专利名称：标记的读出方法和所用的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及标记的读出方法和所用的设备，其中在其基底上形成了预定的功能器件的功能器件形成体上形成的标记用光学方法读出。
把数据记录在诸如硬盘装置等信息记录介质上/由其中重放时使用的磁头滑动触头(slider)一般是利用光刻法、薄膜形成技术、蚀刻技术、抛光处理技术等制造如下在晶片上形成多个薄膜磁头器件，切割该晶片，分离成单个磁头滑动触头，其中的每一个都包括至少一个薄膜磁头器件。
制造大量的磁头滑动触头时，通过一系列制造工序在每一个磁头滑动触头的预定表面上设置识别标记。这种识别标记提供，例如，该磁头滑动触头的制造信息，诸如制造日期、制造规格、所用材料、制造序号等。识别标记是为管理磁头滑动触头的制造历史的目的而设置的。批量制造时，利用通过识别码提供的制造信息的过程管理使不同制造规格的产品避免混淆和准确地跟踪制造的产品序号和整个制造过程成为可能。在制造过程中在产品中使用了有缺陷的部件时，或者在制造过程完成之后发现产品性能等有问题时，通过对所制造的一系列产品的每一个识别码进行性能测试等，快速而准确地检测出缺陷出现的规模并有效地清除有缺陷的产品。
这里，一般设置的识别标记的实例是由字符符号串以字符或数字的排列的形式(以下称作“字符符号”)构成的识别标记和以预定的图形排列的形式由图案构成的识别标记。至于由字符符号串构成的识别标记，单个字符符号或多个字符符号的组合表示特定的制造信息。至于由图案构成的识别标记，图形符号的数量、形状、大小、排列等表示特定的制造信息。
在磁头滑动触头上设置识别标记的方法和形成识别标记的方法的实例是本申请人申请的日本公开特许公报No.平9-50606中的方法。在这个公报中，在磁头滑动触头表面上设置两种类型的超小型识别标记，其中一种由字符符号串构成，而另一种由图案构成，在表面薄膜磁头器件上形成，以指示磁头滑动触头的制造信息。在这种情况下，由字符符号串构成的识别标记，作为薄膜磁头器件一部分与磁层同时形成，而同时由图案构成的识别标记用照射激光的方法在薄膜磁头器件表面上形成的保护薄膜的预定区域上形成。
设置在磁头滑动触头上的超小型识别标记利用显微镜等由工人等视觉识别。该识别标记就是字符和图形的排列，因而由工人等利用转换图表把识别标记转换成对应的制造信息。若有必要，可进行多于一次的转换。这样，从设置在磁头滑动触头上的识别标记便获得必要的识别信息。
上述传统的磁头滑动触头识别标记的读出方法有以下问题有待改进。
首先，采用传统识别标记的读出方法，诸如识别超小型识别标记、转换成制造信息等繁重的工作需要由人手完成。因此，进行这样的工作需要大量的时间，这对提高生产率是一个巨大的障碍。
其次，超小型识别标记的识别、向制造信息的转换等工作都是利用人手完成的，使得存在诸如识别识别标记时的读错字符符号和对图形符号进行计数出错、从识别标记转换成制造信息出错等人为差错引起错误的危险。
在半导体领域，例如，像在日本公开特许公报No.平8-130171，No.平7-141461，No.平6-52138中，公开了用光学方法读出设置在，例如，半导体晶片上的识别标记的技术。
在这些公报中，都是在假定识别标记在半导体晶片本身，亦即在其上形成半导体器件的基底上形成的情况下公开读出识别标记的方法的。但是，正如在本申请人所申请的上述日本公开特许公报No.平9-50606中，并未公开例如在基底以外的薄膜磁头器件或者保护薄膜的一部分上形成的识别标记的读出方法。另外，上述有关半导体处理过程的三个公告都是根据识别标记在晶片处理过程中读出的前提下描述的，因而没有有关基底分离成单个元件(半导体芯片)之后的识别信息的管理的描述。
本发明是为了克服上述问题而设计的。本发明的一个目的是提供一种标记读出方法及其所用的设备，其中即使标记是在诸如磁头滑动触头的功能器件形成体的基底以外的一部分形成，也能准确而快速地读出。
按照本发明，一种读出在至少包括一个基底的功能器件形成体中的功能器件结构层或保护层上形成的识别标记的方法，功能器件结构层包括通过薄膜处理在所述基底上形成的预定的功能器件结构，而保护层覆盖所述功能器件结构层，所述方法包括用法向入射照明的照明光照射在功能器件形成体上，并根据从所述功能器件形成体反射的光读出在功能器件形成体结构层或保护层上形成的标记的步骤。
这里，“功能器件结构”是具有包括诸如磁记录/重放器件结构、半导体器件结构、光记录/重放结构等磁、电、光的功能的预定的功能的器件结构。“功能器件形成体”的实例是其中形成了磁记录器件或磁重放器件的磁头滑动触头、其中形成了半导体器件的半导体芯片、其中形成了光学记录/重放器件的光学读出器等。“标记”是指表示某些事物用的感知对象。“标记”的实例不仅是符号，而且是语言或字母。“理想入射照明”是使用类似于远心光学系统的光学系统(而非理想的远心光学系统)的照明方法。具体地说，采用这种照明方法时，照明光垂直地照射在要辐照的表面上，而反射光不仅在光轴上，而且在光轴以外变得与光轴平行。类似地，在远心虹膜后面的聚光透镜和图像表面之间任意点上，反射光不仅在光轴上，而且在光轴以外变得与光轴平行。
采用本发明的标记读出方法，可以形成包括制造信息的标记，所述制造信息指功能器件形成体的制造过程中的信息。在这种情况下，标记最好包括表示包括在功能器件形成体中的基底的来源的来源识别信息。这里，“来源识别信息”是表示制造过程中基底的来源的信息。例如，当基底从预定的母材分离出来时，来源识别信息包括指定母材、母材的制造批次信息和所述基底位于母材何处的位置信息等。
采用本发明的标记读出方法时，标记可以包括至少一个由多个像点构成的像点图案和一个字符符号。在这种情况下，像点图案最好由通过预定能量束的辐照而在保护层上熔化的材料残余形成的。像点图案可以是能量束辐照引起保护层一部分破坏而造成的辐照疤痕。在这种情况下，标记最好包括来源识别信息，用来代表包括在上述功能器件形成体中的基底的来源的来源识别信息。
采用本发明的标记读出方法时，字符符号与作为功能器件结构层一部分的预定层同时形成。在这种情况下，字符符号包括地址信息，后者代表基底在包括于功能器件形成体中的基底由之分离的母材中的地址。
采用本发明的标记读出方法时，标记读出步骤最好包括通过对来自功能器件形成体的反射光进行的光电转换产生图像数据的过程、根据所形成的图像数据进行图像识别而获得图像图案的过程、和根据所获得的图像图案获得与该图像图案对应的信息的过程。
采用本发明的标记读出方法时，功能器件结构可以是薄膜磁头结构，用来执行把信息记录在记录介质上和从其中重放信息这两个功能中的至少一个。
按照本发明，一种用来读出包括在功能器件形成体中的标记用的设备，所述功能器件形成体包括至少一个基底、具有通过薄膜处理在基底上形成的预定功能器件结构的功能器件结构层、覆盖功能器件结构层的保护层以及在功能器件结构层上或在保护层上形成的预定的标记，所述设备配有发射光用的光源；法向入射照明系统，用来使法向入射照明的照明光线照射在功能器件形成体上成为可能；以及根据来自所述功能器件形成体的反射光读出在功能器件结构层或保护层上形成的标记用的装置。
采用该标记读出方法和所用设备时，把法向入射照明的照明光线照射在功能器件形成体上，根据来自功能器件形成体的反射光读出在功能器件结构层上或保护层上形成的标记。
从以下的描述中，本发明的其他目的、特征和优点将更充分地显现出来。
图1是透视图，表示其中使用按照本发明一个实施例的标记读出方法及所用设备的磁头滑动触头的外部结构；图2是拆开的图1所示磁头滑动触头主要部分的放大透视图；图3是在图1所示磁头滑动触头中形成的薄膜磁头结构的平面图；图4是在图1所示磁头滑动触头中形成的薄膜磁头主要结构的剖面图；图5是制造图1所示磁头滑动触头的方法的流程图；图6是磁头滑动触头制造步骤的透视图；图7是图6步骤之后的步骤的透视图；图8是图7步骤之后的步骤的透视图；图9是图8步骤之后的步骤的透视图；图10是图9步骤之后的步骤的透视图；图11是图10步骤之后的步骤的透视图；图12表示在图1所示磁头滑动触头上形成的识别标记的一个实例；图13是表示由图12所示的识别标记像点图案构成的放大的识别标记的平面图；图14是薄膜磁头剖面图，解释由图13所示像点图案构成的识别号码形成方法；图15是方框图，表示按照本发明一个实施例的标记读出设备的配置；
图16是流程图，解释图15所示标记读出设备的图像处理过程；图17是用按照本发明一个实施例的标记读出设备获得的显微照片，表示由像点图案构成的识别标记的图像的一个实例；图18是用按照一个对照的标记读出设备获得的显微照片，表示由像点图案构成的识别标记的图像的一个实例。
下面将参照附图详细地描述本发明的一个实施例。在该实施例中，将描述按照本发明的标记读出方法应用于其中的磁头滑动触头的结构及其制造过程，以及在该磁头滑动触头上设置标记的方法，然后，再描述按照本发明一个实施例的标记读出方法及所用设备。图1至图4表示本发明一个实施例的标记读出方法应用于其中的磁头滑动触头的配置。图1是磁头滑动触头的结构的外形图；图2是薄膜磁头器件11的结构的分解图；图3是从图2箭头III方向看的结构的平面图；而图4是沿着图3直线IV-IV方向看的结构的剖面图。
正如这些图所描述的，磁头滑动触头10，例如，具有由Al2O3-TiC(altic)制成的块形基底10c。基底10c，例如，基本上呈六面体(既，矩形的平行六面体)。六面体的一面(图1的上表面)紧密地面对磁记录介质的记录面。在面对磁记录介质的记录面的表面上形成两个平行滑轨14。每一个滑轨14的表面称为空气支承表面(ABS)10b。当磁记录介质旋转时，磁记录介质的记录面和空气支承表面10b之间产生的气流使磁头滑动触头10能够略微移离记录面。于是，在空气支承表面10b和磁记录介质之间便建立一个恒定的间隙。这里，磁头滑动触头10相当于本发明的“功能器件形成体”的一个特例，而基底10c相当于本发明的“基底”的一个特例。
与基底10c空气支承表面10b垂直的一个侧面(图1的左侧面)包括器件形成面10a。与滑轨14及其附近对应的区域内形成的器件形成面10a内是薄膜磁头器件11、向薄膜磁头器件11输入记录信号/由其中输出重放信号的电极焊盘12a至12d、在电气上连接薄膜磁头器件11和电极焊盘12a至12d用的接线图案13a至13d。
如图2至4所示，薄膜磁头器件11是集成型磁记录/重放头，具有包括重放记录在磁记录介质上的磁信息用的重放头11a和把磁信息记录在磁记录介质上用的记录头11b的整体结构。
重放头11a具有包括绝缘层111、底部屏蔽层112、底部屏蔽缝隙层113、顶部屏蔽缝隙层114、顶部屏蔽层115的叠层结构，例如，在紧靠空气支承表面10b的一侧按照上列次序层叠在基底10c上。例如，绝缘层111在层叠方向上是2μm至10μm厚(此后称作厚度)并用Al2O3(氧化铝)制成。例如，底部屏蔽层112是1μm至3μm厚，并用诸如NiFe(镍-铁合金，坡莫合金)磁性材料制成。例如，底部屏蔽缝隙层113和顶部屏蔽缝隙层114各厚10nm至100nm，并用Al2O3或AlN(氮化铝)制成。例如，顶部屏蔽层115厚1μm至4μm厚，并用诸如NiFe等磁性材料制成。顶部屏蔽115还起记录头11b的底部电极的作用。
MR(磁阻)元件11c埋在底部屏蔽缝隙层113和顶部屏蔽缝隙层114之间。MR元件11c是把写在磁记录介质(未示出)上的信息读出用的元件，并位于紧靠空气支承表面10b的一侧。MR元件11c包括用AMR(各向异性磁阻)薄膜或GMR(巨磁阻)薄膜制成的MR薄膜120。AMR薄膜具有包括例如NiFe制成的磁性层的单层结构。GMR薄膜具有除软质磁性层外还包括由例如CoFe(铁钴合金)制成的铁磁层、由例如MnPt(锰铂合金)制成的反铁磁性层、由例如，Cu(铜)制成的非磁性金属层等的多层结构。
由例如，硬质磁性材料制成的磁畴控制薄膜130a和130b在MR薄膜120的两侧沿着磁道宽度方向(图2中的X方向)形成。磁畴控制薄膜130a和130b是在固定的方向上向MR薄膜120施加偏置磁场、并以此防止Barkhausen噪声用的薄膜。彼此相隔并在轨迹宽度方向上将MR薄膜120夹于其间的一对引线层133a和133b在电气上连接到MR薄膜120。类似于MR薄膜120，引线层133a和133b在底部屏蔽缝隙层113和顶部屏蔽缝隙层114之间形成。引线层133a和133b用诸如钽(Ta)的金属制成。
引线层133a和133b沿着与空气支承表面10b相反的方向延伸。引线层133a和133b在电气上连接到输出端子133c和133d，后者穿过在顶部屏蔽缝隙层114中形成的开孔(未示出)在顶部屏蔽缝隙层114上形成为预定图案。
例如，如图2至4所示，记录头11b具有写缝隙层141，厚0.1μm至0.5μm，在顶部屏蔽层115上用诸如Al2O3的绝缘薄膜制成。写缝隙层141具有与后面将要描述的薄膜线圈143和145中心对应的位置上的开孔141a。1μm至3μm厚的薄膜线圈143和覆盖薄膜线圈143用的光致抗蚀剂层144在写缝隙层141上形成，把确定喉(throat)高度用的1.0μm至5.0μm厚的光致抗蚀剂层142夹于其间。1μm至3μm厚的薄膜线圈145和覆盖薄膜线圈145的光致抗蚀剂层146在光致抗蚀剂层144上形成。在本实施例中，把这两个薄膜线圈叠起来作例子描述。但是，薄膜线圈的数目可以是一个或三个或更多。
约3μm厚的用诸如NiFe或FeN(氮化铁)的具有高饱和磁通密度的磁性材料制成的顶极147在写缝隙层141上和光致抗蚀剂层142，144和146上形成。顶极147通过与薄膜线圈143和145的中心对应位置上的写缝隙层141上的开孔141a与顶部屏蔽层115接触和磁耦合。厚20μm至30μm用Al2O3制成的覆盖层148在顶极147上形成，例如把下面整个覆盖。
具有上述结构的薄膜磁头器件11起的作用如下。当写过程中电流加在记录头11b的薄膜线圈143和145上时，由于这个电流在作为底极的顶部屏蔽层115和顶极147中都出现磁通，而且写入用的信号磁场出现在记录缝隙层141附近。这个信号磁场使磁记录介质的一部分磁化，从而把信息记录在上面。另一方面，在重放过程中，检测电流加在重放磁头11a的MR膜120上。因为MR膜120的电阻随着来自磁记录介质的重放信号磁场而变化，所以根据检测电流的变化检测阻抗的变化，便读出记录在磁记录介质上的信息。图1所示的磁头滑动触头10，例如，通过图5至图10所示的制造步骤形成。图5表示图1所示的磁头滑动触头10的整个制造过程，而图6至11具体地表示图5所示的制造过程的主要步骤。下面将沿着图5的流程图描述每一个步骤。
(1)首先，如图6所示，例如，这样形成多个磁头单元11u，使得它们规则地排列在将变成磁头滑动触头10的基底10c的基底上(步骤S20)。磁头单元11u包括一片薄膜磁头器件11、一组电极焊盘12a至12d，和一组连线图案13a至13d。在包括于形成磁头单元11u的步骤中的形成MR膜120的步骤中，利用和MR膜120一样的材料在每一个其中形成了磁头单元11u的区域中形成由字符符号串构成的识别标记14a。这里，MR膜120相当于本发明的“包括功能器件结构层一部分的预定层”的一个特例。
(2)其次，如后面将要描述的图12所示，例如，在其中形成了每一个磁头单元11u的每一个区域上用激光束辐照的方法形成由像点图案构成的识别标记14b(步骤1)。这里，激光束相当于本发明的“能量束”的一个特例。
(3)接着，如图7所示，切割其中形成了多个磁头单元11u的基底1，以分成包括多个磁头单元11u的磁头块2(步骤S22)，此时，如图7所示，通过把基底1分离成具有不同长度的磁头块2，所有在基底1上形成的磁头单元11u都包括在分离后的磁头块2中。
(4)接着，如图8所示，利用为此目的设计的固定夹具5固定任意磁头块2的一个端面(截面)(步骤S23)，而用磨床等抛光磁头块2的另一个端面，以此形成ABS 10b(步骤24)。
(5)接着，如图9所示，切割磁头块2，以便分离成多个磁头棒3(步骤S25)。
(6)接着，测量薄膜磁头器件11的特性(步骤S26)，这个特性测量是对于薄膜磁头器件11的性能评估中的一项。任意一个薄膜磁头器件11的测量结果被认为是磁头块2中所有薄膜磁头器件11特性的典型值。判断该磁头块2中一组薄膜磁头器件是否满足要求的性能。
(7)接着，在磁头棒3的ABS 10b上形成光致抗蚀剂层(未示出)之后，利用光掩模(未示出)通过光刻过程使光致抗蚀剂层形成预定形状的图案。此后，利用已经形成图案的光致抗蚀剂层作为掩模对磁头棒3的ABS 10b进行蚀刻，以此如图10所示形成滑轨14(步骤27)。
(8)最后，如图11所示，切割已经形成滑轨的磁头棒3，以此完成图1所示的磁头滑动触头10(步骤S28)。对在步骤S22中分离的多个磁头块2重复完成步骤S23至S28。对于通过上述步骤制造的磁头滑动触头10，例如，如图12所示的识别标记14已经设置。图12是图1所示磁头滑动触头10的器件形成面10a一部分的放大视图。如图12所示，例如，识别标记14包括识别标记14a和识别标记14b。识别标记14a包括由多个字母和数字构成的字符符号串，而识别标记14b则包括由多个图形符号(在本实施例中是像点形状)排列而构成的图形图案。
识别标记14a是由多个超小型字母和数字，诸如”ABC123”排列而构成的。识别标记14a包括制造信息，例如，用来指定任意一个磁头滑动触头10在分离之前的基底1上的地址。例如，在图12中，识别标记14a在器件形成面10a上，在不包括形成了磁头单元11u的区域的邻近区域中形成。
形成识别标记14a的具体方法如下，例如制备具有与MR膜120对应的图案和与识别标记14a形状对应的图案的光掩模。这个光掩模用于形成包括一部分薄膜磁头器件11的MR膜步骤中的光刻过程。覆盖光致抗蚀剂层(未示出)之后，利用该光掩模完成光刻过程，然后使光致抗蚀剂层形成要求形状的图案。随后，在光致抗蚀剂层中在形成了图案的区域进行电镀过程。于是识别标记14a便与MR膜120同时形成。
识别标记14a是用和MR膜120所用的同一种材料(例如，坡莫合金)形成的超小型凸结构。包括识别标记14a的单个字符符号的尺寸约为，例如，20μm×30μm，而其宽度约为几十nm(毫微米)。依照磁头滑动触头11u和识别标记14a的尺寸，例如，识别标记14a用的字符符号的最大数目为大约10。
当识别标记14a指定任意一个磁头滑动触头10在分离之前的基底1上的地址时，就MR膜120和识别标记14a的形成过程所用的光掩模而言，对于一种类型的基底，只需制备一种类型的光掩模。这是因为在这种情况下，识别标记14a对于磁头滑动触头10在基底1上的地址是唯一的，并与之对应。
另一方面，例如，识别标记14b包括一个集合多个超小型像点14d而构成的像点图案。例如，识别标记14b包括制造信息，用来指定制造磁头滑动触头10时所用的基底1。例如，识别标记14b包括基底1所特有的基底号、指示该基底制造批次的制造批号等。识别标记14b在外覆盖层148(图4中未示出)上形成，例如，外覆盖层148在不包括电极焊盘12的区域上形成。外覆盖层148在图12中没有示出。这里，外覆盖层148相当于本发明中的“保护膜”的一个特例。
正如后面将要描述的，包括识别标记14b的像点14d是凸结构。识别标记14b的凸结构形成如下在电极焊盘12上的电极覆盖膜(图12中未示出)的形成过程中，令激光线照射在形成于外覆盖层148上的金属层的一部分上。此时，金属层的一部分受激光线照射而熔化，作为残余留在外覆盖层148上，以此形成凸结构。在这种情况下，金属层在外覆盖层148上形成，例如当利用电镀法在电极焊盘12的表面上形成电极覆盖膜时，通过堆叠钛、金等起晶种层的作用。如上所述，既然识别标记14b是在外覆盖层148上形成的，识别标记就可以形成得与连线图案13a至13d重叠。
图13是包括识别标记14b的像点图案的放大视图。如图所示，构成像点图案的每一个像点14d排列在例如5列(垂直方向)×5行(水平方向)像点排列区域14dAR中的预定像点排列块14dA内。例如，每一个像点14d的尺寸约为13μm至16μm。像点排列区域14dAR在列方向(垂直方向)上的尺寸DG和在行方向(水平方向)上的尺寸DR均约为80μm。
如图13所示，识别标记14b由像点14d构成，按照像点14d是否排列在任意一个像点排列块14dA来代表双元代码(有代表“1”，而无代表“2”)。通过用由多个用双元标记显示方式显示的超小型像点14d排列构成的像点图案来构成识别标记14b，可以用比识别标记14b用字符符号显示的情况较小的区域显示更多的信息。另外，通过用激光线照射形成像点使识别标记14b能够快速而容易地形成。此外，完成薄膜形成过程后，识别标记14b便已形成，以此避免复杂的制造过程。
接着，将参照图14描述构成如图13所示的识别标记14b的像点14d的具体形成方法。图14A至14E表示设置在薄膜磁头器件11中的电极焊盘12(代表电极焊盘12a至12d)的区域的邻近区域的放大剖面结构，解释识别标记14b的每一个形成步骤。在图14A中，示出形成电极焊盘12和在电极焊盘12外围的整个表面上形成外覆盖层148之后的步骤。
(1)如图14A所示，在识别标记14b形成的步骤中，用CMP法等对在电极焊盘12的整个表面上形成的外覆盖层148的表面及其周围进行抛光，使得电极焊盘12表面暴露出来，以此使整个表面平整。
(2)在整个表面上具有小的宽度的粘结剂层31a和晶种层31b(以后这两层合起来称作金属层31)用例如，溅射法依次淀积。粘结剂层31a，例如，由钛制成，具有改善电极焊盘12和晶种层31b之间粘接力的功能。晶种层31b，例如，用金制成，当在以后的步骤中利用电镀法形成电极覆盖膜34时，起底层的作用。例如，粘结剂层31a的厚度最好为大约50，而晶种层31b的厚度为大约500。粘结剂层31a可以用铬或钽代替钛制成，而晶种层31b可以用铂代替金制成。
(3)接着，在金属层31的整个表面上形成光致抗蚀剂层32。随后，利用具有与电极焊盘12的平面形状对应的图案的掩模(未示出)进行光刻(曝光和显影过程)，以此使光致抗蚀剂层32形成图案。这样，电极覆盖膜图案开孔32x便在与光致抗蚀剂层32中设置电极焊盘12的区域对应的区域中形成。
(4)接着，如图14B所示，例如，让钇铝镓(YAG)激光器产生的激光束33(下称激光束)辐照在光致抗蚀剂层32中预定区域(准备形成像点的区域)上。通过激光束33的辐照，在光致抗蚀剂层32内的辐照区域中形成像点图案开孔32y。此时，金属层31中辐照区域31c的一部分(像点图案开孔32y的底部区域)同时熔化。其他能量束，诸如激光束以外的普通(ordinal)光束(非相干光)、电子束、离子束等也可以用来代替激光束。
(5)接着，如图14C所示，例如，在电极覆盖膜图案开孔32x内利用电镀法在晶种层31b上形成电极覆盖膜34。
(6)接着，如图14D所示，清除光致抗蚀剂层32。此后，如图14E所示，用离子研磨等方法清除外覆盖层148上的金属层31。这样，如图14E所示，包括金属层残余13d的像点14d在外覆盖层148的表面上的激光线照射的区域上形成。
形成像点14d的方法不限于上述方法。例如，让激光束33直接辐照在外覆盖层148上，使外覆盖层148的一部分变形。这样生成的激光疤痕可以包括像点14d。接着，将参照图15详细地描述按照本发明一个实施例的识别标记读出设备。
图15是示意图，表示按照本实施例的识别标记读出设备60。如图所示，识别标记读出设备60包括样品台40，用来固定磁头滑动触头10；样品台位置控制装置41，用来控制样品台40的位置；光源42，用来提供光线LI；半反射镜43，用来反射来自光源42的光LI，使之指向磁头滑动触头10；成像光学系统44，用来从磁头滑动触头10反射的光LR形成光学图像；电荷耦合器件(CCD)摄像头45，用来检拾成像光学系统44形成的光学图像，并将其转换成电的视频信号；图像处理装置50，用来对来自CCD摄像头45的视频信号完成预定的图像处理，识别识别标记14，并将识别标记14转换成制造信息；和监视器48，用来显示由图像处理装置50获得的制造信息。上述的每一个装置都由控制装置(未示出)控制。这里，光源42、半反射镜43和成像光学系统44相当于本发明的“实现法向入射照明的光学系统”的一个特例，而CCD摄像头45和图像处理装置50相当于本发明的“读出装置”的一个特例。
样品台位置控制装置41相对于照明光LI(或LR)的光轴在水平方向上和垂直方向上移动固定样品的样品台40，使得磁头滑动触头10的识别标记14a和识别标记14b的位置处在CCD摄像头能够检拾图像的范围内。
装有物镜、准直透镜等(未示出)的成像光学系统44形成识别标记14的光学图像。通过成像光学系统44的作用，按预定的放大系数放大超小型的识别标记14，并形成图像。
CCD摄像头45检拾反射光LR的光学图像，并将其转换成电的视频信号Sv。
图像处理装置50根据CCD摄像头45输入的视频信号Sv识别识别标记14，并将其转换成对应的制造信息。图像处理装置50包括视频信号识别装置46和转换装置47。视频信号识别装置46包括字符符号识别装置46a和图形符号识别装置46b。在从CCD摄像头45输入的视频信号Sv中间，与识别标记14a有关的图像被字符符号识别装置46a俘获，而与识别标记14b有关的图像被图形符号识别装置46b俘获。字符符号识别装置46a通过对所俘获的图像完成预定的模式识别，抽取构成识别标记14a的字符符号串，并将字符符号信号ST输入到转换装置47。另一方面，图形符号识别装置46b通过对所俘获的图像完成预定的模式识别，抽取构成识别标记14b的图形图案，并将图形识别信号SG输入转换装置47。后面将描述字符符号识别装置46a和图形符号识别装置46b具体的图像处理过程。
转换装置47在存储器(未示出)已经包括字符符号转换功能FT和图形符号转换功能FG。从视频信号识别装置46输入字符识别信号ST时，转换装置47利用字符符号转换功能FT把字符识别信号ST转换成对应的制造信息IT。从视频信号识别装置46输入图形识别信号SG时，转换装置47利用图形符号转换功能FG把图形识别信号SG转换成对应的制造信息IG。转换装置47把转换后的信息I(IT和IG)输出给监视器48。
监视器48显示从转换装置47输入的制造信息I，使得工人等能够可视地检查制造信息I。监视器48包括，例如，阴极射线管(CRT)显示器或液晶(LCD)显示器。工人等能够通过监视器48获得磁头滑动触头10必要的制造信息I。下面将描述按照本发明的标记读出方法。
(1)首先，把磁头滑动触头10固定在样品台40预定的位置上。样品台40预定的位置是指在磁头滑动触头10上形成的识别标记14b的整个区域与CCD摄像头45能够检拾图像的整个区域基本上一致的位置。必要时，控制装置(未示出)操作样品台位置控制装置41，调整样品台40在水平方向和垂直方向上的位置，以此对图像检拾位置和聚焦进行微调。然后，调整成像光学系统44的可变放大系数。
(2)来自光源42的以实际水平角度发射的照明光被半反射镜43反射，垂直地射在磁头滑动触头10的识别标记14b上。于是，磁头滑动触头10的识别标记14b便被法向入射照明光LI辐照。
(3)CCD摄像头45检拾由成像光学系统44形成的光学图像，并向图像处理装置50中的视频信号识别装置46输出所获得的视频信号作为视频信息Sv。
(4)图像识别装置46中的图形符号识别装置46b俘获从CCD摄像头45输入的视频信号Sv，以便完成模式识别过程，以此识别包括识别标记14b的图形图案。这样获得的识别结果由图形符号识别装置46b作为图形识别信号SG输出给转换装置47。
(5)转换装置47利用预先储存在存储器中的图形符号转换功能FG把图形识别信号SG转换成对应的制造信息IG。转换后的制造信息IG储存在转换装置47中的存储器(未示出)内，并输出给监视器48。
(6)控制装置(未示出)通过操作样品台控制装置41，调整样品台40的位置，并调整成像光学系统44的可变放大系数。于是，在磁头滑动触头10中形成的识别标记14a的整个区域便与CCD摄像头45能够检拾图像的整个区域一致。
(7)与步骤(2)类似，令法向入射照明光LI辐照在磁头滑动触头10中的识别标记14a上。
(8)CCD摄像头45检拾由成像光学系统44形成的光学图像，并把所获得的视频信号作为视频信息Sv输出给图像处理装置50中的视频信号识别装置46。
(9)图像识别装置46中的字符符号识别装置46a俘获从CCD摄像头45输入的视频信号Sva，以便完成模式识别过程，以此识别包括识别标记14a的字符符号串。这样获得的识别结果作为字符识别信号ST由字符符号识别装置46a输出给转换装置47。
(10)转换装置47利用预先储存在储存器中的字符符号转换功能FT把字符识别信号ST转换成相应的制造信息IT。转换后的制造信息IT储存在转换装置47中的存储器(未示出)内，并输出给监视器48以便显示。随后，同时把磁头滑动触头10的制造信息IG和IT显示在监视器48上，工人便可以取得磁头滑动触头10的制造历史等。更具体地说，根据制造信息IG，人们可以了解磁头滑动触头10的制造号、该磁头滑动触头10所用的基底由之分离出来的母材(晶片)的制造号、制造批次等。另外，根据制造信息IT，人们可以了解该磁头滑动触头10所用的基底在从其中分离出来的母材的地址。
接着，将详细地描述识别标记14在图像处理装置50中自动被识别时的图像处理。这里，所描述的是图像处理装置50中的图形符号识别装置46b自动识别由图形符号构成的识别标记14b的情况。
图16表示图像处理装置50中图形符号识别装置46确定形成识别号码14b的预定像点14d是否存在时的过程。图16A表示像点识别过程的流程。图16B至16D是图16A中所示过程的每一步骤中的图像。
(1)如图16A所示，图形符号识别装置46b对与从CCD摄像头45输入的图像(图16B)的每一个像素对应的每一个模拟视频信号Sv完成多级化处理，以此获得多级化的数字信号(步骤S51)。
(2)图形符号识别装置46b把所获得的形成像点14d的每一个像素的多级化数字信号值与预先储存的阈值(常数值或函数值)加以比较，以此抽出图16C所示轮廓图像的数据(步骤S52)。此时，当每一个像素的多级化数字信号的值大于阈值时，图形符号识别装置46b便确定该像素的值为“1”。另一方面，当每一个像素的多级化数字信号的值小于阈值时，图形符号识别装置46b便确定该像素的值为“0”。
(3)通过把轮廓图像(图16C)的数据与预先储存的基准数据(图16D)加以比较，图形符号识别装置46b确定该图像数据是否对应于像点14d。更具体地说，当这两个数据的匹配率，例如，超过预定的比率(例如，80％)时，图形符号识别装置46b判定像点存在。当这两个数据的匹配率低于预定的比率时，图形符号识别装置46b判定像点不存在(步骤S53)。匹配率的判断可以根据轮廓线所包围所有像素的数目(亦即，面积)或它们的排列或者根据轮廓线上像素的数目或排列来完成。
为了精确判断像电的存在或不存在，需要亮度等级对比度上的差异，它允许在对应于像点14d的像素和对应于像点14d外围的像素之间进行精确区分。按照本实施例，因为采用法向入射照明法，所以对应于像点14d的像素区域与对应于像点14d外围的像素区域之间在亮度上存在明显差异，例如，如图17所示。这样，就有可能精确地区分对应于像点14d的像素区域和对应于像点14d外围的像素区域。
图17是在本实施例中识别标记读出设备60中CCD摄像头所摄得的识别标记14b的照片图像的一个实例。图18是利用暗场照明法识别标记读出设备中CCD摄像头所摄得的识别标记14b的照片图像的一个实例，作为于本发明实施例的对照。尽管在图17中所示显微照片中，识别标记14b不与图12所示的连线图案13a至13c重叠，但识别标记14b也可以如图12所示与连线图案13a至13c重叠。
采用按照图18所示的对照的识别标记读出设备，完成其中光线以与形成识别标记的表面垂直的方向倾斜的方向辐照的暗场照明，并根据反射光来形成识别标记14b的图像。这样，不仅像点14d以内和像点14d外围之间的对比度不清楚，而且像点14d的轮廓也不清楚。
另一方面，按照本实施例，法向入射照明法的照明光LI辐照在识别号码14b上，并根据反射光LR形成识别号码14b的图像。因此，如图17所示，像点14d以内和像点14d外围之间的对比度高，因此就可以轻易地在像点14d存在和不存在之间作出精确的判断。就是说，不用人手，而采用自动识别来读出识别标记是现实可行的。
顺便指出，可以给字符符号识别装置46a设置和上述自动识别识别号码14b的功能一样的功能，使得由字符符号串构成的识别标记14a能够自动读出。
之所以如上所述在本实施例中利用法向入射照明法获得高对比度的图像，其原因考虑如下采用作为本发明的传统技术之一加以描述的日本专利特公No.平7-141461的技术，标记是在半导体晶片表面上形成的，而且采用法向入射照明法。在这种情况下，高强度的规则的反射光达到CCD摄像头的图像检拾装置，使对比度降低。这是因为半导体晶片通常都具有像镜子一样的抛光面，使得反射率非常高。另一方面，按照本实施例，标记不是直接在基底1上形成，而是在基底1上的功能器件结构(在本实施例中是薄膜磁头器件)上形成的，或者在构成覆盖功能器件结构的保护膜的外覆盖层148上形成，因而反射率并不是非常高的。结果，从形成识别标记的区域以外的区域反射的光的强度相对较低，而不像上述那样使对比度降低，而是保证较佳的对比度。
如上所述，按照本发明该实施例的识别标记读出方法及其所用的设备，使法向入射照明光照在设置于磁头滑动触头10上的识别标记14上。因此，在整个图像处理过程中保证了足够高的对比度来识别识别标记14。另外，所获得的图像信号由图像处理装置50俘获，并对其进行模式识别。于是，识别出识别标记14，并把模式识别的结果转换成制造信息，以此自动获得与显示在磁头滑动触头10上的识别标记14对应的制造信息。因而，大大地缩短了磁头滑动触头10制造过程中识别识别标记14、转换成制造信息的过程等所需的时间。此外，识别号码14的识别和转换成制造信息的过程都可以精确完成。
按照本实施例，尽管所描述的是分离成磁头滑动触头10之后读出识别标记的情况，但是本发明不限于本实施例。例如，像图1那样，在分离成磁头滑动触头之前的任何步骤中，都可以从磁头块2或磁头棒3读出识别号码14。
此外，在本发明的该实施例中，所描述的是识别标记读出设备60应用在磁头滑动触头10的制造过程中的情况，但是，本发明并不限于该实施例。例如，本发明可以应用于磁头滑动触头10以外各种制造领域(例如，半导体器件的制造领域)的工业产品制造信息的控制等。
如上所述，按照本发明的标记读出方法及其所用的设备，当读出在功能器件形成体中的功能器件结构层或保护层上形成的预定标记时，法向入射照明的照明光线照射在功能器件形成体上，并根据来自功能器件形成体反射的光读出在功能器件结构层上或保护层上形成的标记，其中功能器件形成体至少包括基底、具有通过薄膜处理过程在基底上形成的预定的功能器件结构的功能器件结构层和覆盖功能器件结构层的保护层。因而，从反射光获得的图像的对比度变得清晰，因而标记可以快速而准确地读出。
按照本发明一个方面的标记读出方法，构成准备读出的该标记的像点图案是由保护层被预定的能量束辐照而熔化的材料残余形成的，或者保护层一部分被能量束辐照而破坏而引起的辐照疤痕形成的。因而，从反射光获得的图像的对比度变得清晰，因而标记的读出更好地完成。
按照上述传授，本发明显然可以有许多修改和变化。因此，应该明白，在后附的权利要求书的范围内，本发明可以用上面具体描述的以外的其他方法实施。
权利要求
1.一种读出在功能器件形成体中的功能器件结构层或保护层上形成的识别标记的方法，所述功能器件形成体至少包括一个基底、具有通过薄膜处理在所述基底上形成的预定的功能器件结构的功能器件结构层和覆盖所述功能器件结构层的保护层，所述方法包括以下步骤用法向入射照明的照明光照射在所述功能器件形成体上，以及根据从所述功能器件形成体反射的光读出在所述功能器件结构层或所述保护层上形成的所述标记。
2.按照权利要求1的标记读出方法，其特征在于所述标记具有涉及所述功能器件形成体的制造过程中的信息的制造信息。
3.按照权利要求1的标记读出方法，其特征在于所述标记具有代表包括在所述功能器件形成体中的所述基底的来源的来源识别信息。
4.按照权利要求1的标记读出方法，其特征在于所述标记包括由多个像点构成的像点图案和字符符号这两者中的至少一个。
5.按照权利要求4的标记读出方法，其特征在于所述像点图案是由通过能量束的预定辐照而在所述保护层上熔化的材料残余形成的。
6.按照权利要求4的标记读出方法，其特征在于所述像点图案是能量束辐照引起所述保护层一部分破坏而造成的辐照疤痕。
7.按照权利要求4的标记读出方法，其特征在于所述像点图案代表包括于所述功能器件形成体中的基底由之分离的母材的制造批次。
8.按照权利要求4的标记读出方法，其特征在于所述字符符号与作为所述功能器件结构层一部分的预定层同时形成。
9.按照权利要求8的标记读出方法，其特征在于所述字符符号包括地址信息，后者代表所述基底在包括于所述功能器件形成体中的所述基底由之分离的母材中的地址。
10.按照权利要求1的标记读出方法，其特征在于所述标记读出步骤包括通过对来自所述功能器件形成体的反射光进行的光电转换产生图像数据的过程；根据所形成的图像数据进行图像识别而获得图像图案的过程；和根据所获得的图像图案获得与所述图像图案对应的信息的过程。
11.按照权利要求1的标记读出方法，其特征在于所述功能器件结构是薄膜磁头结构，用来执行把信息记录在记录介质上和从其中重放信息这两个功能中的至少一个。
12.一种用来读出包括在功能器件形成体中的标记的设备，所述功能器件形成体包括至少一个基底、具有通过薄膜处理在基底上形成的预定功能器件结构的功能器件结构层、覆盖功能器件结构层的保护层以及在所述功能器件结构层上或在保护层上形成的预定的标记，所述设备包括发射光线的光源；法向入射照明光学系统，用来使得有可能把法向入射照明的照明光线照射在所述功能器件形成体上；以及用来读出在所述功能器件结构层或所述保护层上形成的所述标记的装置。
全文摘要
提供一种标记读出方法及其所用的设备,其中能够快速而准确地读出在诸如磁头滑动触头的功能器件形成体中基底以外部分形成的标记。法向入射照明光线照射在其中形成了磁头滑动触头的识别标记的器件形成面上。用CCD摄像头使这样产生的反射光成像。这样获得的视频信号具有足够高的对比度来在识别标记和识别标记外围之间进行区分。来自CCD摄像头的视频信号输入图像处理装置,后者根据视频信号识别识别标记,并把视频信号转换成识别信息。
文档编号G06K9/20GK1308315SQ0013187
公开日2001年8月15日 申请日期2000年10月20日 优先权日1999年10月20日
发明者中田国正 申请人:Tdk株式会社