ホーム > 特許ランキング > マグネデザイン株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-10
(45)【発行日】2023-01-18
(54)【発明の名称】ＧＳＲ素子の製造方法
(51)【国際特許分類】
G01R 33/02 20060101AFI20230111BHJP
【ＦＩ】
G01R33/02 B
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022166553
(22)【出願日】2022-10-17
【審査請求日】2022-10-26
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】713000630
【氏名又は名称】マグネデザイン株式会社
(72)【発明者】
【氏名】工藤 一恵
(72)【発明者】
【氏名】田辺 淳一
(72)【発明者】
【氏名】本蔵 義信
(72)【発明者】
【氏名】菊池 永喜
(72)【発明者】
【氏名】本蔵 晋平
【審査官】島▲崎▼ 純一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－２５８０３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２７２１１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５２－０４６７８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６３０２６１３（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０１６４７５７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／２２５４５４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０９３５８３０１（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ３３／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁性ワイヤと前記磁性ワイヤを周回する下部コイルと上部コイルとからなる５μｍ以下のコイルピッチを有する検出コイルと電極配線からなるＧＳＲ素子を特定用途向け集積回路（以下、ＡＳＩＣという。）の基板上に直接作製するＧＳＲ素子の製造方法において、（１）前記ＡＳＩＣ基板上にネガレジスト系の第一樹脂被膜を塗布して、平坦で硬い樹脂製の溝形成部とアライメントマーク形成部に第一台座を形成し、
（２）前記第一台座の上に溝深さよりも厚いポジレジスト系の第二樹脂被膜を塗布して第二台座とし、前記第二台座の前記溝形成部には前記磁性ワイヤを配置するための逆台形状の溝（以下、溝という。）を形成するための長方形の凹部と前記アライメントマーク形成部にはアライメントマーク用凹部を形成するための凹部を同時に形成し、キュア熱処理して硬化させるとともに逆台形状の前記溝と前記アライメントマーク用凹部を形成し、
（３）前記溝部にネガレジスト系の樹脂被膜を塗布し、露光、現像して溝部のみに樹脂被膜を残してキュア熱処理によって溝の底部にＲ形状を形成し、前記溝よりなる前記溝形成部と、アライメントマーク凹部よりなるアライメントマーク形成部に金属膜を成膜し、
（４）前記アライメントマーク形成部の前記金属膜の成膜された前記アライメントマーク凹部と、前記アライメントマーク形成部の平坦面に成膜された反射膜とからなる視認性の高いアライメントマークを用いて、前記金属膜の成膜された前記溝形成部の金属皮膜を前記溝の面に沿って前記下部コイルと、前記溝形成部の平坦面の上部コイル接続部（以下、下部コイルと上部コイル接続部とを下部コイルという。）を形成し、
（５）前記溝の前記下部コイルの上に前記磁性ワイヤを張力付加して配置し、樹脂により前記溝内に仮固定し、さらに張力を付加したままキュア熱処理することで、前記磁性ワイヤを溝に固定し、
（６）前記ワイヤと前記電極配線を接合するためのワイヤ電極部にある前記ワイヤを被覆している絶縁性ガラスをＣＦ４-ＲＩＥにより除去する工程と、
（７）基板全面にポジレジスト系樹脂被膜を塗布し、露光、現像して前記溝と磁性ワイヤ部のみにポジレジスト系樹脂被膜を残し、キュア熱処理して段差部を滑らかにする工程と、
（８）前記樹脂の上部に、オートアライメント機構により前記アライメントマークを用いて前記上部コイルと前記電極配線を形成し、
（９）前記磁性ワイヤと前記検出コイルと前記電極配線からなる素子の集合体からなる素子基板を個片化する
ことを特徴とするＧＳＲ素子の製造方法。
【請求項2】
請求項１に記載載された工程（２）において、（２’）前記第一台座の上に溝深さよりも厚いポジレジスト系の第二樹脂被膜を塗布して第二台座とし、前記第二台座の前記溝形成部には前記磁性ワイヤを配置するための逆台形状の溝（以下、溝という。）を形成するための長方形の凹部と前記アライメントマーク形成部にはアライメントマーク用凹部を同時に形成し、キュア熱処理して硬化させるとともに前記溝と前記アライメントマーク用凹部を形成し、さらに前記アライメントマーク用凹部は第二台座をマスクにＲＩＥ加工をして第一台座を掘りこむ
ことを特徴とするＧＳＲ素子の製造方法。
【請求項3】
請求項１に記載された工程（５）において、（５’） 前記溝の前記下部コイルの上に前記磁性ワイヤに張力３０～１００ｋｇ／ｍｍ２を負荷して配置し、前記磁性ワイヤを樹脂により前記溝内に埋設し、２５０～３５０℃の温度にて張力熱処理して前記磁性ワイヤを固定すると同時にＧＳＲ特性の向上を図ることを特徴とするＧＳＲ素子の製造方法。
【請求項4】
請求項１～請求項３に記載されたいずれか一項において、前記ネガレジスト系の第一樹脂被膜の膜厚は、前記ＡＳＩＣ基板上の凹凸の３倍以上であることを特徴とするＧＳＲ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁界検出素子と特定用途向け集積回路（以下、ＡＳＩＣとしいう。）との一体化プロセスにおいて、視認性の高いアライメントマークを用いたＧＳＲ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
高感度磁気センサには、ホールセンサ、ＧＭＲセンサ、ＴＭＲセンサ、高周波キャリアセンサ、ＦＧセンサ、ＭＩセンサ、ＧＳＲセンサなどがある。これらのセンサのうち、ホールセンサ、ＧＭＲセンサ、ＴＭＲセンサ、キャリアセンサは素子とＡＳＩＣが一体化されて小型化、薄型化は実現されているが、検出感度の改善が課題である。
一方、ＦＧセンサ、ＭＩセンサ、ＧＳＲセンサは高い感度を有するが、素子とＡＳＩＣが別々に配置されてワイヤボンディングで接合されており、センサの薄型化が課題である。
一方、ＦＧセンサ、ＭＩセンサ、ＧＳＲセンサは高い感度を有するが、素子とＡＳＩＣが別々に配置されてワイヤボンディングで接合されており、センサの薄型化が課題である。
【0003】
この課題を解決するために、本発明者らは、ＧＳＲ素子をＡＳＩＣ表面の上に形成する技術開発に取り組んだ結果、センサの小型化、薄型化を実現した（特許文献１）。
特許文献１にて、ＡＳＩＣ面上に絶縁性レジストを塗布し、そこに磁性ワイヤを配置する溝を形成し、磁性ワイヤと磁性ワイヤを周回する検出コイルおよび電極からなるＧＳＲ素子をＡＳＩＣ面上に一体形成した薄型高感度磁気センサが開示されている。しかし、その製造方法についてはその技術は公開されていない。さらにその製造技術に関しては現在に至るまで改良が続けられているが、公開されていない。
特許文献１にて、ＡＳＩＣ面上に絶縁性レジストを塗布し、そこに磁性ワイヤを配置する溝を形成し、磁性ワイヤと磁性ワイヤを周回する検出コイルおよび電極からなるＧＳＲ素子をＡＳＩＣ面上に一体形成した薄型高感度磁気センサが開示されている。しかし、その製造方法についてはその技術は公開されていない。さらにその製造技術に関しては現在に至るまで改良が続けられているが、公開されていない。
【0004】
一方、センサの高感度化のためには、微細ピッチコイルを形成してコイルの巻き数を増やす必要がある。しかし、コイルピッチを微細化するほど、ＡＳＩＣ基板の位置とマスクの位置をさらに精度よく合わせることが求められる。その精度を実現するためには、溝形成時に同時に視認性の高いアライメントマークを形成することで、合わせ精度の向上が期待できる。
【0005】
一般的には、アライメントマークは平坦な部分に作られたＳｉＯ２膜に形成するために、高い視認性は容易に得ることができていた。またアライメントマークの形成方法は、特許文献２、特許文献３および特許文献４などに開示されているが、いずれも感光性樹脂の上にアライメントマークを形成するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１９－１９１０１６号公報
【文献】特開２００６－２２９１３２号公報
【文献】特開２００９－００４７９３号公報
【文献】特許第２０１６７７６号公報
【文献】特許第５７４７２９４号公報
【文献】特許第６４３８６１６号公報
【文献】特許第３６９３１１９号公報
【文献】特許第４５２９７８３号公報
【文献】特許第４８３５８０５号公報
【非特許文献】
【0007】
【文献】2018 IEICE The Development of a High Sensitive Micro Size Magnetic Sensor Named as GSR Sensor Exited by GHz Pulse Current p.325
【文献】2020 JMMN The development of micro-coil-on-ASIC type GSR sensor driven by GHz Pulse current p.5
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ＡＳＩＣ基板上にＧＳＲ素子を一体化形成する際、磁性ワイヤを周回するコイルをワイヤ近傍に形成する必要があり、磁性ワイヤを配置するための溝形状は、逆台形状が必須となる。ＳｉＯ2などの絶縁膜にＲＩＥ（Reactive Ion Etching） などで溝を作製すると直方体形状となってしまい溝に沿って下部コイルを形成することは困難である。
【0009】
この逆台形状の溝を形成するためにはポジレジスト系の樹脂被膜に溝をマスク露光、現像をした後にキュア熱処理を加えることで達成できる。すなわち、逆台形状の溝を形成するにはポジレジスト系の樹脂被膜が必須となる。また、本プロセスでは合わせ精度向上のため、アライメントマークは溝と同時に形成する。したがって、アライメントマークは従来のＳｉＯ２上ではなく樹脂被膜上に形成することになる。
【0010】
しかし、ＡＳＩＣ基板面には通常は集積回路配線起因の２～３μｍの凹凸（図１）があり、樹脂被膜を溝形成のために必要な膜厚(５～１５μｍ程度)塗布しても、その表面には凹凸が転写され残ってしまい、アライメントマーク形成に必要な、平坦な樹脂被膜を得ることが困難である。
【0011】
一方、センサの高感度化には、コイルピッチを５μｍ以下へと微細化しコイルの巻き数を増やす必要がある。しかし、コイルピッチを微細化するほど、ＡＳＩＣ基板の位置と複数個のマスクの位置をさらに精度よく合わせることが求められる。その精度を実現するためには、オートアライメント機構が必要である。オートアライメント機構はアライメントマーク画像のコントラストの度合いに左右される。前述のようにＡＳＩＣ基板表面の凹凸があると、シグナルが乱れてマークの画像のコントラストが歪んでしまう。そのため、マークを誤認識し、コイルピッチ５μｍ以下の微細なコイルを形成しようとすると、下部コイル形成の後に上部コイルを形成する際に、両者の接続位置がずれて、コイルの接続不良という問題が発生する。
【0012】
本発明は、これらの問題を解決して、磁界検出素子と特定用途向け集積回路（以下、ＡＳＩＣという。）を直接連結するプロセスにおいて、数ミクロンの凹凸があるＡＳＩＣ基板上の樹脂被膜上に磁性ワイヤを配置する溝とコントラスト性に優れたアライメントマークを同時に形成し、５μm以下の微細コイルピッチで形成された検出コイルを有する多数のＧＳＲ素子をＡＳＩＣ基板上に一体化形成する製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者らは、従来の1回の樹脂被膜を使った方法に代えて、機能の異なる樹脂被膜を２回に分けて形成する２層樹脂被膜法を考案して、溝とアライメントマークを樹脂被膜上に同時に形成できることを見出した。
【0014】
ここで、本発明によるＡＳＩＣ基板上に作製したＧＳＲ素子と製造に用いられたアライメントマークについて、その断面図を図２により説明する。両者の関係が分かるようにそれぞれ１個ずつに図示し、以下発明の詳細な説明を行なう。
また、製造工程のある工程における溝形成部とアライメントマーク形成部の平面図と断面図を図３により説明する。
なお、素子のみの製造については、本発明者らは特許第５７４７２９４号公報（特許文献５、６）、国際学会での発表（非特許文献１、２）を開示しており、また愛知製鋼（株）により特許文献７、特許文献８および特許文献９などが開示され、周知技術である。
また、製造工程のある工程における溝形成部とアライメントマーク形成部の平面図と断面図を図３により説明する。
なお、素子のみの製造については、本発明者らは特許第５７４７２９４号公報（特許文献５、６）、国際学会での発表（非特許文献１、２）を開示しており、また愛知製鋼（株）により特許文献７、特許文献８および特許文献９などが開示され、周知技術である。
【0015】
まず、図２を用いて、ＡＳＩＣ基板上に作製したＧＳＲ素子と製造に用いられたアライメントについて説明する。
ＡＳＩＣ基板２０は、その表面には集積回路配線に起因する２～３μｍ程度の凹凸２０１が存在する。そのため、通常の溝形成部２２に加えてアライメントマーク形成部２３が必要となる。
ＡＳＩＣ基板２０は、その表面には集積回路配線に起因する２～３μｍ程度の凹凸２０１が存在する。そのため、通常の溝形成部２２に加えてアライメントマーク形成部２３が必要となる。
【0016】
溝形成部（素子形成部）２２は、ＡＳＩＣ２０の上に第一台座２１１が形成されている。その平坦な表面の上には素子を構成する第二台座２１２に、逆台形状の溝２２１が形成されている。溝２２１面には下部コイル２２２が形成され、その上部に絶縁性ガラス被覆付きの磁性ワイヤ２２３が配置され、樹脂でもって磁性ワイヤを固定するとともに溝２２１内に埋設されている。
樹脂を介して磁性ワイヤ２２３の上に上部コイル２２４が形成され、両端にて下部コイル２２２と接続され、磁性ワイヤ２２３を周回する構造である。
磁性ワイヤ２２３の両端と周回コイルの両端にはそれぞれ電極が形成される。
樹脂を介して磁性ワイヤ２２３の上に上部コイル２２４が形成され、両端にて下部コイル２２２と接続され、磁性ワイヤ２２３を周回する構造である。
磁性ワイヤ２２３の両端と周回コイルの両端にはそれぞれ電極が形成される。
【0017】
アライメントマーク形成部２３は、ＡＳＩＣ２０の上に第一台座２１１が形成されている。その平坦な表面の上にはアライメントマークを構成する第二台座２１２には、細長く急峻な擬逆台形状の溝２３１であるアライメントマーク凹部が形成され、その凹部表面は金属膜が形成されている。併せて平坦な面も金属膜からなる反射膜が形成されている。
【0018】
このアライメントマークを用いることにより正確かつ精密な位置合わせが可能となり、オートアライメント機構により下部コイルの形成、上部コイルの形成において５μｍ以下のコイルピッチでコイルの形成が可能となる。
コイルピッチとは、例えば３μｍのコイルピッチの場合、コイル幅を２．０μｍとするとコイル間隔は１．０となる。精度は隣のコイルを考慮すると０．５μｍ以下が求められる。
コイルピッチとは、例えば３μｍのコイルピッチの場合、コイル幅を２．０μｍとするとコイル間隔は１．０となる。精度は隣のコイルを考慮すると０．５μｍ以下が求められる。
【0019】
次に、図３を用いて、製造工程のある工程における溝形成部とアライメントマーク形成部の平面図と断面図により説明する。
（ａ）は平面図で、（ｂ）は（ａ）平面図のＡ１－Ａ２線の断面図である。
ＡＳＩＣ基板３０の上に溝形成部３２とアライメントマーク形成部３３が形成されている。溝形成部３２には、上面が平坦な第一台座３１１の上に逆台形状の溝と平坦面からなる第二台座が形成されている。
（ａ）は平面図で、（ｂ）は（ａ）平面図のＡ１－Ａ２線の断面図である。
ＡＳＩＣ基板３０の上に溝形成部３２とアライメントマーク形成部３３が形成されている。溝形成部３２には、上面が平坦な第一台座３１１の上に逆台形状の溝と平坦面からなる第二台座が形成されている。
【0020】
アライメントマーク部には、上面が平坦な第一台座３１１の上に細長い逆台形状の溝３３１であるアライメントマーク凹部と平坦面からなる第二台座３１２が形成されている。
【0021】
以下、本発明の２層樹脂被膜法について説明する。
第１ステップは、凹凸の存在するＡＳＩＣ基板上において第一樹脂被膜（ネガレジスト）を塗布して第１層を形成し、逆台形状の溝とアライメントマークを配置する下に平坦化した硬い樹脂製の第一台座を配置し、第一樹脂被膜に生じる凹凸を除去することである。それ以外のＡＳＩＣ表面である第一台座非配置部の凹凸は電極配線として使用するため、この凹凸は残した。
第１ステップは、凹凸の存在するＡＳＩＣ基板上において第一樹脂被膜（ネガレジスト）を塗布して第１層を形成し、逆台形状の溝とアライメントマークを配置する下に平坦化した硬い樹脂製の第一台座を配置し、第一樹脂被膜に生じる凹凸を除去することである。それ以外のＡＳＩＣ表面である第一台座非配置部の凹凸は電極配線として使用するため、この凹凸は残した。
【0022】
第２ステップは、第一台座の上に溝の深さより厚い第二樹脂被膜（ポジレジスト）を塗布して第２層を形成し第二台座とし、この第二台座に(第２層の第二樹脂被膜）に逆台形状の溝とアライメントマーク用凹部を同時に形成し、その上に金属膜を成膜することである。
【0023】
次に、各ステップについて
第１ステップにおける１層目の第一樹脂被膜は、台座上部が平坦で、かつそのエッジ部は急峻な台座形状を確保することが好ましいので、ポリイミド系のネガレジストが好ましい。ただし、ポジレジストの使用も可能である。
なお、第２ステップにおける２層目の第二樹脂被膜は平坦化された第一台座の上に塗布され、キュア熱処理後に逆台形状の溝を形成するためにポジレジストを使用することが必要である。
第１ステップにおける１層目の第一樹脂被膜は、台座上部が平坦で、かつそのエッジ部は急峻な台座形状を確保することが好ましいので、ポリイミド系のネガレジストが好ましい。ただし、ポジレジストの使用も可能である。
なお、第２ステップにおける２層目の第二樹脂被膜は平坦化された第一台座の上に塗布され、キュア熱処理後に逆台形状の溝を形成するためにポジレジストを使用することが必要である。
【0024】
１層目の第一台座のキュア熱処理した第一樹脂と２層目の第二樹脂被膜との密着性については、懸念課題であったが、樹脂の種類が異なっても強固に一体化することを確認して解決した。また、アライメントマーク部は、溝部と同時に形成するため、溝部と同様に逆台形状となる。そこで、この逆台形状の第2の台座そのものをマスクとして、第一台座をＲＩＥで掘りこむことで、アライメントマーク凹部の急峻度を高める。そして、さらに金属膜を反射膜とすることによりアライメントマークの視認性の向上が可能となる。このように２層構造の樹脂被膜を採用することで、１層構造では実現できない凹凸の除去が可能となる。
【0025】
第１ステップでは、凹凸のあるＡＳＩＣ基板面上に第一樹脂被膜を塗布して、溝形成部とアライメントマーク形成部にそれぞれ第一台座を形成するが、凹凸が生じる。キュア熱処理後にも第一台座の表面上には凹凸が残存するので、硬化させた第一台座の上面をＣＭＰ(Chemical-Mechanical Polishing)で平坦化する必要がある。
このＣＭＰによりＡＳＩＣの電極部の破損が生じてしまう場合がある。その場合には、ＣＭＰ前にＡＳＩＣ全面にレジストを塗布し、台座部以外のＡＳＩＣ面を保護し、ＣＭＰ後にレジスト剥離液で除去することにより平坦化することが好ましい。
このＣＭＰによりＡＳＩＣの電極部の破損が生じてしまう場合がある。その場合には、ＣＭＰ前にＡＳＩＣ全面にレジストを塗布し、台座部以外のＡＳＩＣ面を保護し、ＣＭＰ後にレジスト剥離液で除去することにより平坦化することが好ましい。
【0026】
第二樹脂被膜を塗布し、溝とアライメントマーク凹部をマスク露光、現像して、キュア熱処理をすると、溝は直方形から逆台形状へ、アライメントマーク凹部も直方形から逆台形状へと変化する。これがＳｉＯ２被膜に代えて、ポジレジスト系の樹脂被膜を採用した効果である。すでに、第一台座を平坦化しているので、溝面とアライメントマーク部自体は凹凸の無いものとなる。
【0027】
ここで、アライメントマーク凹部の形状も逆台形状となってしまうので、アライメントマーク部のエッジを急峻化するため、さらにアライメントマーク部以外をレジストで保護し、アライメントマーク部はこの逆台形状の第二台座そのものをマスクにしてＲＩＥを行い、第一台座を掘りこむ。この時、第二台座も樹脂被膜であることから、ＲＩＥのエッチングの選択比はほぼ同じである。したがって、その掘り込み量は０．５～１．５μｍが好ましい。０．５μｍ以下では、急峻化の効果が小さく、視認性の向上が認められない。１．５μｍ以上では、第２台座の膜べりが大きくなり、視認性に影響がでる。
【0028】
しかしながら、この状態では、ＡＳＩＣ基板上の凹凸が第一樹脂、第二樹脂を通して見えるため、アライメントに必要な視認性の高いコントラストが確保できない。
そこで、アライメントマーク上に反射機能を強化する金属膜を成膜することにより、アライメントマークの視認性を高めることができる。なお、第一台座を平坦化しない場合は、金属膜を成膜してもＡＳＩＣ基板の凹凸が解消できないため、アライメントマークの十分な視認性を確保することができない。つまり、台座の平坦化と反射機能を強める金属膜成膜が必須である。他方、逆台形状の溝に下部コイルを形成するために、金属膜生成が必要であるので、反射機能を高めるアライメントマーク部の金属膜と下部コイルのそれとは同じ金属膜とすることが望ましい。また、金属膜を成膜する前に、前記溝部にネガレジスト系の樹脂被膜を塗布し、露光、現像して溝部のみに樹脂被膜を残してキュア熱処理によって溝の底部にＲ形状を形成することで、金属膜の断線を防止できる。
そこで、アライメントマーク上に反射機能を強化する金属膜を成膜することにより、アライメントマークの視認性を高めることができる。なお、第一台座を平坦化しない場合は、金属膜を成膜してもＡＳＩＣ基板の凹凸が解消できないため、アライメントマークの十分な視認性を確保することができない。つまり、台座の平坦化と反射機能を強める金属膜成膜が必須である。他方、逆台形状の溝に下部コイルを形成するために、金属膜生成が必要であるので、反射機能を高めるアライメントマーク部の金属膜と下部コイルのそれとは同じ金属膜とすることが望ましい。また、金属膜を成膜する前に、前記溝部にネガレジスト系の樹脂被膜を塗布し、露光、現像して溝部のみに樹脂被膜を残してキュア熱処理によって溝の底部にＲ形状を形成することで、金属膜の断線を防止できる。
【0029】
２層樹脂被膜法によって、溝とアライメントマークを同時に形成し、かつ視認性の高いアライメントマークを樹脂被膜上に形成することが可能になる。
なお、第１層目の第一台座を形成する第一樹脂被膜の膜厚は、ＣＭＰを行うために、ＡＳＩＣ表面の凹凸（通常２μｍ～３μｍ程度）の３倍以上が好ましい。
第２層目の第二樹脂の膜厚は、溝形成（溝の深さ５μｍ～１０μｍ程度）を可能にするため、最低溝の深さ以上の厚さを確保する必要がある。
なお、第１層目の第一台座を形成する第一樹脂被膜の膜厚は、ＣＭＰを行うために、ＡＳＩＣ表面の凹凸（通常２μｍ～３μｍ程度）の３倍以上が好ましい。
第２層目の第二樹脂の膜厚は、溝形成（溝の深さ５μｍ～１０μｍ程度）を可能にするため、最低溝の深さ以上の厚さを確保する必要がある。
【発明の効果】
【0030】
本発明により、ＡＳＩＣ基板に損傷を与えることなく、磁性ワイヤを配置するための逆台形状の溝と視認性の高いアライメントマークを樹脂被膜上に同時に形成することが可能となり、このアライメントマークを使って、ＡＳＩＣ基板上に５μｍ以下、さらに３μｍ程度の微細なコイルピッチを有するＧＳＲ素子を一体化形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】ＡＳＩＣ基板の表面の凹凸状態を示す図である。
【図2】ＡＳＩＣ基板上に２層樹脂被膜法により作製したＧＳＲ素子およびアライメントマークの概念図である。
【図3】ＡＳＩＣ基板上の逆台形状の溝とアライメントマークを示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図4】ＧＳＲ素子作製用の溝形成部およびアライメントマークの作製の断面図を示すフロー図の１番目（ａ）と２番目（ｂ）である。
【図5】ＧＳＲ素子作製用の溝形成部およびアライメントマークの作製の断面図を示すフロー図の３番目（ｃ）と４番目（ｄ）である。
【図6】ＧＳＲ素子作製用の溝形成部およびアライメントマークの作製の断面図を示すフロー図の５番目（ｅ）と６番目（ｆ）である。
【図7】ＧＳＲ素子作製用の溝形成部およびアライメントマークの作製の断面図を示すフロー図の７番目（ｇ）と８番目（ｈ）である。
【図8】ＡＳＩＣ基板の金属膜の成膜前の表面のアライメントマークとＡ１－Ａ２線におけるマークおよび凹凸のシグナルを示す図（ａ）である。
【図9】ＡＳＩＣ基板の金属膜の製膜後の表面のＣ１－Ｃ２線におけるアライメントマークのシグナルを示す図（ｂ）である。
【図10】本発明により作製された３．０μｍコイルピッチを示すＳＥＭ観察写真と比較例の５．５μｍコイルピッチを示すＳＥＭ観察写真である。
【図11】
第一台座をCMPした後の台座表面の凹凸状態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
本発明のＧＳＲ素子の製造方法は、
磁性ワイヤと前記磁性ワイヤを周回する下部コイルと上部コイルとからなる５μｍ以下のコイルピッチを有する検出コイルと電極配線からなるＧＳＲ素子を特定用途向け集積回路（以下、ＡＳＩＣという。）の基板上に直接作製するＧＳＲ素子の製造方法において、
（１）前記ＡＳＩＣ基板上にネガレジスト系の第一樹脂被膜を塗布して、平坦で硬い樹脂製の溝形成部とアライメントマーク形成部に第一台座を形成し、
（２）前記第一台座の上に溝深さよりも厚いポジレジスト系の第二樹脂被膜を塗布して第二台座とし、前記第二台座の前記溝形成部には前記磁性ワイヤを配置するための逆台形状の溝（以下、溝という。）を形成するための長方形の凹部と前記アライメントマーク形成部にはアライメントマーク用凹部を形成するための凹部を同時に形成し、キュア熱処理して硬化させるとともに逆台形状の前記溝と前記アライメントマーク用凹部を形成し、
（３）前記溝部にネガレジスト系の樹脂被膜を塗布し、露光、現像して溝部のみに樹脂被膜を残してキュア熱処理によって溝の底部にＲ形状を形成し、前記溝よりなる前記溝形成部と、アライメントマーク凹部よりなるアライメントマーク形成部に金属膜を成膜し、
（４）前記アライメントマーク形成部の前記金属膜の成膜された前記アライメントマーク凹部と、前記アライメントマーク形成部の平坦面に成膜された反射膜とからなる視認性の高いアライメントマークを用いて、前記金属膜の成膜された前記溝形成部の金属皮膜を前記溝の面に沿って前記下部コイルと、前記溝形成部の平坦面の上部コイル接続部（以下、下部コイルと上部コイル接続部とを下部コイルという。）を形成し、
（５）前記溝の前記下部コイルの上に前記磁性ワイヤを配置し、前記ワイヤを樹脂により前記溝内に埋設するとともに前記磁性ワイヤを固定し、
（６）前記ワイヤと前記電極配線を接合するためのワイヤ電極部にある前記ワイヤを被覆している絶縁性ガラスをＣＦ ４ -ＲＩＥにより除去する工程と、
（７）基板全面にポジレジスト系樹脂被膜を塗布し、露光、現像して前記溝と磁性ワイヤ部のみにポジレジスト系樹脂被膜を残し、キュア熱処理して段差部を滑らかにする工程と、
（８）前記樹脂の上部に、オートアライメント機構により前記アライメントマークを用いて前記上部コイルと前記電極配線を形成し、
（９）前記磁性ワイヤと前記検出コイルと前記電極配線からなる素子の集合体からなる素子基板を個片化する
ことを特徴とする。
磁性ワイヤと前記磁性ワイヤを周回する下部コイルと上部コイルとからなる５μｍ以下のコイルピッチを有する検出コイルと電極配線からなるＧＳＲ素子を特定用途向け集積回路（以下、ＡＳＩＣという。）の基板上に直接作製するＧＳＲ素子の製造方法において、
（１）前記ＡＳＩＣ基板上にネガレジスト系の第一樹脂被膜を塗布して、平坦で硬い樹脂製の溝形成部とアライメントマーク形成部に第一台座を形成し、
（２）前記第一台座の上に溝深さよりも厚いポジレジスト系の第二樹脂被膜を塗布して第二台座とし、前記第二台座の前記溝形成部には前記磁性ワイヤを配置するための逆台形状の溝（以下、溝という。）を形成するための長方形の凹部と前記アライメントマーク形成部にはアライメントマーク用凹部を形成するための凹部を同時に形成し、キュア熱処理して硬化させるとともに逆台形状の前記溝と前記アライメントマーク用凹部を形成し、
（３）前記溝部にネガレジスト系の樹脂被膜を塗布し、露光、現像して溝部のみに樹脂被膜を残してキュア熱処理によって溝の底部にＲ形状を形成し、前記溝よりなる前記溝形成部と、アライメントマーク凹部よりなるアライメントマーク形成部に金属膜を成膜し、
（４）前記アライメントマーク形成部の前記金属膜の成膜された前記アライメントマーク凹部と、前記アライメントマーク形成部の平坦面に成膜された反射膜とからなる視認性の高いアライメントマークを用いて、前記金属膜の成膜された前記溝形成部の金属皮膜を前記溝の面に沿って前記下部コイルと、前記溝形成部の平坦面の上部コイル接続部（以下、下部コイルと上部コイル接続部とを下部コイルという。）を形成し、
（５）前記溝の前記下部コイルの上に前記磁性ワイヤを配置し、前記ワイヤを樹脂により前記溝内に埋設するとともに前記磁性ワイヤを固定し、
（６）前記ワイヤと前記電極配線を接合するためのワイヤ電極部にある前記ワイヤを被覆している絶縁性ガラスをＣＦ ４ -ＲＩＥにより除去する工程と、
（７）基板全面にポジレジスト系樹脂被膜を塗布し、露光、現像して前記溝と磁性ワイヤ部のみにポジレジスト系樹脂被膜を残し、キュア熱処理して段差部を滑らかにする工程と、
（８）前記樹脂の上部に、オートアライメント機構により前記アライメントマークを用いて前記上部コイルと前記電極配線を形成し、
（９）前記磁性ワイヤと前記検出コイルと前記電極配線からなる素子の集合体からなる素子基板を個片化する
ことを特徴とする。
【0033】
また、請求項１に記載載された工程（２）において、
（２’）前記第一台座の上に溝深さよりも厚いポジレジスト系の第二樹脂被膜を塗布して第二台座とし、前記第二台座の前記溝形成部には前記磁性ワイヤを配置するための逆台形状の溝（以下、溝という。）を形成するための長方形の凹部と前記アライメントマーク形成部にはアライメントマーク用凹部を形成するための細長い凹部を同時に形成し、キュア熱処理して硬化させるとともに前記溝と前記アライメントマーク用凹部を形成し、さらに前記アライメントマーク用凹部は第二台座をマスクにＲＩＥ加工で第一台座まで掘り下げたアライメントマーク用凹部を形成
することを特徴とする。
（２’）前記第一台座の上に溝深さよりも厚いポジレジスト系の第二樹脂被膜を塗布して第二台座とし、前記第二台座の前記溝形成部には前記磁性ワイヤを配置するための逆台形状の溝（以下、溝という。）を形成するための長方形の凹部と前記アライメントマーク形成部にはアライメントマーク用凹部を形成するための細長い凹部を同時に形成し、キュア熱処理して硬化させるとともに前記溝と前記アライメントマーク用凹部を形成し、さらに前記アライメントマーク用凹部は第二台座をマスクにＲＩＥ加工で第一台座まで掘り下げたアライメントマーク用凹部を形成
することを特徴とする。
【0034】
また、（５’） 前記溝の前記下部コイルの上に前記磁性ワイヤに張力３０～１００ｋｇ／ｍｍ２を負荷して配置し、前記磁性ワイヤを樹脂により前記溝内に埋設し、２５０～３５０℃の温度にて張力熱処理して前記磁性ワイヤを固定すると同時にＧＳＲ特性の向上を図ることを特徴とする。
【0035】
前記ネガレジスト系の第一樹脂被膜の膜厚は、前記ＡＳＩＣ基板上の凹凸の３倍以上であることを特徴とする。
【0036】
以下、発明を実施する最良の実施形態について、図４（ａ）～（ｈ）を用いて工程ごとに詳細に説明する。
前段において本発明は、磁性ワイヤと検出コイルと電極とからなるＧＳＲ素子をＡＳＩＣ基板上に直接作製するものである。なお、磁性ワイヤと検出コイルと電極とからなり、コイルピッチを５μｍ以下の磁気検出素子は本発明の技術思想に包含されるものである。
前段において本発明は、磁性ワイヤと検出コイルと電極とからなるＧＳＲ素子をＡＳＩＣ基板上に直接作製するものである。なお、磁性ワイヤと検出コイルと電極とからなり、コイルピッチを５μｍ以下の磁気検出素子は本発明の技術思想に包含されるものである。
【0037】
＜工程（１）＞
図４（ａ）～（ｈ）（図４～図７；フロー図の１番目（ａ）～８番目（ｈ））を用いて説明する。
４ａは、ＡＳＩＣ基板４０ａの表面には凹凸４０１ａが存在していることを示す。凹凸１は図１に示している。
以下、ＡＳＩＣ基板は４０ｘ（ｘ：ｂ～ｈ）、凹凸は４０１ｘ（ｘ：ａ～ｈ）で表示する。溝形成部は４Ｇｘ（ｘ：ｂ～ｈ）、アライメントマーク形成部は４Ａｘ（ｘ：ｂ～ｈ）で表示する。
図４（ａ）～（ｈ）（図４～図７；フロー図の１番目（ａ）～８番目（ｈ））を用いて説明する。
４ａは、ＡＳＩＣ基板４０ａの表面には凹凸４０１ａが存在していることを示す。凹凸１は図１に示している。
以下、ＡＳＩＣ基板は４０ｘ（ｘ：ｂ～ｈ）、凹凸は４０１ｘ（ｘ：ａ～ｈ）で表示する。溝形成部は４Ｇｘ（ｘ：ｂ～ｈ）、アライメントマーク形成部は４Ａｘ（ｘ：ｂ～ｈ）で表示する。
【0038】
４ｂは、ＡＳＩＣ基板４０ｂ上にネガレジスト系の第一樹脂被膜４１ｂを塗布し、フォトリソによるマスク材を用いて露光、現像を行なってＧＳＲ素子形成のための溝を形成する溝形成部４Ｇｂとアライメントマークを形成するアライメントマーク形成部４Ａｂからなる第一台座を形成する。これにより第一台座となる部分にのみ第一樹脂被膜が配置される。
ＡＳＩＣ基板４０ｂ上の凹凸４０１ｂは、第一樹脂被膜４１ｂを塗布した溝形成部４Ｇｂおよびアライメントマーク形成部４Ａｂからなる第一台座にも転写により残存している。
ＡＳＩＣ基板４０ｂ上の凹凸４０１ｂは、第一樹脂被膜４１ｂを塗布した溝形成部４Ｇｂおよびアライメントマーク形成部４Ａｂからなる第一台座にも転写により残存している。
【0039】
４ｃは、第一樹脂被膜にキュア熱処理を行ない、第一樹脂被膜を硬化させる。この時点においても、第一台座となる第一樹脂被膜４１ｃの表面にはＡＳＩＣ４０ｃ上の凹凸４０１ｃが転写されて残存している。
なお、キュア熱処理の温度は２５０～３５０℃で行なう。２５０℃未満では硬化が不十分で後工程で形状が変化する懸念が残り、３５０℃を超えるとＡＳＩＣ回路に不具合が生じる懸念がある。
なお、キュア熱処理の温度は２５０～３５０℃で行なう。２５０℃未満では硬化が不十分で後工程で形状が変化する懸念が残り、３５０℃を超えるとＡＳＩＣ回路に不具合が生じる懸念がある。
【0040】
４ｄは、凹凸４０１ｃが転写されて硬化している溝形成部４Ｇｃとアライメントマーク形成部４Ａｃからなる第一台座の第一樹脂被膜４１ｄ上に残存している凹凸４０１ｄをＣＭＰにより平坦化して、溝形成部４Ｇｄとアライメントマーク形成部４Ａｄからなる平坦な第一台座１Ａを形成する。
【0041】
また、第一台座１Ａの形成において、ＡＳＩＣ基板４０ｃの全面にレジストを塗布した後、第一台座の上のレジストを除去し、第一台座以外のＡＳＩＣ基板の表面を保護した後、第一台座を平坦化するためＣＭＰを行ない、第一台座以外のＡＳＩＣ基板の表面を保護していたレジストを剥離する方法でもよい。
【0042】
第一台座１Ａを形成する第一樹脂被膜４１ｂの膜厚は、第一台座を配置するＡＳＩＣ基板４０ｂの表面の凹凸４０１ｂの３倍以上が好ましい。３倍未満では、本工程のＣＭＰで第一台座の凹凸４０１ｃを平坦化する前に、第一台座自身が薄くなってしまうためである。
【0043】
図１１には、ＣＭＰにより平坦化した第一台座１Ａの表面の凹凸を示す。
図１に示すＡＳＩＣ基板の表面の２μｍの凹凸は第一樹脂被膜を塗布し、キュア熱処理しても転写されて残存していたが、図１１に示すように第一台座のＣＭＰにより０．０２μｍ以下に平坦化できていることがわかる。
この０．０２μｍ以下に平坦化した第一台座Ａ１を用いて次工程（２）に入る。
図１に示すＡＳＩＣ基板の表面の２μｍの凹凸は第一樹脂被膜を塗布し、キュア熱処理しても転写されて残存していたが、図１１に示すように第一台座のＣＭＰにより０．０２μｍ以下に平坦化できていることがわかる。
この０．０２μｍ以下に平坦化した第一台座Ａ１を用いて次工程（２）に入る。
【0044】
＜工程（２）＞
４ｅは、溝とアライメントマークを形成するため、溝深さより厚い第二樹脂被膜４２ｅを塗布する。第一台座１Ａは平坦化しているので、溝とアライメントマークを形成する第二台座１Ｂは、ＡＳＩＣ基板４０ｅの凹凸４０１ｅの影響は受けない。すなわち、第二台座１Ｂは平坦な面からなっている。
４ｅは、溝とアライメントマークを形成するため、溝深さより厚い第二樹脂被膜４２ｅを塗布する。第一台座１Ａは平坦化しているので、溝とアライメントマークを形成する第二台座１Ｂは、ＡＳＩＣ基板４０ｅの凹凸４０１ｅの影響は受けない。すなわち、第二台座１Ｂは平坦な面からなっている。
【0045】
ここで、第二樹脂被膜４２ｅの膜厚は、溝に配置する磁性ワイヤの径によるが、７μｍ～１７μｍである。その後、溝と複数のアライメントマークのパターンが配置されたマスク材を用いて露光、現像を行なう。この時、溝の形状は直方形の凹部（直方体形状）である。アライメントマークは凹部である。
【0046】
４ｆは、キュア熱処理を行ない、第二樹脂被膜４２ｅを硬化させる。キュア熱処理温度は、２５０℃～３５０℃で行なう。２５０℃未満では、硬化が不十分となり、後工程で形状が変化する懸念がある。３５０℃を超えるとＡＳＩＣ回路に不具合が生じる懸念がある。
【0047】
熱処理後、溝の形状はキュア熱処理時に発生する応力により直方体形状から逆台形状４Ｇｆとなる。第二台座１Ｂの上面は平坦を維持しており、この時、溝深さは５μｍ～１５μｍである。
また、アライメントマーク凹部の形状も同様に逆台形状４４Ａｆとなる。
また、アライメントマーク凹部の形状も同様に逆台形状４４Ａｆとなる。
【0048】
４ｇは、アライメントマーク形成部４Ａｇ以外をレジストで保護した後、アライメントマーク部の第二台座１Ｂをマスクにして酸素ＲＩＥを行なって第一台座１Ａにアライメントマーク凹部を掘り込み、アライメントマーク凹部４４Ａｇの形状を急峻化することが好ましい。
【0049】
＜工程（３）＞
４ｈは、前記溝部にネガレジスト系の樹脂被膜を塗布し、露光、現像して溝部のみに樹脂被膜を残してキュア熱処理によって溝の底部にＲ形状４３ｈを形成後、ＡＳＩＣ基板４０ｈの全面に金属膜を成膜する。この金属膜（４５Ｇ、４５Ａ）はアライメントマーク部では反射膜（４４Ａｈ、４５Ａ）として用い、視認性の高い複数個のアライメントマークを形成する。金属膜の膜厚は、０．２μｍ～１μｍである。
４ｈは、前記溝部にネガレジスト系の樹脂被膜を塗布し、露光、現像して溝部のみに樹脂被膜を残してキュア熱処理によって溝の底部にＲ形状４３ｈを形成後、ＡＳＩＣ基板４０ｈの全面に金属膜を成膜する。この金属膜（４５Ｇ、４５Ａ）はアライメントマーク部では反射膜（４４Ａｈ、４５Ａ）として用い、視認性の高い複数個のアライメントマークを形成する。金属膜の膜厚は、０．２μｍ～１μｍである。
【0050】
図８に金属膜成膜前のアライメントマーク形成部４４Ａｇとマスクのアライメントマークの平面およびＢ１－Ｂ２線における波形（シグナル）を示す。
（ａ）は、ＡＳＩＣ基板４０ａの表面に塗布した第一樹脂被膜４１ｂをキュア熱処理４１ｂした後にＣＭＰで平坦化し、その平坦面１Ａの上に第二樹脂被膜４２ｅを塗布し、キュア熱処理したアライメントマーク凹部４４Ａｇよりなるアライメントマーク形成部４４Ａｇの平面、およびマスクのアライメントマークを示す。
（ｂ）は、（ａ）のＢ１－Ｂ２線における波形（シグナル）を示す。
（ａ）は、ＡＳＩＣ基板４０ａの表面に塗布した第一樹脂被膜４１ｂをキュア熱処理４１ｂした後にＣＭＰで平坦化し、その平坦面１Ａの上に第二樹脂被膜４２ｅを塗布し、キュア熱処理したアライメントマーク凹部４４Ａｇよりなるアライメントマーク形成部４４Ａｇの平面、およびマスクのアライメントマークを示す。
（ｂ）は、（ａ）のＢ１－Ｂ２線における波形（シグナル）を示す。
【0051】
図９に金属膜成膜後のアライメントマーク形成部４４Ａｈとマスクのアライメントマークマークの平面およびＣ１－Ｃ２線における波形（シグナル）を示す。
（ａ）は、アライメントマーク凹部４４Ａｇよりなるアライメントマーク形成部４４Ａｇに金属膜を成膜したアライメントマーク４４Ａｈと反射膜４５Ａの平面、およびマスクのアライメントマークを示す。
（ｂ）は、（ａ）のＣ１－Ｃ２線における波形（シグナル）を示す。
（ａ）は、アライメントマーク凹部４４Ａｇよりなるアライメントマーク形成部４４Ａｇに金属膜を成膜したアライメントマーク４４Ａｈと反射膜４５Ａの平面、およびマスクのアライメントマークを示す。
（ｂ）は、（ａ）のＣ１－Ｃ２線における波形（シグナル）を示す。
【0052】
金属膜を成膜する前は、溝とアライメントマークを配置する部分には第一樹脂被膜で平坦なかつ硬い第一台座１Ａが形成されているが、図８（ａ）に示すようにアライメントに必要なコントラストが確保されていない。
これは、ＡＳＩＣ基板４０ｇ上の配線が樹脂被膜（第一樹脂被膜および第二樹脂被膜）を通して見えるためと推測し、さらに、ＡＳＩＣ基板４０ｈの全面に金属膜を成膜した。
これは、ＡＳＩＣ基板４０ｇ上の配線が樹脂被膜（第一樹脂被膜および第二樹脂被膜）を通して見えるためと推測し、さらに、ＡＳＩＣ基板４０ｈの全面に金属膜を成膜した。
【0053】
この金属膜は、アライメントマークの反射膜４５Ａとしても機能する。このアライメントマークは、図９（ｂ）に示すように、アライメントマーク、ウエハマークともにマークのシグナル強度が高く、段差起因のシグナルもないことからオートアライメント機構により問題なく認識できていることがわかる。
【0054】
＜工程（４）＞
上記の工程で形成された視認性の高いアライメントマークと金属膜を使ってレジスト塗布、露光、現像、エッチング工程を経て、逆台形状の溝に沿って下部コイルを形成する。
ここで、下部コイルには、逆台形状の溝の底面、側面に形成されたコイルに加えて溝形成部の平坦面に形成され、上部コイルとの接続部を同時に形成することから含むものとする。
上記の工程で形成された視認性の高いアライメントマークと金属膜を使ってレジスト塗布、露光、現像、エッチング工程を経て、逆台形状の溝に沿って下部コイルを形成する。
ここで、下部コイルには、逆台形状の溝の底面、側面に形成されたコイルに加えて溝形成部の平坦面に形成され、上部コイルとの接続部を同時に形成することから含むものとする。
【0055】
＜工程（５）＞
溝内に形成した下部コイルの上に絶縁性ガラス被覆されている磁性ワイヤを配置し、樹脂で埋設・固定する。
磁性ワイヤを固定する際に磁性ワイヤに張力３０～１００ｋｇ／ｍｍ２を負荷するとともに埋設用の樹脂を２５０～３５０℃の温度にてキュア熱処理して固定することが好ましい。これにより、磁気特性が改善される。
また、絶縁性ガラスで被覆されていない磁性ワイヤを配置する場合には、その配置の前に下部コイルの表面に絶縁性レジストを予め塗布することが好ましい。これにより下部コイルと金属製の磁性ワイヤとの短絡を防止することが可能となる。
溝内に形成した下部コイルの上に絶縁性ガラス被覆されている磁性ワイヤを配置し、樹脂で埋設・固定する。
磁性ワイヤを固定する際に磁性ワイヤに張力３０～１００ｋｇ／ｍｍ２を負荷するとともに埋設用の樹脂を２５０～３５０℃の温度にてキュア熱処理して固定することが好ましい。これにより、磁気特性が改善される。
また、絶縁性ガラスで被覆されていない磁性ワイヤを配置する場合には、その配置の前に下部コイルの表面に絶縁性レジストを予め塗布することが好ましい。これにより下部コイルと金属製の磁性ワイヤとの短絡を防止することが可能となる。
【0056】
＜工程（６）＞
磁性ワイヤを固定している樹脂の上部に、オートアライメント機構により視認性の高いアライメントマークを使って、厚み１～２μｍの金属膜の蒸着（メッキでもよい。）、レジスト塗布、露光、現像、エッチング工程を経て上部コイルを形成してＧＳＲ素子を作製する。
また、電極、電極とコイル・磁性ワイヤとの配線は同時に形成することが好ましい。配線の形成に先立って磁性ワイヤの両端の絶縁性ガラス被覆をＣＦ４－ＲＩＥで除去する。
磁性ワイヤを固定している樹脂の上部に、オートアライメント機構により視認性の高いアライメントマークを使って、厚み１～２μｍの金属膜の蒸着（メッキでもよい。）、レジスト塗布、露光、現像、エッチング工程を経て上部コイルを形成してＧＳＲ素子を作製する。
また、電極、電極とコイル・磁性ワイヤとの配線は同時に形成することが好ましい。配線の形成に先立って磁性ワイヤの両端の絶縁性ガラス被覆をＣＦ４－ＲＩＥで除去する。
【0057】
上部コイルの形成において、アライメントマークと複数個のマスクの位置合わせ精度は1μｍ以下好ましくは０．５μｍ以下とした。この時、アライメントマークは第一台座１Ａおよび反射膜（金属膜）を有することによりシグナル強度も十分であるため、なんの問題もなくオートアライメントにより、下部コイルと上部コイルを接合させることができる。
【0058】
図７に、本発明により作製した３．０μｍの狭ピッチコイルのＳＥＭ写真を比較例の５．５μｍピッチコイルとともに示す。
３．０μｍピッチのコイルが上部コイル－下部コイルのずれなく形成できることがわかる。
３．０μｍピッチのコイルが上部コイル－下部コイルのずれなく形成できることがわかる。
【実施例】
【0059】
２層樹脂被膜法によって、ＡＳＩＣ基板上の樹脂被膜に溝とアライメントマークを同時に形成し、かつ視認性の高いアライメントマークを用いて狭ピッチコイルからなるＧＳＲ素子の製造フローを、図４（ａ）～（ｈ）を用いて以下に説明する。
【0060】
工程ア）ＡＳＩＣ基板４０ａの表面には、集積回路起因の数μｍの凹凸４０１ａが存在している（図４（ａ））。
工程イ）ＡＳＩＣ基板４０ｂに第一樹脂被膜４１ｂを塗布した後、マスク材を用いて露光、現像を行なって図４（ｂ）を形成する。
すなわち、溝を形成する溝形成部４Ｇｂとアライメントマーク凹部を形成するアライメントマーク形成部４Ａｂからなる第一台座を形成する。
これにより、第一台座となる部分のみに第一樹脂被膜４１ｂが配置される。このとき、第一台座の厚みは１０μｍである。
工程イ）ＡＳＩＣ基板４０ｂに第一樹脂被膜４１ｂを塗布した後、マスク材を用いて露光、現像を行なって図４（ｂ）を形成する。
すなわち、溝を形成する溝形成部４Ｇｂとアライメントマーク凹部を形成するアライメントマーク形成部４Ａｂからなる第一台座を形成する。
これにより、第一台座となる部分のみに第一樹脂被膜４１ｂが配置される。このとき、第一台座の厚みは１０μｍである。
【0061】
工程ウ）２８０℃、１時間のキュア熱処理を行なって第一樹脂被膜４１ｃを硬化させる（図４（ｃ））。この時点においても、第一台座となる第一樹脂被膜４１ｃの表面にはＡＳＩＣ基板４０ｃの凹凸４０１ｃが転写されて残っている。
工程エ）ＡＳＩＣ基板の全体にレジストを塗布した後、マスク材を用いて露光、現像を行なって第一台座上のレジストを除去する。
工程エ）ＡＳＩＣ基板の全体にレジストを塗布した後、マスク材を用いて露光、現像を行なって第一台座上のレジストを除去する。
【0062】
工程オ）第一台座を平坦化するためにＣＭＰを行ない、第一台座１Ａを形成する（図４（ｄ）)。第一台座の厚みは、工程イ）により１０μｍで、キュア熱処理後でも８μｍ程度はあることからＣＭＰには問題はない。
工程カ）溝とアライメントマークを形成するために、第一台座１Ａの上に厚み１０μｍの第二樹脂被膜４２ｅを塗布する。第一台座１Ａは平坦化しているので、溝を形成する溝形成部４Ｇｆとアライメントマークを形成するアライメントマーク形成部４Ａｆからなる第二台座１ＢはＡＳＩＣ基板４０ｅの凹凸４０１ｅ影響は受けない（図４（ｅ））。
工程カ）溝とアライメントマークを形成するために、第一台座１Ａの上に厚み１０μｍの第二樹脂被膜４２ｅを塗布する。第一台座１Ａは平坦化しているので、溝を形成する溝形成部４Ｇｆとアライメントマークを形成するアライメントマーク形成部４Ａｆからなる第二台座１ＢはＡＳＩＣ基板４０ｅの凹凸４０１ｅ影響は受けない（図４（ｅ））。
【0063】
工程キ）２８０℃、１時間のキュア熱処理を行なって第二樹脂被膜４１ｆを硬化させる（図４（ｇ））。熱処理によって溝はキュア熱処理時に発生する応力で直方体形状（４４Ｇｆ、４４Ａｆ）から逆台形状（４４Ｇｇ、４４Ａｇ）へ変形する。第二台座１Ｂの上面は平坦を維持する。溝の深さは８μｍである。
【0064】
工程ク）アライメントマーク凹部の形状を急峻化するために樹脂を全面に塗布した後、マスク露光・現像してアライメントマーク形成部以外をレジストで保護する。
アライメントマーク形成部４Ａｇの第二台座１Ｂをマスクにして酸素ＲＩＥを行ない、第一台座１Ａにアライメントマーク凹部４４Ａｇを掘り込み、レジストを剥離する（図４（ｇ））。この時、アライメントマークは１８個形成した。
工程ケ）ＡＳＩＣ基板の全面に金属膜を成膜した（図４（ｈ））。金属蒸着により厚み０．２μｍである。
アライメントマーク形成部４Ａｇの第二台座１Ｂをマスクにして酸素ＲＩＥを行ない、第一台座１Ａにアライメントマーク凹部４４Ａｇを掘り込み、レジストを剥離する（図４（ｇ））。この時、アライメントマークは１８個形成した。
工程ケ）ＡＳＩＣ基板の全面に金属膜を成膜した（図４（ｈ））。金属蒸着により厚み０．２μｍである。
【0065】
工程コ）ＡＳＩＣ基板全体にレジストを塗布し、溝部に下部コイルを形成するためのパターン、アライメントマークには保護するためのパターンを配置したマスク材を用いて露光、現像を行なった。
工程サ）コイル部にめっき後、レジスト膜を除去し、コイル部以外の金属膜をエッチングで除去する。これにより、溝部の金属膜は下部コイルとして、アライメントマークの金属膜は反射膜としてそれぞれ機能する。下部コイルの幅は２．０μｍ、厚みは１．０μｍである。
工程サ）コイル部にめっき後、レジスト膜を除去し、コイル部以外の金属膜をエッチングで除去する。これにより、溝部の金属膜は下部コイルとして、アライメントマークの金属膜は反射膜としてそれぞれ機能する。下部コイルの幅は２．０μｍ、厚みは１．０μｍである。
【0066】
工程シ）溝の下部コイルの上部に、厚さ１μｍの絶縁性ガラスで被覆されているＣｏＦｅＢ系の磁性ワイヤに５０ｋｇ／ｍｍ２の張力を負荷して配置し、接着剤、テープなどで仮止めした後、磁性ワイヤを樹脂により溝内に埋設する。さらに、この樹脂を２８０℃の温度にてキュア熱処理により硬化させ、磁性ワイヤを固定する。この時、磁性ワイヤには張力が付加されたまま熱処理されるため、ＧＳＲ特性を改善できる。
工程ス）磁性ワイヤ用電極との配線と接続するために磁性ワイヤの両端部の絶縁性ガラスをＣＦ4-ＲＩＥで除去して導通部を形成する。
工程ス）磁性ワイヤ用電極との配線と接続するために磁性ワイヤの両端部の絶縁性ガラスをＣＦ4-ＲＩＥで除去して導通部を形成する。
【0067】
工程セ）溝とワイヤの段差を解消するため、ポジレジスト系の樹脂被膜を塗布、露光、ベーク、現像、280℃、1時間のキュア熱処理をして溝上部の形状をなだらかにした後、ＡＳＩＣ基板の全体に金属膜を成膜し、レジストを塗布する。
工程ソ）溝部の上部コイルと磁性ワイヤの導通部の引き出し線（配線）を形成するためのパターンとアライメント部保護するためのパターンを配置したマスク材を用いて露光、現像を行なう。
なお、この時、アライメントマークは第一台座１Ａおよび反射膜を有することによりシグナル強度も十分にあり、何の問題もなくオートアライメントにより、下部コイルの接続部と上部コイルの接続部との合わせを行なうことができる。
工程ソ）溝部の上部コイルと磁性ワイヤの導通部の引き出し線（配線）を形成するためのパターンとアライメント部保護するためのパターンを配置したマスク材を用いて露光、現像を行なう。
なお、この時、アライメントマークは第一台座１Ａおよび反射膜を有することによりシグナル強度も十分にあり、何の問題もなくオートアライメントにより、下部コイルの接続部と上部コイルの接続部との合わせを行なうことができる。
【0068】
工程タ）コイル部にめっき後、レジスト膜を除去し、コイル部以外の金属膜をエッチングで除去する。ここで上部コイル、電極および磁性ワイヤの導通部の引き出し線（配線）が形成されてそれぞれ機能する。
上部コイルの幅は２．０μｍ、厚みは１．０μｍである。そして、下部コイルの接続部と上部コイルの接続部からなるコイル接続部は線幅２．０μｍ、コイルピッチは３．０μｍで形成されている。
上部コイルの幅は２．０μｍ、厚みは１．０μｍである。そして、下部コイルの接続部と上部コイルの接続部からなるコイル接続部は線幅２．０μｍ、コイルピッチは３．０μｍで形成されている。
【0069】
以上のプロセスにより、溝とアライメントマークを樹脂被膜で同時に形成し、かつ樹脂被膜上に視認性の高いアライメントマークを形成できるため、ＡＳＩＣ基板上に微細なピッチコイルからなるＧＳＲ素子を一体化形成することが可能となる。
図７に本発明による３．０μｍコイルピッチのＳＥＭ写真（ａ）を、従来例５．５μｍコイルピッチのＳＥＭ写真（ｂ）と比較して示す。
図７に本発明による３．０μｍコイルピッチのＳＥＭ写真（ａ）を、従来例５．５μｍコイルピッチのＳＥＭ写真（ｂ）と比較して示す。
【産業上の利用可能性】
【0070】
ＡＳＩＣ基板上に微細なコイルピッチからなるＧＳＲ素子を一体化形成することが可能となり、ＧＳＲ素子の薄型化・小型化に加えて一層の高感度化が達成される。
このＧＳＲセンサは生体磁気への応用が期待される。
このＧＳＲセンサは生体磁気への応用が期待される。
【符号の説明】
【0071】
１：ＡＳＩＣ基板の表面の凹凸
２：ＡＳＩＣ基板上のＧＳＲ素子およびアライメントマーク
２０：ＡＳＩＣ基板、２０１：ＡＳＩＣ基板の凹凸、２１１：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、２１２：第二樹脂被膜（第二台座１Ｂ）、２２：溝形成部、２２１：樹脂、２２２：下部コイル、２２３：磁性ワイヤ、２２４：上部コイル、２２５：溝底部にR形状を形成する樹脂被膜、 ２３：アライメントマーク形成部、２３１：アライメントマーク、２３２：反射膜
３：逆台形状の溝とアライメントマーク
３０：ＡＳＩＣ基板、３１１：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、３１２：第二樹脂被膜（第二台座１Ｂ）、３２：溝形成部、３２１：逆台形状の溝、３３：アライメントマーク形成部、３３１：細長い逆台形状の溝（アライメントマーク凹部）
２：ＡＳＩＣ基板上のＧＳＲ素子およびアライメントマーク
２０：ＡＳＩＣ基板、２０１：ＡＳＩＣ基板の凹凸、２１１：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、２１２：第二樹脂被膜（第二台座１Ｂ）、２２：溝形成部、２２１：樹脂、２２２：下部コイル、２２３：磁性ワイヤ、２２４：上部コイル、２２５：溝底部にR形状を形成する樹脂被膜、 ２３：アライメントマーク形成部、２３１：アライメントマーク、２３２：反射膜
３：逆台形状の溝とアライメントマーク
３０：ＡＳＩＣ基板、３１１：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、３１２：第二樹脂被膜（第二台座１Ｂ）、３２：溝形成部、３２１：逆台形状の溝、３３：アライメントマーク形成部、３３１：細長い逆台形状の溝（アライメントマーク凹部）
【0072】
４ａ：ＡＳＩＣ基板の表面の凹凸状態
４０ａ：ＡＳＩＣ基板、４０１ａ：ＡＳＩＣ基板の凹凸
４ｂ：第一樹脂被膜を塗布したＡＳＩＣ基板
４Ｇｂ：溝形成部、４Ａｂ：アライメントマーク形成部
４０ｂ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｂ：ＡＳＩＣ基板の凹凸
４ｃ：第一樹脂被膜キュア熱処理したＡＳＩＣ基板
４Ｇｃ：溝形成部、４Ａｃ：アライメントマーク形成部
４０ｃ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｃ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｃ：キュア熱処理した第一樹脂被膜
４ｄ：ＣＭＰしたＡＳＩＣ基板
４Ｇｄ：溝形成部、４Ａｄ：アライメントマーク形成部
４０ｄ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｄ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｄ：ＣＭＰ後の平坦化した第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）
４ｅ：第二樹脂被膜を塗布したＡＳＩＣ基板
４Ｇｅ：溝形成部、４Ａｅ：アライメントマーク形成部
４０ｅ：ＡＳＩＣ基板、４１ｅ：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、４２ｅ：第二樹脂被膜、１Ｂ：平坦面からなる第二台座
４ｆ：第二樹脂被膜に溝を形成したＡＳＩＣ基板
４Ｇｆ：溝形成部、４Ａｆ：アライメントマーク形成部
４０ｆ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｆ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｆ：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、４２ｆ：キュア熱処理した第二樹脂被膜、４４Ｇｆ：長方形の溝、４４Ａｆ：細長い長方形の溝
４ｇ：溝を形成した第二樹脂被膜をキュア熱処理したＡＳＩＣ基板
４Ｇｇ：溝形成部、４Ａｇ：アライメントマーク形成部
４０ｇ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｇ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｇ：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、４２ｇ：キュア熱処理した第二樹脂被膜、４４Ｇｇ：逆台形状の溝、４４Ａｇ：細長い逆台形状の溝
４ｈ：金属膜を成膜したＡＳＩＣ基板
４Ｇｈ：溝形成部、４Ａｈ：アライメントマーク形成部
４０ｈ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｈ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｈ：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、４２ｈ：キュア熱処理した第二樹脂被膜、４３ｈ：溝底部のＲ形状を作る樹脂被膜、４４Ｇｈ：逆台形状の溝、４４Ａｈ：細長い逆台形状の溝からなるアライメントマーク
４５Ｇ：金属膜、４５Ａ：金属膜からなる反射膜
４０ａ：ＡＳＩＣ基板、４０１ａ：ＡＳＩＣ基板の凹凸
４ｂ：第一樹脂被膜を塗布したＡＳＩＣ基板
４Ｇｂ：溝形成部、４Ａｂ：アライメントマーク形成部
４０ｂ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｂ：ＡＳＩＣ基板の凹凸
４ｃ：第一樹脂被膜キュア熱処理したＡＳＩＣ基板
４Ｇｃ：溝形成部、４Ａｃ：アライメントマーク形成部
４０ｃ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｃ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｃ：キュア熱処理した第一樹脂被膜
４ｄ：ＣＭＰしたＡＳＩＣ基板
４Ｇｄ：溝形成部、４Ａｄ：アライメントマーク形成部
４０ｄ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｄ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｄ：ＣＭＰ後の平坦化した第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）
４ｅ：第二樹脂被膜を塗布したＡＳＩＣ基板
４Ｇｅ：溝形成部、４Ａｅ：アライメントマーク形成部
４０ｅ：ＡＳＩＣ基板、４１ｅ：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、４２ｅ：第二樹脂被膜、１Ｂ：平坦面からなる第二台座
４ｆ：第二樹脂被膜に溝を形成したＡＳＩＣ基板
４Ｇｆ：溝形成部、４Ａｆ：アライメントマーク形成部
４０ｆ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｆ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｆ：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、４２ｆ：キュア熱処理した第二樹脂被膜、４４Ｇｆ：長方形の溝、４４Ａｆ：細長い長方形の溝
４ｇ：溝を形成した第二樹脂被膜をキュア熱処理したＡＳＩＣ基板
４Ｇｇ：溝形成部、４Ａｇ：アライメントマーク形成部
４０ｇ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｇ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｇ：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、４２ｇ：キュア熱処理した第二樹脂被膜、４４Ｇｇ：逆台形状の溝、４４Ａｇ：細長い逆台形状の溝
４ｈ：金属膜を成膜したＡＳＩＣ基板
４Ｇｈ：溝形成部、４Ａｈ：アライメントマーク形成部
４０ｈ：ＡＳＩＣ基板、４０１ｈ：ＡＳＩＣ基板の凹凸、４１ｈ：第一樹脂被膜（第一台座１Ａ）、４２ｈ：キュア熱処理した第二樹脂被膜、４３ｈ：溝底部のＲ形状を作る樹脂被膜、４４Ｇｈ：逆台形状の溝、４４Ａｈ：細長い逆台形状の溝からなるアライメントマーク
４５Ｇ：金属膜、４５Ａ：金属膜からなる反射膜
【0073】
５：金属膜成膜前のアライメントマーク
５０：基板、５１：アライメントマーク凹部、５２：マスクのアライメントマーク
５０１：基板凹凸起因のシグナル、５１１：アライメントマーク凹部のシグナル、５１２：マスクのアライメントマークのシグナル
６：金属膜成膜後のアライメントマーク
６０：基板、６１：アライメントマーク凹部、６２：マスクのアライメントマーク
６１１：アライメントマーク凹部のシグナル、６１２：マスクのアライメントマークのシグナル
５０：基板、５１：アライメントマーク凹部、５２：マスクのアライメントマーク
５０１：基板凹凸起因のシグナル、５１１：アライメントマーク凹部のシグナル、５１２：マスクのアライメントマークのシグナル
６：金属膜成膜後のアライメントマーク
６０：基板、６１：アライメントマーク凹部、６２：マスクのアライメントマーク
６１１：アライメントマーク凹部のシグナル、６１２：マスクのアライメントマークのシグナル
【要約】
【課題】
ＡＳＩＣ基板上に微細なコイルピッチからなるＧＳＲ素子の一体化形成においてはＡＳＩＣ基板と複数個のマスクを精度よく合わせることが必須である。しかし、ＡＳＩＣ基板の本来的な凹凸により困難である。
【解決手段】
ＡＳＩＣ基板上に機能の異なる樹脂被膜を２回に分けて形成する２層樹脂被膜法を採用し、磁性ワイヤを配置・固定する溝とアライメントマークを樹脂被膜上に同時に形成することおよび第一層樹脂被膜に残るＡＳＩＣ基板に由来する凹凸を研磨除去した平坦面に第二層樹脂被膜を塗布することにより解決した。
【選択図】図２
ＡＳＩＣ基板上に微細なコイルピッチからなるＧＳＲ素子の一体化形成においてはＡＳＩＣ基板と複数個のマスクを精度よく合わせることが必須である。しかし、ＡＳＩＣ基板の本来的な凹凸により困難である。
【解決手段】
ＡＳＩＣ基板上に機能の異なる樹脂被膜を２回に分けて形成する２層樹脂被膜法を採用し、磁性ワイヤを配置・固定する溝とアライメントマークを樹脂被膜上に同時に形成することおよび第一層樹脂被膜に残るＡＳＩＣ基板に由来する凹凸を研磨除去した平坦面に第二層樹脂被膜を塗布することにより解決した。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】