出し電極対９を形成した（図２
（ｄ））。
用意し、二酸化シリコン膜２３を０．５μｍ形成し、次
に薄膜カンチレバー２１及び後工程にて第２基板１９を
裏面から結晶軸異方性エッチングする際のマスクとなる
窒化シリコン膜２２を低圧ＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）にて０．５μｍ形成した。窒化シリコン膜
の成膜条件は成膜温度８４８℃、流量比ＮＨ3：ＳｉＨ2
Ｃｌ2＝１０ｃｃｍ：２０ｃｃｍ、成膜圧力０．２Ｔｏ
ｒｒである。第２基板上面の窒化シリコン膜をフォトリ
ソグラフィプロセスによりフォトレジストのカンチレバ
ーパターンを形成した後に、ＣＦ4を用いた反応性イオ
ンエッチングにより図２（ｄ）に示す薄膜カンチレバー
状にパターニングし、さらに第２基板の薄膜カンチレバ
ー２１が形成された場所の裏面の窒化シリコン膜２２及
び二酸化シリコン膜２３の一部をフォトリソグラフィプ
ロセスとＣＦ4を用いた反応性イオンエッチングにより
図２（ｄ）に示すようにパターニングした。薄膜カンチ
レバー２１上にＰｔ１０００Åを真空蒸着法により成膜
し、フォトリソグラフィプロセスとエッチングによりパ
ターニングし、引き出し電極対９を形成した（図２
（ｄ））。
【００２０】続いて第１基板１上の磁性体層７と第２基
板１９上の引き出し電極対９の先端部とを位置合わせ
し、接合を行った（図２（ｅ））。接合は第１基板と第
２基板の裏面に圧力を加えて圧着する方法を用いてい
る。これによりＣｏ−ＰｔとＰｔとの金属結合がなさ
れ、磁性体層７と引き出し電極対９の先端部が接合す
る。第１基板と第２基板を接合後に離すことにより、Ａ
ｇからなる剥離層５とシリコンからなる第１基板との界
面から剥離し、図２（ｆ）に示す剥離層５を有する磁性
体層と金属層からなるＭＲ素子１０を引き出し電極対９
の先端部上に転写できた。さらに、剥離層のみを、Ａｒ
イオンプラズマによりエッチングし磁性体層を表出させ
た。
板１９上の引き出し電極対９の先端部とを位置合わせ
し、接合を行った（図２（ｅ））。接合は第１基板と第
２基板の裏面に圧力を加えて圧着する方法を用いてい
る。これによりＣｏ−ＰｔとＰｔとの金属結合がなさ
れ、磁性体層７と引き出し電極対９の先端部が接合す
る。第１基板と第２基板を接合後に離すことにより、Ａ
ｇからなる剥離層５とシリコンからなる第１基板との界
面から剥離し、図２（ｆ）に示す剥離層５を有する磁性
体層と金属層からなるＭＲ素子１０を引き出し電極対９
の先端部上に転写できた。さらに、剥離層のみを、Ａｒ
イオンプラズマによりエッチングし磁性体層を表出させ
た。
【００２１】次に、水酸化カリウム水溶液を用いた結晶
軸異方性エッチングにより第２基板の裏面側からシリコ
ンをエッチングし、さらに裏面側から二酸化シリコン膜
をＨＦ水溶液にて除去した。このようにしてＭＲ素子１
０を薄膜カンチレバーの自由端の引き出し電極対９の先
端部上に有し、該薄膜カンチレバーの一端がシリコンブ
ロック２４に固定されたプローブを形成できた（図２
（ｇ））。本発明の製造方法により作製した磁気抵抗検
出用のプローブでは、従来の複雑な作製工程を経ずにＭ
Ｒ素子を形成することが可能になった。
軸異方性エッチングにより第２基板の裏面側からシリコ
ンをエッチングし、さらに裏面側から二酸化シリコン膜
をＨＦ水溶液にて除去した。このようにしてＭＲ素子１
０を薄膜カンチレバーの自由端の引き出し電極対９の先
端部上に有し、該薄膜カンチレバーの一端がシリコンブ
ロック２４に固定されたプローブを形成できた（図２
（ｇ））。本発明の製造方法により作製した磁気抵抗検
出用のプローブでは、従来の複雑な作製工程を経ずにＭ
Ｒ素子を形成することが可能になった。
【００２２】つぎに、図１１を用いて、本発明のプロー
ブを適用可能なプローブ接触走査方式磁気顕微鏡の原理
を説明する。試料６４に対し、先端のＭＲ素子５０が接
触するように、プローブ５１が配置されている。プロー
ブ５１において、ＭＲ素子５０は弾性変形を生じるカン
チレバー（弾性体）５４により支持されている。ここ
で、典型値としては、カンチレバー５４の弾性定数が約
０．１［Ｎ／ｍ］、弾性変形量が約１［μｍ］である
が、このとき試料に対する探針の接触力は約１０
-7［Ｎ］程度となる。また、ＭＲ素子５０はコイル７０
によって一定方向にバイアス磁界がかけられている。試
料６４に取り付けられたｘｙｚ駆動機構６５により、プ
ローブ５１と試料６４とは相対的に３次元方向に移動さ
れる。試料６４に対し、プローブ５１のｘｙ方向及びｚ
方向位置を調節し、試料６４上の所望の位置に、かつ所
望の接触力で接触させた状態にプローブ５１が位置合わ
せされる。本発明のプローブを上述した方法で試料に近
接させ、バイアス電流を印加し、試料上を走査すること
によって生じる磁気抵抗の変化の検出を行なった。試料
としては、ＴｂＦｅＣｏからなる光磁気ディスクを用い
た。この結果、光磁気ディスクの磁気ドメインを観察す
ることができた。
ブを適用可能なプローブ接触走査方式磁気顕微鏡の原理
を説明する。試料６４に対し、先端のＭＲ素子５０が接
触するように、プローブ５１が配置されている。プロー
ブ５１において、ＭＲ素子５０は弾性変形を生じるカン
チレバー（弾性体）５４により支持されている。ここ
で、典型値としては、カンチレバー５４の弾性定数が約
０．１［Ｎ／ｍ］、弾性変形量が約１［μｍ］である
が、このとき試料に対する探針の接触力は約１０
-7［Ｎ］程度となる。また、ＭＲ素子５０はコイル７０
によって一定方向にバイアス磁界がかけられている。試
料６４に取り付けられたｘｙｚ駆動機構６５により、プ
ローブ５１と試料６４とは相対的に３次元方向に移動さ
れる。試料６４に対し、プローブ５１のｘｙ方向及びｚ
方向位置を調節し、試料６４上の所望の位置に、かつ所
望の接触力で接触させた状態にプローブ５１が位置合わ
せされる。本発明のプローブを上述した方法で試料に近
接させ、バイアス電流を印加し、試料上を走査すること
によって生じる磁気抵抗の変化の検出を行なった。試料
としては、ＴｂＦｅＣｏからなる光磁気ディスクを用い
た。この結果、光磁気ディスクの磁気ドメインを観察す
ることができた。
【００２３】［実施例２］本発明のＭＲ素子の製造方法
に関する実施例２を以下に示す。図３に示すように、本
実施例においては、突起状のＭＲ素子がＶ字形の薄膜カ
ンチレバー上に形成されている。図４は図３Ｂ−Ｂ’面
から見たＭＲ素子の製造方法を示す断面図であり、図５
は図３Ａ−Ａ’面から見た薄膜カンチレバーの製造方法
を示す断面図である。本実施例の第１基板として、図４
（ａ）において、酸化ガスにより熱酸化して形成した二
酸化シリコン膜からなる保護層２が形成された結晶方位
面が〈１００〉のシリコンウエハを第１基板１として用
意する。フォトリソグラフィプロセスにより形成したフ
ォトレジストをマスクとして、該保護層２の所望の箇所
をＨＦ水溶液によりエッチングし、８μｍ平方のシリコ
ンを露出させた。保護層２は第１基板１を結晶軸異方性
エッチングし、ＭＲ素子の雌型となる凹部を形成する時
の保護層であり、結晶軸異方性エッチング液に対してエ
ッチング耐性を持つ。フォトレジストを剥離した後に第
１基板を濃度２７％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液
にて液温度８０℃で結晶軸異方性エッチングし、深さ
３．４μｍの（１１１）と（１００）の結晶面からなる
凹部３を形成した。次に保護層２をＨＦ水溶液によりエ
ッチング除去した後に、凹部３を含む第１基板上にＡｇ
を真空蒸着法により全面に７００Å成膜し、剥離層５を
形成した（図４（ｂ））。
に関する実施例２を以下に示す。図３に示すように、本
実施例においては、突起状のＭＲ素子がＶ字形の薄膜カ
ンチレバー上に形成されている。図４は図３Ｂ−Ｂ’面
から見たＭＲ素子の製造方法を示す断面図であり、図５
は図３Ａ−Ａ’面から見た薄膜カンチレバーの製造方法
を示す断面図である。本実施例の第１基板として、図４
（ａ）において、酸化ガスにより熱酸化して形成した二
酸化シリコン膜からなる保護層２が形成された結晶方位
面が〈１００〉のシリコンウエハを第１基板１として用
意する。フォトリソグラフィプロセスにより形成したフ
ォトレジストをマスクとして、該保護層２の所望の箇所
をＨＦ水溶液によりエッチングし、８μｍ平方のシリコ
ンを露出させた。保護層２は第１基板１を結晶軸異方性
エッチングし、ＭＲ素子の雌型となる凹部を形成する時
の保護層であり、結晶軸異方性エッチング液に対してエ
ッチング耐性を持つ。フォトレジストを剥離した後に第
１基板を濃度２７％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液
にて液温度８０℃で結晶軸異方性エッチングし、深さ
３．４μｍの（１１１）と（１００）の結晶面からなる
凹部３を形成した。次に保護層２をＨＦ水溶液によりエ
ッチング除去した後に、凹部３を含む第１基板上にＡｇ
を真空蒸着法により全面に７００Å成膜し、剥離層５を
形成した（図４（ｂ））。
【００２４】次に図４（ｃ）に示すように、微小探針材
料となる８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅパーマロイをスパッタ法
により、全面に５０００Å成膜し磁性体層７を形成し
た。続いてＡｕからなる金属層６を１０００Å成膜し
た。Ａｇからなる剥離層５とシリコンは密着力が弱く、
後工程にて第１基板と剥離層との界面から剥離すること
が可能である。また、金属層６は後工程にて磁性体層を
接合層上に転写するため用いた。次に、レジストを塗布
し、露光、現像するフォトリソグラフィプロセスにより
レジストをパターニングし、該フォトレジストをマスク
として金属層６、磁性体層７及び剥離層５をＡｒイオン
によりイオンミーリング（Ｉｏｎ Ｍｉｌｌｉｎｇ）
し、フォトレジストを除去し図４（ｄ）に示すようにパ
ターニングし転写前のＭＲ素子を形成した。
料となる８０ａｔ％Ｎｉ−Ｆｅパーマロイをスパッタ法
により、全面に５０００Å成膜し磁性体層７を形成し
た。続いてＡｕからなる金属層６を１０００Å成膜し
た。Ａｇからなる剥離層５とシリコンは密着力が弱く、
後工程にて第１基板と剥離層との界面から剥離すること
が可能である。また、金属層６は後工程にて磁性体層を
接合層上に転写するため用いた。次に、レジストを塗布
し、露光、現像するフォトリソグラフィプロセスにより
レジストをパターニングし、該フォトレジストをマスク
として金属層６、磁性体層７及び剥離層５をＡｒイオン
によりイオンミーリング（Ｉｏｎ Ｍｉｌｌｉｎｇ）
し、フォトレジストを除去し図４（ｄ）に示すようにパ
ターニングし転写前のＭＲ素子を形成した。
【００２５】次に第２基板１９としてシリコンウエハを
用意し、二酸化シリコン膜２３を０．５μｍ形成し、次
に薄膜カンチレバー２１及び後工程にて第２基板１９を
裏面から結晶軸異方性エッチングする際のマスクとなる
窒化シリコン膜２２を低圧ＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）にて０．５μｍ形成した。窒化シリコン膜
の成膜条件は成膜温度８４８℃、流量比ＮＨ3：ＳＨｉ2
Ｃｌ2＝１０ｃｃｍ：２０ｃｃｍ、成膜圧力０．２Ｔｏ
ｒｒである。第２基板上面の窒化シリコン膜を、フォト
リソグラフィプロセスによりフォトレジストのカンチレ
バーパターンを形成した後にＣＦ4を用いた反応性イオ
ンエッチングにより薄膜カンチレバー状にパターニング
し、さらに第２基板の薄膜カンチレバー２１が形成され
た場所の裏面の窒化シリコン膜２２及び二酸化シリコン
膜２３の一部をフォトリソグラフィプロセスとＣＦ4を
用いた反応性イオンエッチングによりパターニングし
た。薄膜カンチレバー２１上にＰｔ１０００Åを真空蒸
着法により堆積させ、前記Ｐｔをフォトリソグラフィプ
ロセスとエッチングによりパターニングし、引き出し電
極対９を形成した（図５（ａ））。
用意し、二酸化シリコン膜２３を０．５μｍ形成し、次
に薄膜カンチレバー２１及び後工程にて第２基板１９を
裏面から結晶軸異方性エッチングする際のマスクとなる
窒化シリコン膜２２を低圧ＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）にて０．５μｍ形成した。窒化シリコン膜
の成膜条件は成膜温度８４８℃、流量比ＮＨ3：ＳＨｉ2
Ｃｌ2＝１０ｃｃｍ：２０ｃｃｍ、成膜圧力０．２Ｔｏ
ｒｒである。第２基板上面の窒化シリコン膜を、フォト
リソグラフィプロセスによりフォトレジストのカンチレ
バーパターンを形成した後にＣＦ4を用いた反応性イオ
ンエッチングにより薄膜カンチレバー状にパターニング
し、さらに第２基板の薄膜カンチレバー２１が形成され
た場所の裏面の窒化シリコン膜２２及び二酸化シリコン
膜２３の一部をフォトリソグラフィプロセスとＣＦ4を
用いた反応性イオンエッチングによりパターニングし
た。薄膜カンチレバー２１上にＰｔ１０００Åを真空蒸
着法により堆積させ、前記Ｐｔをフォトリソグラフィプ
ロセスとエッチングによりパターニングし、引き出し電
極対９を形成した（図５（ａ））。
【００２６】続いて第１基板１上の磁性体層７下部のＡ
ｕからなる金属層６と第２基板１９上の引き出し電極対
先端部とを位置合わせし、接合を行った（図５
（ｂ））。接合は第１基板と第２基板の裏面に圧力を加
えて圧着する方法を用いている。これによりＡｕとＰｔ
との金属結合がなされ、金属層６と引き出し電極対先端
部が接合する。第１基板と第２基板を接合後に離すこと
により、Ａｇからなる剥離層５とシリコンからなる第１
基板との界面から剥離し、図５（ｃ）に示す剥離層５を
有する磁性体層と金属層からなるＭＲ素子１０を引き出
し電極対先端部上に転写できた。さらに、剥離層のみ
を、Ａｒイオンプラズマによりエッチングし磁性体層を
表出させた。次に、水酸化カリウム水溶液を用いた結晶
軸異方性エッチングにより第２基板の裏面側からシリコ
ンをエッチングし、さらに裏面側から二酸化シリコン膜
をＨＦ水溶液にて除去した。このようにしてＭＲ素子１
０を薄膜カンチレバーの自由端の引き出し電極対先端部
上に有し、該薄膜カンチレバーの一端がシリコンブロッ
ク２４に固定されたプローブを形成できた（図５
（ｄ））。
ｕからなる金属層６と第２基板１９上の引き出し電極対
先端部とを位置合わせし、接合を行った（図５
（ｂ））。接合は第１基板と第２基板の裏面に圧力を加
えて圧着する方法を用いている。これによりＡｕとＰｔ
との金属結合がなされ、金属層６と引き出し電極対先端
部が接合する。第１基板と第２基板を接合後に離すこと
により、Ａｇからなる剥離層５とシリコンからなる第１
基板との界面から剥離し、図５（ｃ）に示す剥離層５を
有する磁性体層と金属層からなるＭＲ素子１０を引き出
し電極対先端部上に転写できた。さらに、剥離層のみ
を、Ａｒイオンプラズマによりエッチングし磁性体層を
表出させた。次に、水酸化カリウム水溶液を用いた結晶
軸異方性エッチングにより第２基板の裏面側からシリコ
ンをエッチングし、さらに裏面側から二酸化シリコン膜
をＨＦ水溶液にて除去した。このようにしてＭＲ素子１
０を薄膜カンチレバーの自由端の引き出し電極対先端部
上に有し、該薄膜カンチレバーの一端がシリコンブロッ
ク２４に固定されたプローブを形成できた（図５
（ｄ））。
【００２７】上述した方法により作製した磁性体層より
なるＭＲ素子をＳＥＭで観察したところ、先端はシリコ
ンの結晶軸異方性エッチングにてできた凹形状を写され
た形状（ｒｅｐｌｉｃａｔｅｄ ｓｈａｐｅ）を有して
いるＭＲ素子である事が確認できた。本実施例において
も、実施例１と同様に本発明のプローブを上述した方法
で試料に近接させ、バイアス電流を印加し、試料上を走
査することによって生じる磁気抵抗の変化の検出を行な
った。試料としては、ＴｂＦｅＣｏからなる光磁気ディ
スクを用いた。この結果、本実施例においても光磁気デ
ィスクの磁気ドメインを観察することができた。さらに
本実施例のＭＲ素子は薄膜カンチレバーから突起してい
るので、試料への近接が容易であった。また、薄膜カン
チレバーがＶ字形なので、試料上の走査において、ねじ
れに対しても無理なく追従することが可能であった。
なるＭＲ素子をＳＥＭで観察したところ、先端はシリコ
ンの結晶軸異方性エッチングにてできた凹形状を写され
た形状（ｒｅｐｌｉｃａｔｅｄ ｓｈａｐｅ）を有して
いるＭＲ素子である事が確認できた。本実施例において
も、実施例１と同様に本発明のプローブを上述した方法
で試料に近接させ、バイアス電流を印加し、試料上を走
査することによって生じる磁気抵抗の変化の検出を行な
った。試料としては、ＴｂＦｅＣｏからなる光磁気ディ
スクを用いた。この結果、本実施例においても光磁気デ
ィスクの磁気ドメインを観察することができた。さらに
本実施例のＭＲ素子は薄膜カンチレバーから突起してい
るので、試料への近接が容易であった。また、薄膜カン
チレバーがＶ字形なので、試料上の走査において、ねじ
れに対しても無理なく追従することが可能であった。
【００２８】［実施例３］実施例３は、高保磁力を有す
るＣｏＰｔ磁性体層からなる微小探針形状のＭＲ素子を
薄膜カンチレバー上に設けた微小探針及びプローブの製
造方法に関するものであり、その構成を図６〜図８に示
す。図６（ａ）は、作製したプローブの上面図であり、
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’面からみた側面図
である。図７及び図８は本発明のＭＲ素子及びプローブ
製造方法の工程を示す図６（ａ）のＡ−Ａ’面からみた
断面図である。薄膜カンチレバーとしては、実施例１と
同様の窒化シリコン膜からなるシリコンブロック５４で
支持された薄膜カンチレバー５１を用いた。ここで、Ｃ
ｏＰｔ磁性体からなるＭＲ素子、５３は二酸化シリコン
膜、５２はシリコンウエハを裏面からエッチングする際
にマスクとして用いた窒化シリコン膜である。
るＣｏＰｔ磁性体層からなる微小探針形状のＭＲ素子を
薄膜カンチレバー上に設けた微小探針及びプローブの製
造方法に関するものであり、その構成を図６〜図８に示
す。図６（ａ）は、作製したプローブの上面図であり、
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’面からみた側面図
である。図７及び図８は本発明のＭＲ素子及びプローブ
製造方法の工程を示す図６（ａ）のＡ−Ａ’面からみた
断面図である。薄膜カンチレバーとしては、実施例１と
同様の窒化シリコン膜からなるシリコンブロック５４で
支持された薄膜カンチレバー５１を用いた。ここで、Ｃ
ｏＰｔ磁性体からなるＭＲ素子、５３は二酸化シリコン
膜、５２はシリコンウエハを裏面からエッチングする際
にマスクとして用いた窒化シリコン膜である。
【００２９】まず、酸化ガスにより熱酸化して形成した
二酸化シリコン膜からなる保護層２が形成された結晶方
位面が〈１００〉のシリコンウエハを第１基板１として
用意する。フォトリソグラフィプロセスにより形成した
フォトレジストをマスクとして、該保護層２の所望の箇
所をＨＦ水溶液によりエッチングし、８μｍ平方のシリ
コンを露出させた。保護層２は第１基板を結晶軸異方性
エッチングし、ＭＲ素子の雌型となる凹部を形成する時
の保護層であり、結晶軸異方性エッチング液に対してエ
ッチング耐性を持つ。フォトレジストを剥離した後に第
１基板を濃度２７％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液
にて液温度８０℃で結晶軸異方性エッチングし、深さ
５．６μｍの（１１１）結晶面からなる逆ピラミッド状
の凹部３を形成した（図７（ａ））。
二酸化シリコン膜からなる保護層２が形成された結晶方
位面が〈１００〉のシリコンウエハを第１基板１として
用意する。フォトリソグラフィプロセスにより形成した
フォトレジストをマスクとして、該保護層２の所望の箇
所をＨＦ水溶液によりエッチングし、８μｍ平方のシリ
コンを露出させた。保護層２は第１基板を結晶軸異方性
エッチングし、ＭＲ素子の雌型となる凹部を形成する時
の保護層であり、結晶軸異方性エッチング液に対してエ
ッチング耐性を持つ。フォトレジストを剥離した後に第
１基板を濃度２７％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液
にて液温度８０℃で結晶軸異方性エッチングし、深さ
５．６μｍの（１１１）結晶面からなる逆ピラミッド状
の凹部３を形成した（図７（ａ））。
【００３０】次に図７（ｂ）に示すように、前記第１基
板上にＡｌを真空蒸着法により全面に１００Å成膜し、
剥離層５を形成し（図７（ｂ））、ＣｏＰｔ強磁性体を
スパッタ法により、全面に５０００Å成膜し磁性体層７
を形成した。Ａｌからなる剥離層５とシリコンは密着力
が弱く、後工程にて第１基板と剥離層との界面から剥離
することが可能である（図７（ｃ））。次に、レジスト
を塗布し、露光、現像するフォトリソグラフィプロセス
によりレジストをパターニングし、該フォトレジストを
マスクとして磁性体層７及び剥離層５をＡｒイオンによ
りイオンミーリング（Ｉｏｎ Ｍｉｌｌｉｎｇ）し、フ
ォトレジストを除去し図７（ｄ）に示すようにパターニ
ングし転写前のＭＲ素子１０を形成した。
板上にＡｌを真空蒸着法により全面に１００Å成膜し、
剥離層５を形成し（図７（ｂ））、ＣｏＰｔ強磁性体を
スパッタ法により、全面に５０００Å成膜し磁性体層７
を形成した。Ａｌからなる剥離層５とシリコンは密着力
が弱く、後工程にて第１基板と剥離層との界面から剥離
することが可能である（図７（ｃ））。次に、レジスト
を塗布し、露光、現像するフォトリソグラフィプロセス
によりレジストをパターニングし、該フォトレジストを
マスクとして磁性体層７及び剥離層５をＡｒイオンによ
りイオンミーリング（Ｉｏｎ Ｍｉｌｌｉｎｇ）し、フ
ォトレジストを除去し図７（ｄ）に示すようにパターニ
ングし転写前のＭＲ素子１０を形成した。
【００３１】薄膜カンチレバーが形成された第２基板１
９として、実施例１と同様の基板を用いた。第２基板
は、窒化シリコン膜からなる薄膜カンチレバー５１と、
該薄膜カンチレバーの裏面の一部がパターニングされた
窒化シリコン膜５２及び二酸化シリコン膜５３が形成さ
れたシリコンウエハよりなる。前記薄膜カンチレバー５
１にＴｉ５０ÅとＰｔ１０００Åを真空蒸着法により順
次連続して薄膜堆積し、該Ｔｉ及びＰｔをフォトリソグ
ラフィプロセスとエッチングによりパターニングし、引
き出し電極対９を形成した。次に、第１基板１上の磁性
体層７と第２基板１９上の引き出し電極対９の先端部と
を位置合わせし、接合を行った（図８（ｆ））。接合は
第１基板と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着する方法
を用いている。これによりＰｔとＣｏＰｔとの金属結合
がなされ、磁性体層７と引き出し電極対９の先端部が接
合する。第１基板と第２基板を接合後に離すことによ
り、第１基板上のＡｌからなる剥離層５との界面から磁
性体層７が剥離し、図８（ｇ）に示すＭＲ素子１０を薄
膜カンチレバー自由端上に転写できた。次に、水酸化カ
リウム水溶液を用いた結晶軸異方性エッチングにより第
２基板の裏面側からシリコンをエッチングし、さらに裏
面側から二酸化シリコン膜をＨＦ水溶液にて除去した。
このようにしてＭＲ素子１０を薄膜カンチレバー２１の
自由端上に有し、該薄膜カンチレバーの一端がシリコン
ブロック２４に固定されたプローブを形成できた（図８
（ｈ））。
９として、実施例１と同様の基板を用いた。第２基板
は、窒化シリコン膜からなる薄膜カンチレバー５１と、
該薄膜カンチレバーの裏面の一部がパターニングされた
窒化シリコン膜５２及び二酸化シリコン膜５３が形成さ
れたシリコンウエハよりなる。前記薄膜カンチレバー５
１にＴｉ５０ÅとＰｔ１０００Åを真空蒸着法により順
次連続して薄膜堆積し、該Ｔｉ及びＰｔをフォトリソグ
ラフィプロセスとエッチングによりパターニングし、引
き出し電極対９を形成した。次に、第１基板１上の磁性
体層７と第２基板１９上の引き出し電極対９の先端部と
を位置合わせし、接合を行った（図８（ｆ））。接合は
第１基板と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着する方法
を用いている。これによりＰｔとＣｏＰｔとの金属結合
がなされ、磁性体層７と引き出し電極対９の先端部が接
合する。第１基板と第２基板を接合後に離すことによ
り、第１基板上のＡｌからなる剥離層５との界面から磁
性体層７が剥離し、図８（ｇ）に示すＭＲ素子１０を薄
膜カンチレバー自由端上に転写できた。次に、水酸化カ
リウム水溶液を用いた結晶軸異方性エッチングにより第
２基板の裏面側からシリコンをエッチングし、さらに裏
面側から二酸化シリコン膜をＨＦ水溶液にて除去した。
このようにしてＭＲ素子１０を薄膜カンチレバー２１の
自由端上に有し、該薄膜カンチレバーの一端がシリコン
ブロック２４に固定されたプローブを形成できた（図８
（ｈ））。
【００３２】本発明の製造方法により作製した磁気抵抗
検出用のプローブでは、ＭＲ素子をカンチレバーの自由
端のみに形成することができた。作製した本発明のＭＲ
素子１０をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したとこ
ろ、先端はシリコンの結晶軸異方性エッチングにてでき
た逆ピラミッドの形状を写された形状（ｒｅｐｌｉｃａ
ｔｅｄ ｓｈａｐｅ）を有し、先端が鋭利に形成されて
いる微小探針である事が確認できた。またその微小探針
の先端曲率半径は０．０３μｍ以下であった。また、こ
のようにして作製された微小探針は中空の領域を有して
いる。これにより、薄膜カンチレバー等の自由端に微小
探針を設ける場合、図１１の形成法にて作製した同等の
高さの探針に比べて、約２分の１の重量となり軽量化さ
れ、探針付きのカンチレバーの共振周波数の低下を抑え
ることができた。
検出用のプローブでは、ＭＲ素子をカンチレバーの自由
端のみに形成することができた。作製した本発明のＭＲ
素子１０をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したとこ
ろ、先端はシリコンの結晶軸異方性エッチングにてでき
た逆ピラミッドの形状を写された形状（ｒｅｐｌｉｃａ
ｔｅｄ ｓｈａｐｅ）を有し、先端が鋭利に形成されて
いる微小探針である事が確認できた。またその微小探針
の先端曲率半径は０．０３μｍ以下であった。また、こ
のようにして作製された微小探針は中空の領域を有して
いる。これにより、薄膜カンチレバー等の自由端に微小
探針を設ける場合、図１１の形成法にて作製した同等の
高さの探針に比べて、約２分の１の重量となり軽量化さ
れ、探針付きのカンチレバーの共振周波数の低下を抑え
ることができた。
【００３３】本実施例においても、実施例１と同様に本
発明のプローブを上述した方法で試料に近接させ、バイ
アス電流を印加し、試料上を走査することによって生じ
る磁気抵抗の変化の検出を行なった。試料としては、Ｔ
ｂＦｅＣｏからなる光磁気ディスクを用いた。この結
果、本実施例においても光磁気ディスクの磁気ドメイン
を観察することができた。
発明のプローブを上述した方法で試料に近接させ、バイ
アス電流を印加し、試料上を走査することによって生じ
る磁気抵抗の変化の検出を行なった。試料としては、Ｔ
ｂＦｅＣｏからなる光磁気ディスクを用いた。この結
果、本実施例においても光磁気ディスクの磁気ドメイン
を観察することができた。
【００３４】［実施例４］実施例４においては、図９に
示すように引き出し電極対をＭＲ素子表面に作製した。
作製したプローブの上面図を図９（ａ）に、図９（ａ）
のＡ−Ａ’面からみた側面図を図９（ｂ）に示す。図１
０は本発明のＭＲ素子及びプローブ製造方法の工程を示
す図９（ａ）のＡ−Ａ’面からみた断面図である。実施
例３と同様にして、第１基板上に高保磁力を有するＣｏ
Ｐｔ磁性体層からなる転写前のＭＲ素子を形成する。
示すように引き出し電極対をＭＲ素子表面に作製した。
作製したプローブの上面図を図９（ａ）に、図９（ａ）
のＡ−Ａ’面からみた側面図を図９（ｂ）に示す。図１
０は本発明のＭＲ素子及びプローブ製造方法の工程を示
す図９（ａ）のＡ−Ａ’面からみた断面図である。実施
例３と同様にして、第１基板上に高保磁力を有するＣｏ
Ｐｔ磁性体層からなる転写前のＭＲ素子を形成する。
【００３５】つぎに図１０に示すように、第２基板１９
としてシリコンウエハを用意し、二酸化シリコン膜２３
を０．５μｍ形成し、次に薄膜カンチレバー２１及び後
工程にて第２基板１９を裏面から結晶軸異方性エッチン
グする際のマスクとなる窒化シリコン膜２２を低圧ＣＶ
Ｄ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＣｈｅｍｉｃａｌＶａ
ｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）にて０．５μｍ形成
した。窒化シリコン膜の成膜条件は成膜温度８４８℃、
流量比ＮＨ3：ＳｉＨ2Ｃｌ2＝１０ｃｃｍ：２０ｃｃ
ｍ、成膜圧力０．２Ｔｏｒｒである。第２基板上面の窒
化シリコン膜を、フォトリソグラフィプロセスによりフ
ォトレジストのカンチレバーパターンを形成した後にＣ
Ｆ4を用いた反応性イオンエッチングにより薄膜カンチ
レバー状にパターニングし、さらに第２基板の薄膜カン
チレバー２１が形成された場所の裏面の窒化シリコン膜
２２及び二酸化シリコン膜２３の一部をフォトリソグラ
フィプロセスとＣＦ4を用いた反応性イオンエッチング
によりパターニングした。続いて、薄膜カンチレバーの
先端部にＣｒ５０ÅとＡｕ１０００Åを真空蒸着法によ
り順次連続して薄膜堆積し、前記Ｃｒ及びＡｕをフォト
リソグラフィプロセスとエッチングによりパターニング
し、接合層８を形成した。
としてシリコンウエハを用意し、二酸化シリコン膜２３
を０．５μｍ形成し、次に薄膜カンチレバー２１及び後
工程にて第２基板１９を裏面から結晶軸異方性エッチン
グする際のマスクとなる窒化シリコン膜２２を低圧ＣＶ
Ｄ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＣｈｅｍｉｃａｌＶａ
ｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）にて０．５μｍ形成
した。窒化シリコン膜の成膜条件は成膜温度８４８℃、
流量比ＮＨ3：ＳｉＨ2Ｃｌ2＝１０ｃｃｍ：２０ｃｃ
ｍ、成膜圧力０．２Ｔｏｒｒである。第２基板上面の窒
化シリコン膜を、フォトリソグラフィプロセスによりフ
ォトレジストのカンチレバーパターンを形成した後にＣ
Ｆ4を用いた反応性イオンエッチングにより薄膜カンチ
レバー状にパターニングし、さらに第２基板の薄膜カン
チレバー２１が形成された場所の裏面の窒化シリコン膜
２２及び二酸化シリコン膜２３の一部をフォトリソグラ
フィプロセスとＣＦ4を用いた反応性イオンエッチング
によりパターニングした。続いて、薄膜カンチレバーの
先端部にＣｒ５０ÅとＡｕ１０００Åを真空蒸着法によ
り順次連続して薄膜堆積し、前記Ｃｒ及びＡｕをフォト
リソグラフィプロセスとエッチングによりパターニング
し、接合層８を形成した。
【００３６】続いて第１基板１上の磁性体層７下部のＡ
ｕからなる金属層６と第２基板１９上の接合層８とを位
置合わせし、接合を行った（図１０（ａ））。接合は第
１基板と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着する方法を
用いている。これによりＡｕとＡｕとの金属結合がなさ
れ、金属層６と接合層８が接合する。第１基板と第２基
板を接合後に離すことにより、Ａｇからなる剥離層５と
シリコンからなる第１基板との界面から剥離し、図１０
（ｂ）に示す剥離層５を有する磁性体層７と金属層６か
らなるＭＲ素子１０を接合層８上に転写できた。さら
に、剥離層のみを、Ａｒイオンプラズマによりエッチン
グし磁性体層を表出させた（図１０（ｃ））。
ｕからなる金属層６と第２基板１９上の接合層８とを位
置合わせし、接合を行った（図１０（ａ））。接合は第
１基板と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着する方法を
用いている。これによりＡｕとＡｕとの金属結合がなさ
れ、金属層６と接合層８が接合する。第１基板と第２基
板を接合後に離すことにより、Ａｇからなる剥離層５と
シリコンからなる第１基板との界面から剥離し、図１０
（ｂ）に示す剥離層５を有する磁性体層７と金属層６か
らなるＭＲ素子１０を接合層８上に転写できた。さら
に、剥離層のみを、Ａｒイオンプラズマによりエッチン
グし磁性体層を表出させた（図１０（ｃ））。
【００３７】第２基板上に転写されたＭＲ素子表面に、
引き出し電極対となるＰｔを１０００Å成膜し、エッチ
バックし、さらに、ＭＲ素子の先端部を溶かすことによ
ってＭＲ素子の先端部を表出させ、引き出し電極対９を
形成する。次に、水酸化カリウム水溶液を用いた結晶軸
異方性エッチングにより第２基板の裏面側からシリコン
をエッチングし、さらに裏面側から二酸化シリコン膜を
ＨＦ水溶液にて除去した。このようにしてＭＲ素子１０
を薄膜カンチレバーの自由端の接合層上に有し、該薄膜
カンチレバーの一端がシリコンブロック２４に固定され
たプローブを形成できた（図５（ｄ））。
引き出し電極対となるＰｔを１０００Å成膜し、エッチ
バックし、さらに、ＭＲ素子の先端部を溶かすことによ
ってＭＲ素子の先端部を表出させ、引き出し電極対９を
形成する。次に、水酸化カリウム水溶液を用いた結晶軸
異方性エッチングにより第２基板の裏面側からシリコン
をエッチングし、さらに裏面側から二酸化シリコン膜を
ＨＦ水溶液にて除去した。このようにしてＭＲ素子１０
を薄膜カンチレバーの自由端の接合層上に有し、該薄膜
カンチレバーの一端がシリコンブロック２４に固定され
たプローブを形成できた（図５（ｄ））。
【００３８】本発明の製造方法により作製した磁気抵抗
検出用のプローブでは、ＭＲ素子をカンチレバーの自由
端のみに形成することができた。作製した本発明のＭＲ
素子１０をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したとこ
ろ、先端はシリコンの結晶軸異方性エッチングにてでき
た逆ピラミッドの形状を写された形状（ｒｅｐｌｉｃａ
ｔｅｄ ｓｈａｐｅ）を有し、先端が鋭利に形成されて
いる微小探針である事が確認できた。また、その微小探
針の先端曲率半径は０．０３μｍ以下であった。また、
このようにしで作製された微小探針は中空の領域を有し
ている。これにより、薄膜カンチレバー等の自由端に微
小探針を設ける場合、図１１の形成法にて作製した同等
の高さの探針に比べて、約２分の１の重量となり軽量化
され、探針付きのカンチレバーの共振周波数の低下を抑
えることができた。
検出用のプローブでは、ＭＲ素子をカンチレバーの自由
端のみに形成することができた。作製した本発明のＭＲ
素子１０をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したとこ
ろ、先端はシリコンの結晶軸異方性エッチングにてでき
た逆ピラミッドの形状を写された形状（ｒｅｐｌｉｃａ
ｔｅｄ ｓｈａｐｅ）を有し、先端が鋭利に形成されて
いる微小探針である事が確認できた。また、その微小探
針の先端曲率半径は０．０３μｍ以下であった。また、
このようにしで作製された微小探針は中空の領域を有し
ている。これにより、薄膜カンチレバー等の自由端に微
小探針を設ける場合、図１１の形成法にて作製した同等
の高さの探針に比べて、約２分の１の重量となり軽量化
され、探針付きのカンチレバーの共振周波数の低下を抑
えることができた。
【００３９】本実施例においても、実施例１と同様に本
発明のプローブを上述した方法で試料に近接させ、バイ
アス電流を印加し、試料上を走査することによって生じ
る磁気抵抗の変化の検出を行なった。試料としては、Ｔ
ｂＦｅＣｏからなる光磁気ディスクを用いた。この結
果、本実施例においても光磁気ディスクの磁気ドメイン
を観察することができた。
発明のプローブを上述した方法で試料に近接させ、バイ
アス電流を印加し、試料上を走査することによって生じ
る磁気抵抗の変化の検出を行なった。試料としては、Ｔ
ｂＦｅＣｏからなる光磁気ディスクを用いた。この結
果、本実施例においても光磁気ディスクの磁気ドメイン
を観察することができた。
【００４０】［実施例５］実施例５においては、実施例
３で用いた、第１基板の雌型を再利用して、ＭＲ素子を
形成した。実施例３で使用した第１基板をＨＦ水溶液に
て洗浄した後に、該第１基板を用いて、再度実施例３の
図７（ｂ）〜図７（ｄ）と同様の工程により、剥離層、
磁性体層、金属層を形成し、フォトリソグラフィプロセ
スとエッチングにより、パターニングして、ＭＲ素子を
形成し、つぎに図８（ｅ）〜図８（ｈ）の工程によりＭ
Ｒ素子を有する薄膜カンチレバーを作製した。かかるＭ
Ｒ素子の先端曲率半径は０．０４μｍとなり、再利用前
に形成したＭＲ素子の先端曲率半径と同様であった。こ
れにより、ＭＲ素子の雌型となる第１基板を再利用可能
であることがわかった。
３で用いた、第１基板の雌型を再利用して、ＭＲ素子を
形成した。実施例３で使用した第１基板をＨＦ水溶液に
て洗浄した後に、該第１基板を用いて、再度実施例３の
図７（ｂ）〜図７（ｄ）と同様の工程により、剥離層、
磁性体層、金属層を形成し、フォトリソグラフィプロセ
スとエッチングにより、パターニングして、ＭＲ素子を
形成し、つぎに図８（ｅ）〜図８（ｈ）の工程によりＭ
Ｒ素子を有する薄膜カンチレバーを作製した。かかるＭ
Ｒ素子の先端曲率半径は０．０４μｍとなり、再利用前
に形成したＭＲ素子の先端曲率半径と同様であった。こ
れにより、ＭＲ素子の雌型となる第１基板を再利用可能
であることがわかった。
【００４１】
【発明の効果】本発明は、以上のように、ＭＲ素子の形
成を磁性体層の転写で行うことにより、ＭＲ素子の先端
を任意の形状に形成することが可能となり、再現性が良
く均一な形状のＭＲ素子を容易に形成することができ
る。また、本発明においては、凹部を形成した第１基
板、すなわちＭＲ素子の雌型は繰り返し使用できるた
め、生産性の向上、製造コストの低減を図ることが可能
となる。また、本発明においては、磁性体の微小探針を
カンチレバーの自由端のみに形成することにより、薄膜
カンチレバーは磁性体層の膜応力により反ることがな
く、且つ磁性体層をカンチレバー上に形成した際に問題
となった漏洩磁界の影響を回避することができ、磁性体
層の膜厚により薄膜カンチレバーが反ることがなく、所
望の膜厚を得ることが可能となる。また、本発明におい
ては、第２基板上に引き出し電極対及び／または接合層
を有する薄膜カンチレバーをあらかじめ形成させておく
ことによりＭＲ素子を有する薄膜カンチレバーからなる
磁気抵抗検出用のプローブを容易に作製することができ
る。また、本発明においては、ＭＲ素子の形成を磁性体
層の転写で行うことにより、磁気抵抗素子を中空の領域
を有するように構成することが可能となり、ＭＲ素子の
軽量化を図ることができ、探針付きのカンチレバーの共
振周波数の低下を抑えることができる。また、本発明に
おいては、磁気抵抗の変化を検出することによって磁気
情報を得るので、高速走査をおこなっても、再生出力が
低下せず、高いＳ／Ｎ比を得ることが可能になる。さら
に、本発明においては、そのプローブ・試料間の間隔制
御方法として、間隔制御のための特別なサーボ回路を必
要とせず、装置の簡略化を図ることができる。
成を磁性体層の転写で行うことにより、ＭＲ素子の先端
を任意の形状に形成することが可能となり、再現性が良
く均一な形状のＭＲ素子を容易に形成することができ
る。また、本発明においては、凹部を形成した第１基
板、すなわちＭＲ素子の雌型は繰り返し使用できるた
め、生産性の向上、製造コストの低減を図ることが可能
となる。また、本発明においては、磁性体の微小探針を
カンチレバーの自由端のみに形成することにより、薄膜
カンチレバーは磁性体層の膜応力により反ることがな
く、且つ磁性体層をカンチレバー上に形成した際に問題
となった漏洩磁界の影響を回避することができ、磁性体
層の膜厚により薄膜カンチレバーが反ることがなく、所
望の膜厚を得ることが可能となる。また、本発明におい
ては、第２基板上に引き出し電極対及び／または接合層
を有する薄膜カンチレバーをあらかじめ形成させておく
ことによりＭＲ素子を有する薄膜カンチレバーからなる
磁気抵抗検出用のプローブを容易に作製することができ
る。また、本発明においては、ＭＲ素子の形成を磁性体
層の転写で行うことにより、磁気抵抗素子を中空の領域
を有するように構成することが可能となり、ＭＲ素子の
軽量化を図ることができ、探針付きのカンチレバーの共
振周波数の低下を抑えることができる。また、本発明に
おいては、磁気抵抗の変化を検出することによって磁気
情報を得るので、高速走査をおこなっても、再生出力が
低下せず、高いＳ／Ｎ比を得ることが可能になる。さら
に、本発明においては、そのプローブ・試料間の間隔制
御方法として、間隔制御のための特別なサーボ回路を必
要とせず、装置の簡略化を図ることができる。
【図１】実施例１のＭＲ素子を有するプローブの概略図
である。
である。
【図２】実施例１のＭＲ素子及びプローブ製造方法の作
製工程を示す断面図である。
製工程を示す断面図である。
【図３】実施例２のＭＲ素子を有するプローブの概略図
である。
である。
【図４】実施例２のＭＲ素子及びプローブ製造方法の作
製工程を示す断面図である。
製工程を示す断面図である。
【図５】実施例２のＭＲ素子及びプローブ製造方法の作
製工程を示す断面図である。
製工程を示す断面図である。
【図６】実施例３の磁気抵抗検出用プローブを説明する
上面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
上面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図７】実施例３のＭＲ素子及びプローブ製造方法の作
製工程を示す断面図である。
製工程を示す断面図である。
【図８】実施例３のＭＲ素子及びプローブ製造方法の作
製工程を示す断面図である。
製工程を示す断面図である。
【図９】実施例４の磁気抵抗検出用プローブを説明する
上面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
上面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図１０】実施例４のＭＲ素子及びプローブ製造方法の
作製工程を示す断面図である。
作製工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の磁気抵抗検出用プローブを用いる磁
気顕微鏡の概略図である。
気顕微鏡の概略図である。
【図１２】従来例の微小探針の製造方法の主要工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１３】従来例の微小探針の製造工程断面図である。
１：第１基板 ２：保護層 ３：凹部 ５：剥離層 ６：金属層 ７：磁性体層 ８：接合層 ９：引き出し電極 １０：微小探針 １９：第２基板 ２１：薄膜カンチレバー ２２：窒化シリコン膜 ２３：二酸化シリコン膜 ２４：シリコンブロック ７０：コイル ５１０：二酸化シリコン ５１４：シリコンウエハ ５１８：ピット ５２０，５２１：窒化シリコン層 ５２２：ピラミッド状ピット ５３０：ガラス板 ５３２：Ｃｒ層 ５３４：ソウカット ５４０：マウンティングブロック ５４２：金属膜 ５４３：磁性体層 ６２１：基板 ６２２：レジスト ６２３：探針 ６２４：レジスト開口部 ６２５：導電性材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 11/00 Ｇ１１Ｂ 11/00 Ｈ０１Ｌ 43/08 Ｈ０１Ｌ 43/08 Ｐ Ｄ 43/12 43/12 // Ｇ１１Ｂ 9/00 9075−5Ｄ Ｇ１１Ｂ 9/00
Claims (23)
- 【請求項１】磁気情報を検出するために用いる磁気抵抗
素子の製造方法において、一方の基板である第一基板の
剥離層上に磁性体層を形成し、他方の基板である第二基
板上に形成された引き出し電極対上に、前記磁性体層を
転写することにより磁気抵抗素子を形成することを特徴
とする磁気抵抗素子の製造方法。 - 【請求項２】前記磁気抵抗素子の製造方法は、（ａ）第
１基板の表面に剥離層を形成する工程と、（ｂ）前記第
１基板の剥離層上に、磁性体層を形成する工程と、
（ｃ）第２基板に引き出し電極対を形成する工程と、
（ｄ）前記第１基板における剥離層上の磁性体層を、前
記第２基板の引き出し電極対先端部に接合する工程と、
（ｅ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層と第
１基板の界面で剥離を行い前記引き出し電極対先端部に
前記磁性体層を転写する工程とを、少なくとも有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗素子の製造方
法。 - 【請求項３】前記磁気抵抗素子の製造方法は、（ａ）第
１基板の表面に凹部を形成する工程と、（ｂ）前記第１
基板の凹部を含む基板上に、剥離層を形成する工程と、
（ｃ）前記第１基板の凹部を含む剥離層上に、磁性体層
を被覆する工程と、（ｄ）第２基板に引き出し電極対を
形成する工程と、（ｅ）前記第１基板における凹部を含
む剥離層上の磁性体層を、前記第２基板の引き出し電極
対先端部に接合する工程と、（ｆ）前記剥離層と磁性体
層、あるいは前記剥離層と第１基板の界面で剥離を行い
前記引き出し電極対先端部に前記磁性体層を転写する工
程とを、少なくとも有することを特徴とする請求項１に
記載の磁気抵抗素子の製造方法。 - 【請求項４】磁気情報を検出するために用いる磁気抵抗
素子の製造方法において、一方の基板である第一基板の
剥離層上に磁性体層を形成し、他方の基板である第二基
板上に形成された接合層上に、前記磁性体層を転写しそ
の磁性体層に引き出し電極対を形成することを特徴とす
る請求項１に記載の磁気抵抗素子の製造方法。 - 【請求項５】前記磁気抵抗素子の製造方法は、（ａ）第
１基板の表面に凹部を形成する工程と、（ｂ）前記第１
基板の凹部を含む基板上に、剥離層を形成する工程と、
（ｃ）前記第１基板の凹部を含む剥離層上に、磁性体層
を被覆する工程と、（ｄ）第２基板に接合層を形成する
工程と、（ｅ）前記第１基板における凹部を含む剥離層
上の磁性体層を、前記第２基板の接合層に接合する工程
と、（ｆ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層
と第１基板の界面で剥離を行い前記接合層に前記磁性体
層を転写する工程と、（ｇ）前記磁性体層表面に引き出
し電極対を形成する工程とを、少なくとも有することを
特徴とする請求項４に記載の磁気抵抗素子の製造方法。 - 【請求項６】前記第１基板が、単結晶シリコン基板であ
り、結晶軸異方性エッチングにより基板表面に凹部を形
成することを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか
１項に記載の磁気抵抗素子の製造方法。 - 【請求項７】前記接合層が、金属であることを特徴とす
る請求項５または請求項６に記載の磁気抵抗素子の製造
方法。 - 【請求項８】前記磁性体層を第２基板上の引き出し電極
対先端部、もしくは接合層に接合する工程が、金属層を
介し及び／または金属からなる接着層の金属材料間の圧
着による金属結合により達成されることを特徴とする請
求項２〜請求項７のいずれか１項に記載の磁気抵抗素子
の製造方法。 - 【請求項９】磁気情報を検出するために用いる磁気抵抗
素子において、基板と、該基板上に形成された引き出し
電極対と、該引き出し電極対上に形成された磁性体層と
を備え、前記電極対の一方の引き出し電極から磁性体層
を経由して他方の引き出し電極に電流が流れる構成とさ
れていることを特徴とする磁気抵抗素子。 - 【請求項１０】磁気情報を検出するために用いる磁気抵
抗素子において、基板と、該基板上に形成された引き出
し電極対と、該引き出し電極対上に形成された接合層
と、該接合層上に形成された磁性体層からなる磁気抵抗
素子とを備え、前記電極対の一方の引き出し電極から接
合層及び磁性体層を経由して他方の引き出し電極に電流
が流れる構成とされていることを特徴とする磁気抵抗素
子。 - 【請求項１１】磁気情報を検出するために用いる磁気抵
抗素子において、基板と、該基板上に接合層を介して形
成された磁性体層と、該磁性体層表面に形成された引き
出し電極対とを備え、前記電極対の一方の引き出し電極
から磁性体層を経由して他方の引き出し電極に電流が流
れる構成とされていることを特徴とする磁気抵抗素子。 - 【請求項１２】前記磁性体層と引き出し電極対または接
合層が、金属材料間の圧着により金属結合されているこ
とを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれか１項に
記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１３】前記磁気抵抗素子が、凸形状を有してい
ることを特徴とする請求項９〜請求項１２のいずれか１
項に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１４】前記磁気抵抗素子が、逆ピラミッド型を
写しとった形状を有していることを特徴とする請求項９
〜請求項１２のいずれか１項に記載の磁気抵抗素子。 - 【請求項１５】磁気抵抗素子と薄膜カンチレバーからな
るプローブの製造方法において、（ａ）第１基板上に剥
離層を形成する工程と、（ｂ）第１基板上に磁性体層を
被覆する工程と、（ｃ）第２基板に薄膜カンチレバーを
形成する工程と、（ｄ）前記薄膜カンチレバー上に引き
出し電極対を形成する工程と、（ｅ）前記第１基板にお
ける剥離層上の磁性体層を、前記第２基板における薄膜
カンチレバー上の引き出し電極対先端部に接合する工程
と、（ｆ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離層
と第１基板の界面で剥離を行い前記接合層に前記磁性体
層を転写する工程と、（ｇ）前記薄膜カンチレバーの一
端が第２基板に固定される様に薄膜カンチレバー下部の
第２基板の一部を除去する工程とを、 少なくとも有することを特徴とするプローブの製造方
法。 - 【請求項１６】磁気抵抗素子と薄膜カンチレバーからな
るプローブの製造方法において、（ａ）第１基板の表面
に凹部を形成する工程と、（ｂ）前記第１基板の凹部を
含む基板上に、剥離層を形成する工程と、（ｃ）前記第
１基板の凹部を含む剥離層上に、磁性体層を被覆する工
程と、（ｄ）第２基板に薄膜カンチレバーを形成する工
程と、（ｅ）前記薄膜カンチレバー上に、引き出し電極
対を形成する工程と、（ｆ）前記第１基板における凹部
を含む剥離層上の磁性体層を、前記第２基板における薄
膜カンチレバー上の引き出し電極対先端部に接合する工
程と、（ｇ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前記剥離
層と第１基板の界面で剥離を行い接合層に磁性体層を転
写する工程と、（ｈ）前記薄膜カンチレバーの一端が第
２基板に固定される様に薄膜カンチレバー下部の第２基
板の一部を除去する工程とを、 少なくとも有することを特徴とするプローブの製造方
法。 - 【請求項１７】磁気抵抗素子と薄膜カンチレバーからな
るプローブの製造方法において、（ａ）第１基板の表面
に凹部を形成する工程と、（ｂ）前記第１基板の凹部を
含む基板上に、剥離層を形成する工程と、（ｃ）前記第
１基板の凹部を含む剥離層上に、磁性体層を被覆する工
程と、（ｄ）第２基板に薄膜カンチレバーを形成する工
程と、（ｅ）前記薄膜カンチレバー先端上に、接合層を
形成する工程と、（ｆ）前記第１基板における凹部を含
む剥離層上の磁性体層を、前記第２基板の接合層に接合
する工程と、（ｇ）前記剥離層と磁性体層、あるいは前
記剥離層と第１基板の界面で剥離を行い前記接合層に前
記磁性体層を転写する工程と、（ｈ）前記磁性体層表面
に引き出し電極対を形成する工程と、（ｉ）前記薄膜カ
ンチレバーの一端が第２基板に固定される様に薄膜カン
チレバー下部の第２基板の一部を除去する工程とを、 少なくとも有することを特徴とするプローブの製造方
法。 - 【請求項１８】磁気情報を検出するために用いるプロー
ブにおいて、一方が基板に固定された薄膜カンチレバー
上に磁気抵抗素子にバイアス電流を印加し磁気抵抗を検
出するための引き出し電極対を形成し、該薄膜カンチレ
バーの自由端における前記引き出し電極対上に磁気抵抗
素子を設けたことを特徴とするプローブ。 - 【請求項１９】磁気情報を検出するために用いるプロー
ブにおいて、一方が基板に固定された薄膜カンチレバー
上に磁気抵抗素子にバイアス電流を印加し磁気抵抗を検
出するための引き出し電極対を形成し、該薄膜カンチレ
バーの自由端における前記引き出し電極対上に、金属材
料間の圧着により金属結合する接合層を介して磁気抵抗
素子を接合したことを特徴とするプローブ。 - 【請求項２０】前記磁気抵抗素子は、磁性体層からな
り、前記電極対の一方の引き出し電極から磁性体層を経
由して他方の引き出し電極に電流が流れる構成とされて
いることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記
載のプローブ。 - 【請求項２１】請求項１５〜１７のいずれか１項に記載
のプローブを用いた磁気顕微鏡であって、前記磁性層に
コイルを用いてバイアス磁界をかけているときの磁界変
化に伴う磁性体の抵抗変化をバイアス電流をかけること
によって検出することを特徴とする磁気顕微鏡。 - 【請求項２２】前記プローブは、該プローブと試料との
間隔制御を該プローブと該試料間に作用する力によって
プローブを支持する弾性体を変形させることにより行う
ことを特徴とする請求項２１に記載の磁気顕微鏡。 - 【請求項２３】前記プローブと前記試料間に作用する力
が、原子間斥力であることを特徴とする請求項２１また
は請求項２２に記載の磁気顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193884A JPH1019909A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 磁気抵抗素子の製造方法と磁気抵抗素子、その磁気抵抗素子を用いたプローブの製造方法とプローブ、およびそのプローブを用いた磁気顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193884A JPH1019909A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 磁気抵抗素子の製造方法と磁気抵抗素子、その磁気抵抗素子を用いたプローブの製造方法とプローブ、およびそのプローブを用いた磁気顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019909A true JPH1019909A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16315344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8193884A Pending JPH1019909A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 磁気抵抗素子の製造方法と磁気抵抗素子、その磁気抵抗素子を用いたプローブの製造方法とプローブ、およびそのプローブを用いた磁気顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1019909A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7023204B2 (en) | 2002-11-18 | 2006-04-04 | International Business Machine Corporation | Magnetic imaging microscope test system and its application for characterization of read and write heads for magnetic recording |
| JP2012142415A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 磁気デバイスおよびその製造方法 |
| CN109541790A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-29 | 湖南大学 | 转移钙钛矿纳米线和黑磷薄膜复合材料的显微镜及方法 |
| WO2021022640A1 (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | 潍坊歌尔微电子有限公司 | 一种磁传感器的制造方法、磁传感器及电子设备 |
-
1996
- 1996-07-04 JP JP8193884A patent/JPH1019909A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7023204B2 (en) | 2002-11-18 | 2006-04-04 | International Business Machine Corporation | Magnetic imaging microscope test system and its application for characterization of read and write heads for magnetic recording |
| JP2012142415A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 磁気デバイスおよびその製造方法 |
| CN109541790A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-29 | 湖南大学 | 转移钙钛矿纳米线和黑磷薄膜复合材料的显微镜及方法 |
| WO2021022640A1 (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | 潍坊歌尔微电子有限公司 | 一种磁传感器的制造方法、磁传感器及电子设备 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |