DE3433334A1 - Verfahren zur herstellung eines unterdruck-schlittens fuer einen magnetkopf - Google Patents

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

Magnetic Peripherals Inc. Minneapolis, Minn., V.St.A.

Patentanwälte

European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter vor dem Europaischen Patentamt

Dr phil. G. Henkel, München Dipl.-Ing J Pfenning, Berlin Dr rer. nat L. Feiler, München Dipl -Ing. W Hänzel, München Dipl -Phys. K. H. Meinig, Berlin Dr Ing. A. Butenschön, Berlin Dipl.-Ing. D. Kottmann, München

Möhlstraße 37
D-8000 München 80

Tel.- 089/982085-87 Telex. 0529802 nnkl d Telegramm- ellipsoid Telefax (Gr. 2+3):
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MPI 819-WG

11. September 1984/wa

Verfahren zur Herstellung eines Unterdruck-Schlittens

für einen Magnetkopf

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Unterdruck-Schlittens, der eine Luftlager-Schwebefläche aufweist und einen Magnetkopf trägt. 5

Die derzeit gebräuchlichen Magnetplatten-Antriebe verwenden federbelastete Luftlager-Schlitten oder -Gleitstücke, die davon abhängen, daß ihre niedrige Schwebehöhe über der Plattenoberfläche durch ein zwischen dem federbelasteten Schlitten und der sich drehenden Platte erzeugtes Luftlager aufrechterhalten werden kann. Der Schlitten trägt dabei üblicherweise an seiner (in Bewegungsrichtung) hinteren oder nachlaufenden Kante einen Lese/Schreib-Magnetkopf. Der Schlitten "schwebt" auf dem Luftlager, wobei seine Schwebehöhe durch die externe Belastungskraft der Feder(vor)belastung am Schlitten geregelt wird. Zur Vermeidung eines Signalverlusts sollte die Schwebehöhe möglichst gering sein. Um bei einem solchen Schlitten die Schwebehöhe zu verringern, wird die externe Belastungskraft erhöht.

Dieser federbelastete Schlitten arbeitet bei Start und Stop mit Plattenberührung, wobei der Schlitten zu Beginn der Plattendrehung und bis zum Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit oder Drehzahl der Platte, bei welcher das Luftlager zum Abheben des Schlittens von der Platte erzeugt wird, mit der Platte in körperlicher Berührung steht. Wenn die Drehung der Platte später endet, kehrt der Schlitten in unmittelbare Berührung mit der Platte zurück. Wenn die Belastungskraft zur Verringerung der Schwebehöhe vergrößert wird, nimmt auch der Abrieb oder Verschleiß zwischen der Plattenoberfläche und dem Schlitten während der Anfahr- und Anhaltephasen zu. Der Reibungsverschleiß konnte mit einer als Unterdruck-Schlitten bekannten Konstruktion weitgehend vermindert werden. Ein solcher Schlitten weist in seiner JLuftlagerflache eine Unter-

druck-Ausnehmung zur Erzeugung eines den Schlitten gegen die Platte ziehenden Unterdrucks auf. Infolgedessen kann der Schlitten mittels einer geeigneten Aufhängungseinrichtung über der Platte aufgehängt und von ihr hinweg vorbelastet sein. Der durch die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers erzeugte Luftstrom erzeugt in der Unterdruck-Ausnehmung der Luftlagerfläche einen Unterdruckbereich bzw. ein Partialvakuum, wodurch der Schlitten gegen die Kraft der Aufhängungseinrichtung gegen die Platte gezogen wird. Beispiele für solche Unterdruck-Schlitten sind in den US-PSen 3 811 856 und 4 141 049 beschrieben.

Bei einem Schlitten dieser Art bestimmen Tiefe und Konfiguration der Unterdruck-Ausnehmung(en) die Schwebehöhe des Schlittens. Demzufolge muß diese Ausnehmung in der Schwebe- oder Luftlagerfläche des Schlittens sehr genau ausgebildet sein.

Es ist aber praktisch unmöglich, eine Ausnehmung der erforderlichen Größe und Form auf spanabhebendem Wege genauestens und wiederholbar auszubilden. Einige Alternativen zur spanabhebenden Bearbeitung sind chemisches Ätzen, Plasmaätzen und Ionenstrahlfräsen bzw. -erodieren.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Schlitten-Ausnehmungen durch Ionen(strahl)erosion unter Verwendung einer Metallschichtmaske zum Schütze der Schwebefläche des Schlittens während der Ausarbeitung der Ausnehmungen herzustellen (vgl. beispielsweise IEEE Transactions on Magnetics, Vol. Mag. 16, Nr. 5, September 1980, unter der Überschrift "Floating Thin Film Head Fabricated By Ion Etching Method", T.Nakanishi und Mitarbeiter). Bei einem Ionenstrahlerosionsverfahren unter Verwendung einer Metallmaske wird im allgemeinen zunächst das Metall (üblicherweise Chrom) auf den

Schlitten aufgesprüht oder -gespritzt; anschließend wird der Schlitten mit einem Photoresistmaterial schleuderbeschichtet; dieses Photoresistmaterial wird zur Freilegung der späteren Unterdruck-Ausnehmung gemustert; die Metallschicht wird danach aus dem Bereich der Ausnehmung auf chemischem Wege weggeätzt; die Photoresistschicht wird abgetragen, und die Schlitten-Ausnehmungen werden mittels des Ionenstrahls "gefräst", wobei die Metallschicht die Schwebe- oder Luftlagerseite des Schlittens schützt; schließlich werden die restlichen Teile der Metallschicht auf chemischem Wege weggeätzt.

Bei der Anwendung dieses vorstehend beschriebenen Verfahrens ergeben sich zahlreiche Probleme. Zunächst erhöht das Erfordernis für das Aufsprühen und Ätzen einer Metallschicht den Kostenaufwand und die Komplexität des Verfahrens; der Zeitaufwand für die Durchführung des Verfahrens wird hierdurch ebenfalls erhöht. Weiterhin erweist es sich dabei als ziemlich schwierig, die Unterdruck-Ausnehmungen am Schlitten genau festzulegen. Zudem können nach diesem Verfahren nur vergleichsweise flache Ausnehmungen im Schlitten ausgebildet werden, weil die schützende Metallschicht dem Ionenstrahlbearbeitungsvorgang nur bis zu Ausnehmungstiefen von etwa 4 μΐη standzuhalten vermag. Wie aus der in Fig. dargestellten Kennlinie für die Beziehung zwischen Schwebehöhe und Ausnehmungstiefe hervorgeht, die für Schlitten mit Unterdruck-Ausnehmungen der erfindungsgemäß vorgesehenen Art und der Art nach US-PSen 4 286 297 und 4 141 049 typisch ist, müssen die Ausnehmungen zur Erzielung einer Schwebehöhe von 0,254 mm (10 micro inches) eine Tiefe von entweder 2 μπι oder 12 μπι besitzen. Da diese Kennlinie am 2 μΐη-Punkt ein stärkeres Gefälle zeigt als am 12 μΐη-Punkt, ist es zweckmäßiger, die Ausnehmungen im Schlitten mit einer

Tiefe von 12 μπι auszubilden, damit Schwankungen der tatsächlichen Ausnehmungstiefe einen weniger starken Einfluß auf die Schwebehöhe haben. Aufgrund der Einschränkungen des bisherigen, oben beschriebenen Verfahrens lassen sich jedoch nur vergleichsweise flache Ausnehmungen mit einer Tiefe im Bereich von bis zu 4 μπι ausbilden; vgl. z.B. in IEEE Transactions on Magnetics, Vol. Mag. 15, Nr. 3, Mai 1979, den Artikel "Narrow Track Magnetic Head Fabricated by Ion Etching Method" von T. Nakanishi und Mitarbeitern, worin angegeben ist, daß "große Ätztiefen mit dem Ionen(strahl)-fräsverfahren nicht zu erzielen sind".

¹^ Zur Vermeidung der Probleme beim Stand der Technik bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens, mit dessen Hilfe vergleichsweise tiefe Unterdruck-Ausnehmungen oder -Vertiefungen durch Ionen(strahl)fräsen mit einer genauen Tiefe von 12 μπι oder mehr ausgebildet werden können. Dies soll unter Vermeidung des Auftragens einer Metallschutzschicht erreicht werden, um damit im Vergleich zum Stand der Technik Arbeits- und Kostenaufwand der Herstellung zu verringern. Außerdem soll dabei gewährleistet sein, daß die Unterdruck-Ausnehmungen im Schlitten sehr genau angeordnet sind, um damit die Schwebehöhe des Schlittens besser steuern zu können und sein Betriebsverhalten zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmalen und Maßnahmen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird, kurz gesagt, eine vergleichsweise dicke, Trocken(film)-Photoresistschicht auf die Oberfläche des Schlittens aufgebracht und einer Musterbildung mittels einer photolithographischen Maske unterworfen, durch welche die Unter-

druck-Ausnehmungen auf dem Schlitten genau festgelegt werden, wobei die Polspitzen (Spalte) der Magnetköpfe des Schlittens als Bezugspunkte für die Ausrichtung der Maske benutzt werden. Sobald die dicke Photoresistmaske gemustert worden ist, werden die Ausnehmungen mittels Ionenstrahls ausgearbeitet, wobei die Photoresistschicht die Schwebefläche (flying surface) des Schlittens schützt. Anschließend wird die Photoresistschicht entfernt.

Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:
15

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Schwebehöhe und Ausnehmungstiefe bei einem erfindungsgemäß hergestellten

Schlitten (slider),
20

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Schlitten-Stabs vor der Ausbildung der Unterdruck-Ausnehmungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,
25

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des in einer Bearbeitungsvorrichtung gehalterten Schlitten-Stabs,

^O Fig. 4 den in eine Photoresist-Laminiervorrichtung

eingesetzten Schlitten-Stab,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Schlitten-Stabs nach dem Auftragen der Photoresistschicht, in welcher die Bearbeitungsvorrich

tung teilweise weggebrochen dargestellt ist,

Fig. 6 eine erfindungsgemäß verwendete photolithographische Maske,

Fig. 7 ein typisches H-förmiges- Muster der Maske in

stark vergrößertem Maßstab,

Fig. 8 ein dem Schlitten-Stab überlagertes Ausrichtmuster,
IQ

Fig. 9 eine in stark vergrößertem Maßstab gehaltene Darstellung des dem einen Ende des Schlitten-Stabs überlagerten H-förmigen Musters,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung des Schlitten-Stabs nach dem Mustern der Photoresistschicht, wobei die Bearbeitungsvorrichtung teilweise weggebrochen dargestellt ist,

Fig. 11 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Darstellung des einen Endes des Schlitten-Stabs nach der Musterung der Photoresistschicht und der Ausbildung der Ausnehmungen im Schlitten durch Ionenstrahlerosion mit teilweise weggebrochener Bear

beitungsvorrichtung,

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung des Schlitten-Stabs nach dem Ionenstrahlerosionsvorgang und nach dem Entfernen der restlichen Ab

schnitte der Photoresistschicht und

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines Unterdruck-Schlittens nach Durchführung des Verfahrens.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren auf einen in Fig. 2 dargestellten Schlitten-Stab 10 mit zwei Enden 12 und 14 angewandt, der eine (in Bewegungsrichtung) vorlaufende Kante bzw. Vorderkante 16, eine nachlaufende Kante oder Hinterkante und eine senkrecht zur Hinterkante 18 angeordnete nachlaufende Fläche 19 aufweist. Zwischen den Enden 12 und 14 befinden sich mehrere nebeneinander angeordnete Schlitten 20a- 20m, die im dargestellten Fall jeweils durch zwei gestrichelte Linien 22a, 24a; 22b, 24b; 22c, 24c usw. begrenzt sind. Wenn die Schlitten-Ausnehmungen auf noch zu beschreibende Weise in den Stab 10 eingestochen worden sind, wird der Stab 10 längs dieser gestrichelten Linien zum Trennen der dreizehn einzelnen Schlitten 22a - 22m geschnitten. Der Schlitten 20a befindet sich dabei an einem ersten Ende des Stabs 10, während sich der Schlitten 20m am zweiten.Ende befindet und die Schlitten 20b 201 dazwischen liegen. Jeder Schlitten 20a- - 20m trägt zwei nicht dargestellte, an der Hinterkante des Stabs 10 angeordnete Lese/Schreib-Magnetköpfe, bei denen es sich um Dünnschicht-Magnetköpfe handelt, die nach an sich bekannter Dünnschicht-Technologie auf die nachlaufende Fläche der Schlitten 20a - 20m aufgebracht worden sind. Jeder Magnetkopf weist eine Polspitze bzw. einen Lese/Schreib-Spalt an der Schwebefläche des betreffenden Schlittens auf. Beispielsweise weisen der Schlitten 20a Polspitzen 26a, 28a, der Schlitten 20b Polspitzen 26b, 28b auf usw.. Die Polspitze (pole tip) des Magnetkopfes ist dessen Abschnitt, der in einer dem Aufzeichnungsträger am nächsten liegenden Lage schwebt und das Auslesen und/oder Einschreiben von Daten aus dem Aufzeichnungsträger bzw. in ihn bewirkt.

Die Polspitzen 26a - 26m, 28a - 28m sind nach der Festlegung des Schlitten-Stabs in einer Projektions-Ausrichtvorrichtung mit dem Auge erkennbar und können für

die Ausrichtung der photolithographischen Maske auf noch zu beschreibende Weise benutzt werden.

Der Schlitten-Stab 10 kann beispielsweise aus Alsimag, FOTOCERAM (eingetr. Warenzeichen der Firma Corning Glass Works, Corning, New York/USA) oder Ferrit bestehen.

Im folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben.

Zunächst wird auf den Schlitten-Stab 10 eine Schicht eines geeigneten handelsüblichen Trockenfilm-Photoresistmaterial (z.B. RISTON) aufgebracht. Zu diesem Zweck wird der Stab 10 gemäß Fig. 3 zunächst in eine Bearbeitungsvorrichtung 40 aus Aluminium so eingesetzt, daß er um 0,02 54 mm (1 mil.) über die Vorrichtung 4 0 hinausragt. Wie noch deutlicher werden wird, .verbleibt der Stab 10 während nahezu des gesamten Verfahrensablaufs in der Vorrichtung 40. Vor dem Aufbringen der Photoresistschicht werden Stab 10 und Vorrichtung 40 einem vorbereitenden Einbrennschritt unterworfen, in welchem der Stab 10 zur Verbesserung der Haftung des Photoresistmaterials auf eine Oberflächentemperatur von 9O⁰C erwärmt wird. Anschließend werden Vorrichtung 40 und Stab 10 gemäß Fig. 4 zwischen die Walzen 47, 49 einer handelsüblichen Walzen-Laminiermaschine eingeführt. Die obere Walze 47 preßt dabei eine Lage eines Trockenfilm-Photoresistmaterials 50 so auf den Stab 10 auf, daß gemäß Fig. 5 eine Schicht des Photoresistmaterials 54 am Stab 10 haften bleibt. Die Photoresistschicht 54 wird so aufgebracht, daß Überlappungsabschnitte 56 und 57 über Vorder- bzw. Hinterkante des Stabs 10 hinaus überstehen. Der über die Hinterkante 18 hinausragende Abschnitt 57 schützt dabei die auf die nachlaufende Fläche 19* des Stabs 10 aufgebrachten

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Dünnschicht-Magnetköpfe während des noch zu beschreibenden Bearbeitungsvorgangs vor dem Ionenstrahl.

Sobald die Photoresistschicht 54 aufgebracht worden ist, werden der Stab 10 und die Vorrichtung im Werkstückhalter einer nicht dargestellten, handelsüblichen Projektions-Ausrichtmaschine eingespannt. In den Maskenhalter dieser Maschine wird eine in Fig. 6 dargestellte photolithographische Maske 60 eingelegt, die - mit Ausnahme eines für Ultraviolettlicht durchlässigen Ausrichtmusters 64 - lichtundurchlässig ist. Das Muster 64 besteht im wesentlichen aus einer Anzahl von auf gleiche Abstände nebeneinander verteilten, identischen

H-förmigen Mustern 70a - 70m zwischen einem ersten Endmuster 70a und einem zweiten Endmuster 70m. Das Ausrichtmuster 64 wird durch ein erstes Grobeinstellfenster 66 an der Außenseite des ersten Endmusters 70a und ein zweites Grobeinstellmuster 68 an der Außen-

*^w seite des zweiten Endmusters 70m vervollständigt. Ein typisches H-förmiges Muster 70a ist in Fig. 7 näher veranschaulicht. Das Muster 70a besteht aus zwei lotrechten Schenkeln 71a, 74a, die durch einen waagerechten Quersteg 77a miteinander verbunden sind. Der Schenkel 71a weist einen oberen Abschnitt 72a und einen unteren Abschnitt 73a auf; ebenso weist der Schenkel 74a einen oberen Abschnitt 75a und einen unteren Abschnitt 76a auf. Im untersten Bereich jedes Schenkels 71a und 74a befindet sich gemäß Fig. 7 jeweils eine

Ausrichtmarke 80a bzw. 82a.

Um das Ausrichtmuster 64 mit den Schlitten(einheiten) 20a - 20m des Schlitten-Stabs 10 in Deckung zu bringen, wird letzterer zunächst mittels eines geeigneten Positioniermechanismus verschoben, um die Enden 12 und 14 des Stabs symmetrisch in den Grobausrichtfenstern 66 und 68 des Musters 64 zu*positionieren. (Wahlweise

kann bei unbeweglichem Stab 10 die Maske 60 verschoben werden.) Fig. 8 veranschaulicht diese Positionierung des Stabs 10 gegenüber dem Muster 64. Nach dieser Grobeinstellung nimmt die Bedienungsperson eine Feinausrichtung der Schlitten 20a - 20m gegenüber dem Muster 64 vor, indem sie unter Beobachtung des Endmusters 70a den Stab 10 verschiebt, bis die Polspitzen 26a, 28a des Schlittens 20a mit den Ausrichtmarken 80a, 82a des H-förmigen Musters 70a fluchten (vgl. Fig. 9). Die Polspitzen 26a, 28a sind dabei für das Auge sichtbar. Die Marken 80a, 82a sind einwandfrei ausgerichtet oder ausgefluchtet, wenn sie gegenüber den Polspitzen 26a, 28a gemäß Fig. 9 lotrecht zentriert und symmetrisch

angeordnet sind. Zur vollständigen Feinausrichtung des Stabs 10 mit der Maske 60 beobachtet die Bedienungsperson sodann das gegenüberliegende Endmuster 70m unter Verschiebung des Stabs 10 zwecks Ausfluchtung der Polspitzen 26m, 28m des Schlittens 20m mit den Ausricht-

marken 80m, 82m des H-förmigen Musters 70m auf dieselbe Weise, wie in Fig. 9 gezeigt. Wenn die Polspitzen beider End-Schlitten 20a und 20m mit den betreffenden Ausrichtmarken der Muster 70a bzw. 70m ausgefluchtet sind, ist der Feinausrichtvorgang abgeschlossen. Unter Heran-

Ziehung der Polspitzen der Schlitten 20a, 20m als Bezugspunkte können die noch näher zu beschreibenden Unterdruck-Ausnehmungen mit hohem Genauigkeitsgrad auf den Schlitten 20a - 20m festgelegt werden.

Nach dem Ausrichten der Masken-Muster 64 mit den Schlitten 20a - 20m wird ultraviolettes Licht durch die Maske 60 projiziert, um die H-förmigen Muster 70a - 70m auf der Photoresistschicht 54 auf den Schlitten 20a - 20m zu belichten. Da hierbei ein photolithographisches Photoresist-Negativverfahren angewandt wird, werden die belichteten H-förmigen Muster entwickelt, während unbelichtfete Abschnitte der Photo-

resistschicht 54 z.B. mittels eines Niederdruck-Sprühstrahls von 1,1,1-Trichlorethan abgetragen werden. An diesem Punkt des Verfahrens bleiben daher von der Photoresistschicht 54 nur die dreizehn H-förmigen Muster 90a - 90m gemäß Fig. 10 zurück. Hierbei ist zu beachten, daß die Schenkel der H-förmigen Muster 7 0a - 7 0m über die Hinter- und Vorderkanten 16 bzw. 18 des Stabs 10 hinausragen. Die über die Hinterkante 18 hinausragenden Überlappungsabschnitte 98 schützen dabei die freiliegenden Bereiche der nicht dargestellten, auf erwähnte Weise auf die nachlaufende Fläche 19 aufgebrachten Magnetköpfe. Die Erstreckung der Photoresistschicht über die freiliegenden Bereiche der Magnetköpfe ist äußerst wichtig, weil die Ionenstrahlen während des Ionenstrahlbearbeitungsverfahrens unter einem Neigungswinkel von z.B. 45 - 25° zur Oberfläche des Stabs 10 auf diesen gerichtet werden. Dabei würden die freiliegenden Bereiche abgetragen werden, wenn sie nicht geschützt wären.

Nach der Musterung der Photoresistschicht wird die Bearbeitungs-Vorrichtung 40 mit weiterhin in ihr eingespanntem Stab 10 in eine handelsübliche Ionen(strahl)-erosionsmaschine eingespannt. Während des Ionenstrahlerosions- oder -fräsvorgangs wird die Vorrichtung 40 zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Bearbeitung gedreht. Im Verlaufe dieses Bearbeitungsvorgangs schützen die H-förmigen Photoresistmuster 90a - 90m die unmittelbar darunter liegenden Bereiche der Schlitten 20a - 20m vor einer Abtragung, während die Unterdruck-Ausnehmungen auf die vorgesehene Tiefe ausgearbeitet werden. Zu diesem Zweck werden Bearbeitungs- oder Erosionszeit, Ionen(strahl)beschleunigungsspannung und Ionenstrom entsprechend gewählt. Der unmittelbar unter dem jeweiligen H-förmigen Photoresistmuster befindliche Bereich jedes Schlittens bildet dessen Luftlager-Schwebe- oder -Gleitfläche. Beispielsweise

schützt das Photoresistmuster 90a die Schwebefläche 21a des Schlittens 20a (vgl. Fig. 11 bis 13). Fig. veranschaulicht den Schlitten 20a nach Abschluß des B Ionen(strahl)erosionsvorgangs, wobei die Unterdruck-Ausnehmungen 100a und 102a auf die vorgesehene Tiefe ausgearbeitet worden sind. Die Ausnehmung 100a wird dabei durch die beiden unteren Abschnitte der Schenkel 91, 94a und den Quersteg 97a festgelegt. Die Ausnehmung 102a wird durch die oberen Abschnitte der Schenkel 91a, 94a und den Quersteg 97a festgelegt. Während die Ausnehmungen 100a, 102a des Schlittens 20a ausgearbeitet werden, werden ersichtlicherweise gleichzeitig auch die Ausnehmungen 100b - 100m, 102b - 102m der anderen Schlitten 20b - 20m ausgearbeitet oder "gefräst". Bei der Ionenstrahlerosion des Schlitten-Stabs 10 entsteht Wärme, die zur Verhinderung einer Überhitzung der Schlitten 20a - 20m vom Stab 10 abgeleitet werden muß. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die den Schlitten-Stab 10 halternde Bearbeitungs-Vorrichtung 40 in der Ionen(strahl)erosionsmaschine so befestigt, daß sie zur Verhinderung einer Überhitzung der Schlitten 20a - 20m während des Ionen(strahl)erosionsvorgangs mit Wasser kühlbar ist.

Nach Beendigung der Ionen(strahl)erosion können die Photoresistmuster 90a - 90m abgetragen werden, indem der Stab 10 beispielsweise zuerst in ein Acetonbad und anschließend in ein Ultraschall-Reinigungsbad eingetaucht wird.

Nach der Abtragung der restlichen Teile der Photoresistschicht kann der Schlitten-Stab 10, wie in Fig. gezeigt, aus der Vorrichtung 40 ausgespannt werden, wobei die dreizehn Schlitten 20a - 20m jeweils zwei genau angeordnete und ausgebildete Unterdruck-Ausnehmungen 100a - 100m und J.02a - 102m aufweisen. Nunmehr können die einzelnen Schlitten 20a - 20m vom

Stab 10 getrennt werden; zu diesem Zweck wird die Anordnung mittels einer Diamantschleifscheibe jeweils längs der strichpunktierten Linien 110a - 110m, 112a - 112m (entsprechend den gestrichelten Linien 22a - 22m, 24a - 24m in Fig. 2) durchgetrennt. Die Schwebeflächen 21a - 21m können danach leicht geläppt werden. Anschließend können die Schlitten 20a - 20m zum Abschluß des Verfahrens in Aceton und in Wasser gereinigt werden.

Ein nach dem beschriebenen Verfahren erhaltener, typischer Schlitten 20a ist in Fig. 13 dargestellt.

Der Schlitten 20a weist eine H-förmige Luftlager-Schwebe fläche 21a sowie zwei sehr genau angeordnete und ausgebildete Unterdruck-Ausnehmungen 100a, 102a auf. Die Polspitzen 26a, 28a des Schlittens 20a können dann unter Gewährleistung einer optimalen Betriebsleistung des Magnetkopfes in einer genauestens gesteuerten Schwebehöhe über der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers in Schwebe gehalten werden.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als Werkstoff für den Schlitten-Stab 10 bevorzugt Alsimag verwendet. Das handelsübliche Photoresistmaterial (z.B.

RISTON) wird in einer Dicke von etwa 48 μΐη aufgebracht. Die Unterdruck-Ausnehmungen 100a - 100m, 102a - 102m werden, wie erwähnt, mit einer Tiefe von 12 μΐη ausgebildet. Zur Erzielung einer solchen Ausnehmungs-Tiefe mit der verwendeten Ionen(strahl)fräsmaschine (z.B. Ion Tech Model 10-1500-200) werden eine Ionenbeschleunigungsspannung von 120 V in Verbindung mit einem Ionenstrom von 125 mA für eine Dauer von 150 min angewandt. Der Ionenerosionsstrahl besitzt einen Durchmesser von 10 cm. Aufgrund dieser Parameter ergibt sich eine Leistung von 1,9 W/cm², die auf der Oberfläche des Schlitten-Stabs, 10 zerstreut wird. Wie erwähnt, ist der Schlitten-Stab 10 zur Ableitung dieser

Wärme in eine Wasserkühlvorrichtung eingespannt. Während der Ausarbeitung der Ausnehmungen 110a - 110m,

112a - 112m wird auch die Photoresistschicht abge-5

tragen. Dabei werden 36 μτη der 48 μΐη dicken Photoresistschicht abgetragen, während die Schlitten-Ausnehmungen auf eine Tiefe von 12 μΐη ausgearbeitet werden.

Der Ionenstrahl wird typischerweise unter einem Winkel von 45° zur Bearbeitungsfläche gerichtet. Zur Vermeidung einer Wiederablagerung des abgetragenen Materials auf der Bearbeitungsfläche kann dieser Wirkwinkel jedoch auch variiert werden. Im Fall eines

Schlitten-Stabs aus FOTOCERAM wird mit einem Wirkwinkel des Ionenstrahls von z.B. 25° eine solche Wiederablagerung verhindert.

Das beschriebene Verfahren gewährleistet somit eine

sehr genaue Anordnung der Unterdruck-Ausnehmungen des Schlittens sowie äußerst genau ausgebildete Ausnehmungen mit der vorgesehenen Tiefe von 12 μΐη. Zudem ist das Verfahren gegenüber dem bisherigen Verfahren insofern wesentlich vereinfacht, als die Metallauftrag- und -musterungsschritte entfallen.

Während beim beschriebenen Ausführungsbeispiel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dreizehn nebeneinander angeordnete Schlitten gleichzeitig hergestellt werden, ^QU können ersichtlicherweise auch andere Konfigurationen der Schlitten mit entsprechender Änderung der zur Musterung der Photoresistschicht verwendeten Maske vorgesehen werden.

Selbstverständlich ist die Erfindung verschiedenen Änderungen und Abwandlungen zugänglich, ohne daß von ihrem Rahmen abgewichen wird.

Claims (18)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Unterdruck-Schlittens, der eine Luftlager-Schwebefläche aufweist und einen Magnetkopf trägt, dadurch gekennzeichnet, daß
auf den Schlitten eine Schicht eines Trocken(film)-Photoresistmaterials aufgetragen wird, auf photolithographischem Wege die Photoresistschicht so gemustert wird, daß ein Teil derselben unter Freilegung eines Abschnitts der Oberfläche des Schlittens abgetragen wird und ihr restlicher Teil eine Schutzschicht über der Schwebe- oder Gleitfläche des Schlittens bildet, der freiliegende (unbedeckte) Abschnitt des Schlittens und die Schutzschicht zur Ausbildung mindestens einer Unterdruck-Ausnehmung in der Schlitten-Oberfläche einem Ionen(strahl)erosions- oder -"fräs"-Vorgang unterworfen werden, während welchem die Schutzschicht die Schwebefläche schützt, und die Schutzschicht entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Magnetkopf eine an der Schwebefläche angeordnete Pol spitze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß für die photolithographische Musterung der Photoresistschicht eine photolithographische Maske benutzt wird, die ein Ausrichtmuster und eine Ausrichtmarke aufweist, wobei die Ausrichtmarke mit der Polspitze ausgefluchtet wird, um das Ausrichtmuster gegenüber der Schlitten-Oberfläche auszurichten.

gg

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtmuster mindestens eine in der Schlitten-Oberfläche auszuarbeitende bzw. in sie

einzustechende Unterdruck-Ausnehmung festlegt und daß die Ausrichtmarke zum Ausrichten des Ausrichtmusters auf dem Schlitten mit der Polspitze ausgefluchtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtmuster H-förmig mit zwei parallelen Schenkeln und einem dazwischen verlaufenden Quersteg ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der photolithographischen Musterung das H-förmige Ausrichtmuster auf die Photoresistschicht projiziert wird, um auf dieser ein H-förmiges Lichtmuster zum Belichten der Photoresistschicht und zur Festlegung der Schutzschicht zu erzeugen, und daß nach dem Ionen(strahl)erosionsvorgang die mindestens eine Unterdruck-Ausnehmung eine erste, durch den Quersteg und die unteren Abschnitte der beiden Schenkel des H-förmigen Musters begrenzte Unterdruck-Ausnehmung und eine zweite, durch den Quersteg und die oberen Abschnitte der Schenkel des H-förmigen Musters begrenzte Unterdruck-Ausnehmung umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtmarke im unteren Abschnitt des einen Schenkels des H-förmigen Musters angeordnet ist und daß das Ausrichtmuster bei der photolithographischen Musterung auf die Polspitze ausgerichtet wird, um das H-förmige Muster auf dem Schlitten auszurichten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten zwei Magnetköpfe mit jeweils einer Polspitze trägt und die Ausrichtmaske je eine Ausrichtmarke im unteren Abschnitt jedes Schenkels

des H-förmigen Musters aufweist und daß jede Ausrichtmarke bei der photolithographischen Musterung zur Ausrichtung des Ausrichtmusters auf dem Schlitten mit einer der Polspitzen ausgefluchtet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schlitten zwischen einem ersten Endschlitten und einem gegenüberliegend angeordneten zweiten Endschlitten in Form eines Schlitten-Stabs nebeneinander angeordnet sind und die Maske eine Anzahl der H-förmigen, nebeneinander zwischen einem ersten Endmuster und einem gegenüberliegend angeordneten zweiten Endmuster angeordneten Ausrichtmuster aufweist, daß erster und zweiter Endschlitten jeweils zwei Polspitzen aufweisen und daß bei der photolithographischen Musterung die einzelnen Ausrichtmarken des ersten Endmusters mit jeweils einer der Polspitzen des ersten Endschlittens und die einzelnen Ausrichtmarken des zweiten Endmusters mit jeweils einer der Polspitzen des zweiten Endschlittens ausgefluchtet werden, um gleichzeitig die verschiedenen Ausrichtmuster der Maske auf den jeweiligen Schlitten des Schlitten-Stabs auszurichten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske je ein an der Außenseite des ersten Endmusters und an der Außenseite des zweiten Endmusters befindliches Grobausrichtfenster aufweist und der Schlitten-Stab je ein an der Außenseite des ersten und des zweiten Endschlittens gelegenes erstes bzw. zweites Ende aufweist, und daß bei der photolithographischen Musterung erstes und zweites Ende in erstem bzw. zweitem Grobausrichtfenster ange-

35' ordnet werden, um eine Vor- oder Grobausrichtung der Maske in bezug auf den Schlitten-Stab vorzunehmen, bevor die Ausrichtmarken zur Gewährleistung

einer Feinausfluchtung derselben gegenüber dem Schlitten-Stab mit den Polspitzen ausgefluchtet werden.
5

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der photolithographischen Musterung die Ausrichtmarken von erstem und zweitem Endmuster jeweils symmetrisch zu den Polspitzen von erstem bzw. zweitem Endschlitten positioniert werden, um damit gleichzeitig die verschiedenen Ausrichtmuster der Maske auf die verschiedenen Schlitten des Schlitten-Stabs auszurichten.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ionen(strahl)erosionsvorgangs der Schlitten-Stab an einer Kühlvorrichtung angebracht wird und dabei Kühlvorrichtung und Schlitten-Stab während dieses Vorgangs gekühlt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ionen(strahl)erosionsvorgangs mittels der Kühlvorrichtung ein Werkstückhalter und der Schlitten-Stab gedreht werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schlitten-Stab eine (in Bewegungsrichtung) nachlaufende Kante aufweist und sich der untere Abschnitt jedes Schenkels des H-förmigen Musters über diese nachlaufende Kante des Schlittens hinauserstreckt und daß die Schutzschicht aus dem Photoresistmaterial über die nachlaufende Kante des Schlittens hinausragt.

14. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoresistschicht aus einem Werkstoff, wie RISTON (eingetr. Warenzeichen); hergestellt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Unterdruck-Ausnehmung im

Ionenstrahlerosionsvorgang auf eine Tiefe von 5

12 μπι eingestochen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ionenstrahlerosionsvorgangs der Schlitten an einer Kühlvorrichtung angebracht wird und daß während dieses Vorgangs der Schlitten und die Kühlvorrichtung gekühlt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

daß während des Ionenstrahlerosionsvorgangs mittels

der Kühlvorrichtung ein Werkstückhalter und der Schlitten gedreht werden.

18. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten-Stab nach dem Entfernen.der

*0 Schutzschicht einem Schneidvorgang zum Abtrennen der einzelnen Schlitten vom Schlitten-Stab unterworfen wird.