JPS59671A - 磁気センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気センサ及びその製造方法、さらに詳細には
磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子という）を用いた磁
気センサ及びその製造方法に関する。

ＭＲ素子は抵抗値が磁界の強さに依存して変化する特性
を利用したもので、再生出力が記録媒体走行速度に依存
せず、磁気信号の波長の、みによって決まるため、低速
で十分な、再生出力が得られ、集積回路と同様な薄膜技
術で製造することができるため、再生型の磁気ヘッドを
始めとして種々の磁気センサに用いられている。

の電極金属膜２を積層して磁気センサが構成されている
。

このような磁気センサはＭＲ膜を成膜し同−真空内でア
ルミを成膜した後、エツチングによって所定の形状にさ
れるが、従来法によるエツチングにおいてはアルミ電極
の形状とＭＲ膜の形状が重なっている領域では同一幅と
するのが通常である。

即ち従来の磁気センサの製造方法は第３図に示されたよ
うな８つの工程を経て製造される。まず第１の工程Ｓ１
ではアルミニウム等の金属材料（２）とパーマロイ等の
磁性材料（１）を同じＥＢ　（電子ビーム）成膜装置で
連続的に一面に積層構造として成膜する。続いて第２工
程Ｓ２では第４図に示したようなレジストパターン情報
を用いて電極のパターニングを行なう。レジストしてネ
ガレジスト（例えば東京応化工業製のＯＭＲ−８３等）
を用い、このネガレジストをスピンナー塗布、プレベー
グを行ない第４図に示したようなＭＲ素子と電極の同一
形状パターンを用いて露光し続いて現像、ポストベーグ
を通してレジストパターンを形成する。

続いて第３工程Ｓ３では電極及びパーマロイのエツチン
グが行なわれる。この工程ではＡｌをエツチングし、パ
ーマロイはエツチングできないアルカリ性のエツチング
液を用いてＡ／のエツチングを行ない、続いて酸性のエ
ツチング液を用いて連続してパーマロイのエツチングを
同一レジストパターンで行なう。このようなエツチング
工程を経た後の膜の構成が第５図に断面図として図示さ
れている。このエツチング工程においてＡｌのエツチン
グを行ない同一レジストノくターンで連続してパーマロ
イのエツチングを行なっているため、Ｍ膜がオーバーエ
ツチングされる等Ｍのエツチング抜けが悪い場合はＭの
パターンがレジストパターントなって直接パーマロイの
エツチング抜けの悪さになｌバ更にパーマロイがオーツ
く一エツチングされるとＭ膜が浮いた状態となりＭ膜の
剥れの原因ともなる。

続く第４工程Ｓ４は電極レジストの剥離を行なう。剥離
液はネガレジス）（０ＭＲ８３）用の剥離液を使用し剥
離後溶剤等で洗浄を行なう。

続いて第５工程Ｓ５では第６図の斜線部で示したような
ＭＲ素子部を除いて全面を被覆するようなレジストパタ
ーンを用い、第２工程と同様にレジストにネガレジス）
（０ＭＲ８３）を使用しスヒ。

ンナー塗布、プレベーグを行々いノくターン露光及び現
像更にポストベーグな行なってＭＲ素子部のパターニン
グを行なう。第６エ程Ｓ６ではＡｌのエツチングをアル
カリ性のエツチングを使用して行ない、ＭＲ素子部の形
成を行ない、第７図に示したような膜構成にする。続く
第７エ程Ｓ７で番ま形状変形が起きやすく、従って・く
−マロイの腐食を抑えるためには剥離条件（温度と時間
）を最適条件に設定する必要があり、そうでない場合に
は剥離不足或いは表面に汚れが残る等の問題が発生する
。

続く第８工程Ｓ８ではでき上がったＭＲ素子をカッティ
ング、ボンデング、研磨等の工程を経て磁気ヘッドが構
成される。

しかし、このような工程を経て作られる磁気センサには
、 １）第３工程の電極エツチングにおいて同一レジストパ
ターンでＭエツチングを行ないその後連続してパーマロ
イをエツチングするためＡ６のエツチング抜は状態が悪
いとパーマロイのエツチング抜は状態にそのまま影響す
る。

２）　　更にパーマロイがオーバーエッチングサした場
合オーバーエツチングの量だけＭ層が浮いた状態となり
脱刷れの原因となる。

形状変形の原因となりやすい。

４）更に剥離条件の設定が変動すると剥離不足になり表
面が汚れやすい。

等の欠点がありＭＲ素子の成膜歩留りが低下し、ひいて
は磁気センサのコストを引き上ける等大きな問題がある
。

従って本発明はこのような従来の欠点を除去するもので
ＭＲ素子の成膜歩留りを向上させ安価な磁気センサ並び
にその製造方法を提供することを目的とする。

本発明ではこの目的を達成するためにＭＲ素子の幅を各
部において金属薄膜のストライプ幅よりも大きく構成す
るようにした。

以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１０図及び第１１図には本発明の実施例が図示されて
おり、基板３上には、例えばパーマロイなどから成るＭ
Ｒ素子１′が成膜され、　さらにその上に積層してアル
ミニウムなどから成る金属電極層２′が成膜される。そ
の場合、第１０図に図示したように、ＭＲ素子のストラ
イプ幅各部分において金属電極のストライプ幅よりも大
きく形成される。

このような磁気センサは、第３図に示すものとほぼ同じ
工程から成る製造工程により製造されるが、特に本発明
では電極層２′とＭＲ素子１はそれぞれ異なるレジスト
パターンで別々の加工工程を通して形成されるものであ
る。

まず、本発明の第１工程では、基板３上にパーマロイな
どの磁性材料１′から成るＭＲ素子及びアルミニウムな
どから成る金属用電極材料２をＥＢ成膜装置を用いて膜
構成として積層し、連続的に一面に成膜する。続いてネ
ガレジス）（０Ｍ層８３）を使用し、スピンナー塗布、
プレベークを行ない、第１２図に示したようなパターン
４′に従って露光、現像さらにポストベークを行ない、
レジネトパターン４′を形成すや。　続いてレジストパ
ターン４′で覆われている部分以外の電極のエツチング
を行ない、第１３図に示したような膜構成を得る。この
エツチング工程ではＡ７のみのエツチングを行なうため
、従来と同様にＡＩ！Ｑ腐蝕してパーマロイを腐蝕しな
い選択性のあるアルカリ性エツチング液を選定し、それ
に対応してレジストも耐アルカリ性のあるネガレジス）
（０Ｍ層８３）が選ばれている。このエツチング工程で
は電極となるＡＡを完成パターン通りにエツチングする
ので、従来例の第６エ程で示したＭのエツチングが省略
でき、製造工程を短縮することができる。

続いて電極レジスト４′の剥離を行なう。この剥離液は
ネガレジス）（０Ｍ層８３）用の剥離液を使用し、剥離
後溶剤などで洗浄を行なう。このレジスト剥離工程にお
いて、従来例ではＭＲ素子として機能する部分のみが露
出しているのに対し、本発明例では全面が露出している
ことになる。Ｍ層膜の形状変形は素子を形成する線が多
いほど著ししいが、全面露出で形成線が皆無となること
により、本発明でのＭＲ素子として機能する部分のエツ
チング量がはるかに少ないと言え、従ってレジスト剥離
におけるＭＲ素子の形状変形量は従来例に比べてはるか
に少なくなる。

続いて、第１４図に図示されたように、電極パターン２
′よりやや広い面積を被覆するような形状のポジレジス
）　（ＡＺ１３７０）から成るレジストパターンを用い
てＭＲ素子のパターニングを行なう。

すなわち、例えばシップレイ社のポジレジスト（ＡＺ１
３７０）を用い、スピンナー塗布、プレベークを行ない
パターン露光及び現像後さらにポストベークを行ないレ
ジストパターンを形成する。

続いて酸性のエツチング液を使用し１、パーマロイをエ
ツチングし、第１５図に示したような膜構成とする。こ
のエツチング工程において、パーマロイのエツチングは
Ａ７！エツチングによりできたパターンよりも全体的に
広いレジストパターンで行なうため、従来と異なりＡＡ
エツチングの抜けの状態がパーマロイのエツチングに影
響することす＜、パーマロイのオーバーエツチングがＡ
Ｊｊｌをはがすことがないなどの利点が得られる。１だ
、本発明では第８図及び第９図に示したようにＡｌステ
ップでのパーマロイ膜のオーバーエツチングによる断線
が発生しないという利点が得られる。

レジストをネガレジスト（０ＭＲ８３）からポジレジス
）　（ＡＺ１３７０）Ｋ変更したことによりバターニン
グ精度が良くなり、エツチング抜は状態を向上させるこ
とが可能になる。

続いて剥離液として有機溶剤（アセトンＤＭＦ）を使用
することにより、ＭＲ素子のレジスト剥離を行なう。こ
の工程ではポジ・レジストを使用したことにより、ネガ
レジスト剥離液がパーマロイを腐蝕し、形状変形となる
こと及び剥離条件を変更すると剥離不足となり表面に汚
れができ、剥層する場合に成膜効率が下がるなどの従来
の欠点を解消することができる。

続いて、このように成膜されたものを、カッティング、
ボンディング、研磨などの加工を行ない、磁気セーンサ
として実装を行なう。

第１６図及び第１７図には本発明の他の実施例が図示さ
れており、ＭＲ素子１０のＭＲ機能部と電極アルミニウ
ム膜２０とが接合する部分の先端７の幅を電極引出しア
ルミニウム膜の幅、よりも大きくすることにより、エツ
チングの接合部における感知素子のオーバーエツチング
の影響をさらに少なくすることができる。

また、第１７図に示す実施例では、ＭＲ素子１０′のＭ
Ｒ機能部と電極アルミニウム２０とが接合する部分１′
でアルミニウムの端面な長くするようにしている。この
ようにすることにより、エツチングの接合部における感
知素子のオーバーエツチングの問題を減少させることが
できる。

上述した例では、ＭＲ素子としてパーマロイ。

電極部としてアルミニウムを使用した例が示されたがさ
らにＭＲ素子としてＣｏ−Ｎｉなとの強磁性合金を用い
、また電極材料として金やモリブデンなどの導体を用い
ても同様の効果が得られる。しかし、電極材料としては
安価でエツチング効果に優れ、また使用実験データの豊
富なアルミニウムが好適である。

以上説明したように、本発明によれば、ＭＲ素子のパタ
ーン形状を電極板の形状よりも広いものとしているので
、 １）バターニング工程においてはポジレジストの使用が
可能となり、バターニング精度が向上するため、エツチ
ング抜は状態が向上し、さらにエツチング工程において
は、アルミニウムエツチング状態に影響されることがな
くなるため、パーマロイのエツチング状態が向上する。

２）パーマロイのオーバーエツチングが起きたとしても
、アルミニウムのはがれに影響せず、さらにパーマロイ
とアルミニウムの接合部先端のアルミニウム段差部分に
沿ってのパーマロイのオーバーエツチングによる断線の
心配がなくなり、歩留りが向上する。

３）アルミニウムとパーマロイのエツチング順序の変更
が可能となり、電極アルミニウムのバタ宝 一ンを一度のエツチングで魂装することが可能になり、
アルミニウムエツチング加工が１回省略でき、生産性が
向上する。

４）剥離工程において、感知素子パターンを形成する製
造方法の変更が可能になり、またポジレジストの使用が
可能になったことで、パーマロイ膜の腐蝕を低減でき、
さらに剥離不足によるレジスト残りを低減させることが
でき、品質を向上させることが可能になる。

５）感知部パーマロイ膜と電極アルミニウム膜が接合す
る部分の先端幅を広くすること及びパーマロイ膜の感知
部と電極アルミニウムが接合する部分の電極アルミニウ
ム先端を長くすることによりオーバーエツチングによる
断線を低減できる。

など、種々の効果が得られ、歩留り９品質、生産性、信
頼性などを飛躍的に向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は従来のＭＲ素子の構造を示したもので
、第１図はその平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線に
沿った断面図、第３図はその製造工程を示行ブロック図
、第４図は電極部のレジメｌ・パターンを示す平面図、
第５図は第４図のパターンによるエツチング後に得られ
る素子のＢ　−Ｂ’線に沿った断面図、第６図は感知部
のパターニングの平面図、第７図は第６図のエツチング
後に得られるＣ−α線に沿った断面図、第８図はＭＲ素
子と金属電極の接続部の画部分を示す平面図、第９図は
第８図中丸印で示した部分の拡大図、第１０図〜第１７
図は本発明による実施例を示すもので、第１０図はＭＲ
素子の平面図、第１１図は第１Ｏ図中のＤ−α線に沿っ
た断面図、第１２図は電極部パターニングの平面図、第
１３図は第１２図のエツチング後に得られるＥ−Ｅ’線
に沿った断面図、第１４図は感知部パターニングの平面
図、第１５図は第１４図のエツチング後に得られるＦ−
ｖ線に沿った断面図、第１６図及び第１７図はそれぞれ
本発明の異なる実施例を示すＭＲ素子の平面図である。 白・・ＭＲ素子　　　　　２′・・・金属電極３・・・
基板４’、　６・・・レジストパターン１０．１０’・
・・ＭＲ素子　　　２０．２０’・・・金属電極７．７
′・・・接合部 第１図 第３図 第４図 第６図 第８図 第１０図 第１２図 第１４図 ２′ 第１６図 ０ 第１７図 手続補正書（自船 昭和５７年　９月　１日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和　５７　年　特許願　第　１０９９３８　　号２、
発明の名称 磁気センサ及びその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名　　称　　　　　（１００）　　キャノン株式会社４
、代理人　　　　電話　０３　（２６８）２４８１　（
イリ図面 ６、補正の内容 別紙の通り 補正の内容 １）　明細書第８頁第１１行目のｒＭＲ素子１」をｒＭ
Ｒ素子１’Ｊに訂正する。 ２）同第８頁第１６行目の「金属用電極材料２」を［金
属用電極材料２′」に訂正する。 ３）　同第１Ｏ頁第１０行目の「シップレイ４」を「シ
ブレイ・ファーイースト社」に訂正する。 ４）同第１１頁第４行目の「オーバーエツチング」の次
に「５」を加入する。 ５）同第１’１頁第１５行目の「剥層」を「積層」に訂
正する。 ６）同第１３頁第１８行目の「実装」を「完成」に訂正
する。 ７）同第１４頁第２０行目の「示行」を「示す」に訂正
する。 ８）　同第１５頁第１８行目から第２０行目の「１′・
・・ＭＲ素子２′・・・金属電極　３・・・基板　４′
、６・・・レジストパターン１０、　ＩＱ’・・・ＭＲ
素子　２０．２０’・・・金属電極」を削除し、ｒｌ　
、ｌ’・・・ＭＲ素子　２．２′・・・金属電極　３・
・・基板４．４’、６・・・レジストパターン　５・・
・オーバーエツチング　１０．１０’・・・ＭＲ素子　
２０．２０’・・・金属電極」を加入する。 ９）　図中、第１０図を別紙の朱記の如く訂正する。 第８図 第１０図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に磁気抵抗効果素子と電極用金属の各薄膜
   を集積してなる磁気センサにおいて、前記。 磁気抵抗効果素子のストライプ幅を各部分において金属
   薄膜のストライプ幅よりも大きくすることを特徴とする
   磁気センサ。
2. （２）前記磁気抵抗効果素子と電極金属薄膜との接合部
   の幅を接合部以外の金属薄膜の幅及び磁気抵抗効果素子
   の薄膜でできた電極幅のいずれよりも大きくしたこ、と
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気センサ
   。
3. （３）前記磁気抵抗効果素子をパーマロイで、又電極用
   金属をアルミニウムから作るようにした特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の磁気センサ。
4. （４）前記磁気抵抗効果素子と電極用金属の各薄膜の接
   合部を折線状にしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項、又は第３項に記載の磁気センサ。
5. （５）基板上に磁気抵抗効果素子と金属電極を積層して
   成膜する工程と、所定のレジストパターンを用い金属電
   極のパターニングを行なう工程と１、前記パターニング
   に沿って電極をエツチングする工程と、前記レジストパ
   ターンを剥離する工程ト、エツチング後形成された電極
   パターンよりも広い面積のルジストパターンを用い磁気
   抵抗効果素子のパターニングを行なう工程と、前記磁気
   抵抗効果素子のパターニングに沿って磁気抵抗効果素子
   をエツチングする工程と、前記磁気抵抗効果素子用のレ
   ジストを剥離する工程とφ為ら成ることを特徴とする磁
   気センサの製造方法。