DE3118850A1 - Verfahren zum herstellen eines substrats mit im konstanten abstand von einer substratkante aufgebrachten, geradlinig begrenzten strukturen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen eines Substrats mit im konstanten
• Abstand von einer Substratkante aufgebrachten, geradlinig begrenzten Strukturen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats mit aufgebrachten, geradlinig begrenzten Strukturen, insbesondere magnetoresistiven Streifen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
• Ein Verfahren dieser Art, das zur Herstellung eines mit magnetoresistiven Streifen versehenen Mehrfach-Lesekopfes für magnetische Aufzeichnungsträger dient, ist in der US-PS 3 821 815 beschrieben. Hierbei besteht die Ausnehmung aus einem parallel zu der abzutragenden Substratkante verlaufenden Schlitz. Sobald das Substrat an einer Stelle bis zum Schlitzrand hin abgetragen ist, wird der Teil der Leiterbahn, der noch auf der von den Streifen abgewandten Seite des Schlitzes verbleibt, von dem mit der Leiterbahn verbundenen Stromkreis abgetrennt, so daß sich in dem letzteren eine Widerstandsänderung ergibt. Diese stellt ein Signal für das Erreichen eines durch den Schlitz markierten Abstandes der verbleibenden Substratkante von den magnetoresistiven Streifen dar.
• Der US-PS 3 821 815 ist ein weiteres Verfahren der eingangs angedeuteten Art entnehmbar, bei dem die magnetoresistiven Streifen selbst als Leiterbahnen verwendet werden. In diesem Fall sind die Ausnehmungen als senkrecht zur abzutragenden Substratkante verlaufende Schlitze ausgeführt.
• Sobald das Substrat bis zu einem Schlitzende hin abgetragen ist, wird ein an die Streifen angeschlossener Stromkreis unterbrochen, was ein Signal für das Erreichen einer durch das Schlitzende markierten Lage der verbleibenden Substratkante darstellt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das im Gegensatz zu den bekannten Verfahren die genaue Einhaltung eines vorgegebenen Abstands zwischen der geradlinigen Begrenzung der Strukturen und der verbleibenden Substratkante gewährleistet. Das wird erfindungsgemäß durch eine Ausgestaltung des Verfahrens nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erreicht.
• Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, daß der Keilwinkel zwischen der geradlinigen Begrenzung der Strukturen und der jeweils verbleibenden Substratkante nach Betrag und Vorzeichen mit großer Genauigkeit feststellbar ist, so daß eine Keilwinkelkorrektur vorgenommen werden kann, die zu einer exakten Einhaltung eines vorgegebenen Abstands zwischen jeder der Strukturen und der durch die Abtragung erzeugten endgültigen Substratkante führt.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 eine erste Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, Fig. 2 ein Widerstands-Zeit-Diagramm zur Erläuterung von Fig. 1, Fig. 3 ein anderes Widerstands-Zeit-Diagramm zur Erläuterung von Fig. 1, Fig. 4 eine zweite Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung und Fig. 5 ein Widerstands-Zeit-Diagramm zur Erläuterung von Fig. 4.
• In Fig. 1 sind auf einem Substrat 1, z. B. aus Silizium, Saphir oder einem anderen Trägermaterial, mehrere Streifen S1, S2...Sn aus magnetoresistiven Material, z. B.
• einer Ni-Fe-Legierung mit 75 bis 85% Ni und 15 bis 25% Fe, aufgebracht. Der Streifen S1 ist über Zuleitungen 2 und 3 mit den Anschlüssen 4, 5 einer Widerstandsmeßeinrichtung 6 beschaltet, die einen konstanten Strom in den Stromkreis 2, 3, S1 einspeist und an deren Ausgang 7, 8 ein Signal abgreifbar- ist, das dem ohmschen Widerstand des Streifens Si entspricht. Wird S1 mit einem informationsabhängigen Magnetfluß beaufschlagt, so verändert sich das Signal an dem Ausgang 7, 8 in Abhängigkeit von den sich hierbei ergebenden Widerstandsänderungen des Streifens Sl. Die Teile S10 2, 3 und 6 bilden einen ersten magnetoresistiven Lesekopf für Informationsspuren eines magnetischen Aufzeichnungsträgers, während die Streifen S2...Sn Bestandteile weiterer, entsprechend aufgebauter Leseköpfe sind.
• Die Streifen S1 bis Sn sind in einer geraden Linie angeordnet. In Verlängerung dieser Linie ist links von S1 eine erste Gruppe von Leiterbahnen angeordnet, die jeweils aus zueinander parallelgeschalteten Widerständen R11 bis R15 und allen gemeinsamen Zuleitungen 9 und 10 bestehen. Das rechte Ende des Widerstands R11 ist über ein Anschlußstück 11 mit einer Verbreiterung 12 der Zuleitung 10 verbunden. Das Anschlußstück 11 weist einen Einschnitt 13 auf, der etwa senkrecht zur Substratkante 14 verläuft. In gleicher Weise sind die Anschluß stücke der weiteren Widerstande R12 bis R15 mit Einschnitten versehen. Die unteren Enden der Einschnitte sind in Fig. 1 mit El bis ES bezeichnet.
• Die Leiterbahnen 9 bis 12 bestehen zweckmäßigerweise aus Gold oder Aluminium. Die Widerstände E 1 bis R15 können aus demselben Material bestehen. Aus Gründen einer-Platzersparnis ist es aber vorteilhaft, für R11 bis R15 einen Werkstoff mit höherem spezifischen Widerstand zu verwenden.
• -Die Enden der Zuleitungen 9 und 10 sind mit Anschlüssen 15, 16 eines Widerstandsmessers 17, z. B. mit digitaler Anzeige, und/oder eines, Widerstandsschreibers 18 verbunden. Der Widerstandsmesser 17 zeigt den Gesamtwiderstand R1 der Leiterbahngruppe 9 bis 12 und R11 bis R15 an, der Widerstands schreiber 18 zeichnet dagegen den zeitlichen Verlauf R, (t) auf.
• In Verlängerung der Streifen S1 bis Sn ist rechts von Sn eine zweite Gruppe von Leiterbahnen mit Widerständen R bis Rr5 auf dem Substrat 1 vorgesehen, die der ersten Gruppe nach Aufbau und Wirkungsweise entspricht. Die unteren Enden der Einschnitte in dieser Gruppe sind mit Ei' bis E6' bezeichnet. Die Enden der Zuleitungen 9' und 10' sind mit Anschlüssen 15' und 16' eines zweiten Widerstandsmessers 19 beschaltet, der den Gesamtwiderstand Rr der rechten Leitergruppe anzeigt, und/oder mit einem Widerstandsschreiber 20, der den zeitlichen Verlauf von Rr (t) aufzeichnet.
• Es wird angestrebt, daß die magnetoresistiven Streifen S1 bis Sn mit ihren unteren Begrenzungen jeweils möglichst genau einen vorgegebenen Abstand von der unteren Substratkante aufweisen, die eine Lage entsprechend der gestrichelten Linie 21 einnehmen soll. Zu diesem Zweck wird die zunächst vorhandene Substratkante 14 z. B. mit einer Schleifscheibe 22, die an einer ortsfesten Achse 23 drehbar ge-Lagert ist, kontinuierlich abgeschliffen. Erreicht die verbleibende Substratkante die Orte Ei, E2...E5, so werden die Widerstände R11, Rl2...Rl5 jeweils einzeln abgetrennt, was zu einer diskontinuierlichen zeitlichen Xnderung von R1 gemäß Fig. 2 führt. Zu den Zeitpunkten T1 bis T5 werden dabei jeweils die Orte Ei bis ES durch die Substratkante erreicht. Die während des Schleivorgangs auftretende, ebenfalls diskontinuierliche Veränderung von Rr ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Orte Ei' bis E5' vun der Substratkante jeweils zu den Zeitpunkten T1' bis T5' erreicht werden.
• Vergleicht man nun die Diagramme nach den Figuren 2 und 3 miteinander, so zeigt sich, daß eine Verschiebung der Zeitpunkte T11 ... T5' gegenüber T1 ... T5 nach rechts einen Keilwinkel der jeweils verbleibenden Substratkante gegenüber der Horizontalen bedeutet, dessen Vorzeichen der Fig. 1 entnehmbar istFu~r den Fall, daß der Betrag der Verschiebung gerade gemäß Fig. 3 dem Abstand von T1 und T2 entspricht, stellt sich der Keilwinkel z als Quotient aus dem vertikalen Abstand der Orte Ei' und E2t, geteilt durch den horizontalen Abstand der Orte E2 und E2', dar.
• Beträgt die zeitliche Verschiebung von T1' gegenüber T1 nur einen Bruchteil des Zeitintervalls Ti bis T2, so ist der Keilwinkel 2 ein entsprechender Teil des genannten Quotienten. Eine entgegengesetzte Verschiebung der Zeitpunkte T11...T51 gegenüber T1...T5 ergibt einen Keilwinkel or mit entgegengesetztem Vorzeichen.
• Bei Feststellung eines Keilwinkels können Maßnahmen zur Keilwinkelkorrektur ergriffen werden, beispielsweise eine Modifizierung der örtlichen Auflagedrücke des Substrats gegen die Schleifscheibe 22. Hierdurch gelingt es, den Keilwinkel 2 bei Annäherung der Substratkante 14 an die Endposition 21 sehr klein zu halten, beispielsweise unter einer Bogenminute. Der Abstand der Substratkante in der Position 21 von den Streifen S1 ... Sn kann beispielsweise 1 e betragen.
• Zweckmäßig ist es, die Widerstandswerte von R11. . .R15 und Rr1...Rr5 so gegeneinander abzustufen, daß möglichst gleichmäßige Änderungen der Widerstände R1 und Rr zu den Zeitpunkten Ti ... T5 und T1' ... T5' auftreten.
• Fig. 4 zeigt eine zweite Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Die Unterschiede zu Fig.1 bestehen darin, daß die Zuleitungen 10 und 9' miteinander verbunden sind und daß der Widerstandsmesser 19 und der Widerstandsschreiber 20 entfallen, während der Anschluß 15 der Geräte 17, 18 mit der Zuleitung 9 und der Anschluß 16 mit der Zuleitung 10' verbunden werden. In der linken Leiterbahngruppe sind Widerstände R11, RlD, R14 und R16 vorgesehen, in der rechten die Widerstände Rri bis Rr3 und Rr4 bis Rr6* Beim kontinuierlichen Abtragen der Substratkante 14 mittels der bereits anhand von Fig. 1 erwähnten Schleifscheibe 22 werden ohne Vorliegen eines Keilvinkels « von der jeweiligen Substratkante zunächst die Orte S1 und Ei' erreicht, dann E2' und in der Folge dann E3 und E3'. In dem in Fig. 5 mit ausgezogenen Linien dargestellten Zeitverlauf des Gesamtwiderstandes Rlr beider Leiterbahngruppen, der mittels de s des stands schreibers 20 erhalten wird, bedeutet das, daß zum Zeitpunkt Ti, der mit T1> zusammenfällt, jeweils ein Widerstand in beiden Gruppen abgetrennt wird, so daß eine relativ große Widerstandserhöhung a erfolgt. Zum Zeitpunkt T2' erfolgt nur eine relativ kleine Widerstandserhöhung b, da nur in der rechten Leiterbahngruppe ein Widerstand entfernt wird. Zum Zeitpunkt T3, der mit T3' zusammenfällt, ergibt sich wieder eine große Widerstandserhöhung c. Ein vergleichbarer Anstieg des Gesamtwiderstandes Rlr ist dann auch im Zeitintervall T4 bis T6 vorhanden.
• Ein Keilwinkel gemäß Fig. 4 führt dazu, daß die Zeiten T11 bis T6' sich in Fig. 5 auf der Zeitachse nach rechts verschieben. Für den Widerstandsverlauf von Rlr ergibt sich dann eine Stufenbildung innerhalb der Stufen a und c, wobei der gestrichelte Verlauf für den Gesamtwiderstand maßgeblich ist. Aus der Fig. 5 läßt sich eine Strecke T1'-T1 ablesen, ebenso eine Strecke T3-T1. Der Keilwinkel ergibt sich aus der Näberungsformel Dabei bedeutet (E1-E3) den in Fig. 4 gemessenen vertikalen Abstand der Orte Ei und E3 voneinander und (E1-E1') den horizontalen Abstand der Orte Ei und E1' voneinander.
• Im Rahmen der Erfindung können auch Streifen S1 ... Sn aus Leitermaterial vorgesehen sein, die durch die Zuleitungen 2, 3 zu Leiterschleifen ergänzt werden. Dabei handelt es sich dann um induktive Leseköpfe für. Informãtionsspuren magnetischer Aufzeichnungsträger, die über ihre Ausgänge, z. B. 4, 5, Spannungen abgeben, wenn die Streifen mit den Streufeldern der Aufzeichnungsträger beaufschlagt werden. Die Schaltungen 6 von Fig. 1 entfallen hierbei.
• 6 Patentansprüche 5 Figuren L e e r s e i t e

Claims (6)

2. Patentansprüche Verfahren zum Herstellen eines Substrats mit aufgebrachten, geradlinig begrenzten Strukturen, insbesondere magnetoresistiven Streifen, die einen konstanten Abstand von einer Substratkante aufweisen, bei dem eine auf dem Substrat vorgesehene wenigstens teilweise widerstandsbehaftete Leiterbahn mit einem Stromkreis verbunden wird, bei dem die Leiterbahn mit einer Ausnehmung versehen ist, die beim kontinuierlichen Abtragen einer Substratkante und gleichzeitigem Abtragen des Leiterbahnrandes den Widerstand des Stromkreises beeinflußt, woraus ein Signal für das Erreichen eines vorgegebenen Abstands der verbleibenden Substratkante von den Strukturen abgeleitet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei die Strukturen (S1...Sn) flankierende Gruppen von Leiterbahnen, vorhanden sind, deren einzelne Leiterbahnen#'(11)#mit Einschnitten (13) versehen sind, die mit ihren Enden (E1) eine Folge von gegeneinander abgestuften Abständen der verbleibenden Substratkante (14) von den Strukturen (Si...Sn) bestimmen, daß die einzelnen Leiterbahnen mit einem gemeinsamen Stromkreis (15, 16) verbunden werden, daß von Jeder der Gruppen ein diskontinuierlicher, zeitlicher Verlauf des Gesamtwiderstands (R1, Rr) abgeleitet (wird und daß die gegenseitigen zeitlichen Verschiebungen einzelner vergleichbarer Widerstandsänderungen in den beiden Gesamtwiderstandsverläufen (R1, Rr) zur Ableitung des Keilwinkels (OC) zwischen den Strukturen (S1 ...Sn) und der jeweils verbleibenden Substratkante (14) verwendet werden. +) jeder Gruppe ?. Verfahren zum Herstellen eines Substrats mit aufgebrachten, geradlinig begrenzten Strukturen, insbesondere magnetoresistiven Streifen, die einen konstanten Abstand von einer Substratkante aufweisen, bei dem eine auf dem Substrat vorgesehene,wenigstens teilweise widerstandsbehafte- te Leiterbahn mit einem Stromkreis verbunden wird, bei dem die Leiterbahn mit einer Ausnehmung versehen ist, die beim kontinuierlichen Abtragen einer Substratkante und gleichzeitigem Abtragen des Leiterbabzirandes den Widerstand des Stromkreises beeinflußt, woraus ein Signal für das Erreichen eines vorgegebenen Abstands der verbleibenden Substratkante von den Strukturen abgeleitet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d# zwei die Strukturen (s1...Sn) flankierende Gruppen von Leiterbahnen ~ vorhanden sind, deren einzelne Leiterbahnen (11) mit Einschnitten (13) versehen sind, die mit ihren Enden (El) eine Folge von gegeneinander abgestuften Abständen der verbleibenden Substratkante (14) von den Strukturen (S1...Sn) bestimmen, daß die beiden Gruppen von Leiterbahnen zueinander in Serie geschaltet werden, daß diese Serienschaltung mit einem gemeinsamen Stromkreis verbunden wird, daß von dieser Serienschaltung ein diskontinuierlicher zeitlicher Verlauf des Gesamtwiderstandes der Serienschaltung (wir) abgeleitet wird und daß gegenseitige zeitliche Verschiebungen einzelner Widerstandsänderungen in diesem Verlauf des Gesamtwiderstandes zur Ableitung des Keilwinkels (2) zwischen den Strukturen (Si,..Sn) und der jeweils verbleibenden Substratkante (14) verwendet werden.
3. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß ein Substrat mit aufgebrachten, geradlinig begrenzten Strukturen, insbesondere magnetoresistiven Streifen, vorgesehen ist, daß auf dem Substrat zwei die Strukturen flankierende Gruppen von wenigstens teilweise widerstandsbehafteten Leiterbahnen vorgesehen sind, wobei die einzelnenLeiterbahnen jeweils mit Einschnitten versehen sind, die mit ihren Enden eine Folge von gegeneinander abgestuftenn Ab ständen der abgetragenen Substratkante von den Strukturen bestimmen, und daß in dem mit den Leiterbahnen verbindbaren gemeinsamen Stromkreis (15, 16) ein Widerstandsmesser (17) und/oder ein Widerstandsschreiber (18) enthalten ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß jede Gruppe von Leiterbahnen eine Gruppe von über eine erste Zuleitung (9) einpolig miteinander verbundenen Widerständen (R11.. .R15) aufweist, die über Anschlußstücke (11) mit einer zweiten Zuleitung (10) verbunden sind, wobei die Einschnitte (13) in den Anschlußstücken (11) vorgesehen sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die in einer Gruppe von Leiterbahnen vorgesehenen Widerstände derart gegeneinander abgestufte Widerstandswerte aufweisen, daß sich beim Abtragen der Substratkante etwa gleichmäßige diskontinuierliche Widerstandsänderungen ergeben.
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die auf dem Substrat aufgebrachten Strukturen (S1...Sn) aus den magnetoresistiven Streifen eines Mehriach-Lesekopfes für Informationsspuren eines magnetischen Aufzeichnungsträgers bestehen.