JP2000163798A - 光学又は磁気光学ヘッドの製造方法及びその結果としてのヘッド - Google Patents

光学又は磁気光学ヘッドの製造方法及びその結果としてのヘッド

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気光学又は光学ディスクからデータを読み
出し及び又はそれらにデータを書き込むことを可能にし
ディスクの非常に小さいスポットにレーザービームを集
中させる構造を提供する。 【解決手段】 磁気光学又は光学ディスクで使用される
新しいヘッドを形成する方法がガラス基板の１側面に回
折レンズを形成し、前記ガラス基板の第２側面に空気ベ
アリング面のレールを形成する段階を含んでいる。ガラ
ス基板はその後別々のヘッドに切断される。この方法で
は、多数の磁気光学又は光学ヘッドがスライダにレンズ
を結合させる損失を負うことなく同時に形成可能であ
る。１実施例では、磁気光学の書き込み操作中に、コイ
ルが基板に堆積され磁界を発生する。別の実施例では、
そこに形成された回折レンズを有するガラスウェーハは
シリコンスペーサ構造に結合される。ガラスレンズが使
用されシリコンスペーサ構造の下面の透明層に導波管構
造を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願は米国特許出願 08/
833,608及び08/857,324に関し、そのそれぞれは本出願
の譲受人に譲渡されている。
【０００２】この発明は磁気光学及び光学ディスクドラ
イブ（例えば、ＣＤ読み出し専用メモリ、ＣＤ読み出し
−書き込みメモリ、及びＤＶＤ媒体）で使用される読み
出し−書き込みヘッドに関する。この発明は更に、低コ
ストで高性能の読み出し−書き込みヘッドに関する。
【０００３】
【従来の技術】現在、磁気光学及び光学ディスクドライ
ブはレーザービーム源を含み、該レーザービーム源は磁
気光学又は光学ディスクに突き当たるレーザービームを
供給する。磁気光学ディスクの場合、書き込み操作中、
レーザービーム及び磁界が同時にディスクに加えられ、
レーザービームと磁界の両方の出現はデータをディスク
に書き込ませることになる。
【０００４】磁気光学及び光学ディスクドライブでは、
読み込み操作中、レーザービームはディスクに突き当た
り、データはディスクに反射する光を検出することによ
り読み込まれる。磁気光学ディスクの場合には、ディス
クで記録されたデータにより、レーザー光の偏光はディ
スク内の磁気光学層によって変えられる。光学ディスク
の場合、異なる技術がディスク内のデータを記録するた
めに使用可能である。光学及び磁気光学ディスクの幾つ
かの例は欧州特許出願 EP 0 475 452 A2で説明されてお
り、ここにインコーポレーテッドバイリファレンスされ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】磁気光学及び光学ディ
スクドライブの両方にとって、レーザービームを非常に
小さいスポットでディスクに突き当てさせて高いデータ
記録密度を促進するのが好ましい。磁気光学又は光学デ
ィスクからデータを読み出し及び又はそれらにデータを
書き込むことを可能にしディスクの非常に小さいスポッ
トにレーザービームを集中させる構造を提供することが
この発明の１つの目的である。また、安価な方法で、ウ
ェーハスケール製造技術を使用して大量生産可能なその
ような構造を提供することがこの発明の目的でもある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】磁気光学又は光学ディス
クヘッドを製造する方法は、磁気光学又は光学ディスク
の読み出し及び又は書き込みデータのために使用する多
くのヘッドを同時に製造する段階を含んでいる。これら
のヘッドは製造コストを最小にする方法で、基板に同時
に製造される。１つの実施例では、その方法は、 ａ）ガラスのような透明材料の基板を供給し、 ｂ）基板の上面に複数のレンズを写真蝕刻技術で同時に
形成し、 ｃ）基板をマスクすると共にエッチングし、基板の下面
に複数の空気ベアリング面構造を同時に形成し、 ｄ）基板を個々のヘッドに切断することを含んでいる。
【０００７】１つの実施例では、レンズは回折光学レン
ズである。回折光学レンズは基板の上面に不透明な材料
を堆積することにより形成することができ、該不透明な
材料を写真蝕刻技術でパターン形成し、磁気光学又は光
学媒体に光を集中するレンズとして役立つ回折パターン
を形成する。重要なのは、予め調整した方法で、同時に
かつ安価で多くのレンズを基板上に形成可能であること
である。
【０００８】別の実施例では、レンズは位相輪帯回折板
であり、透明基板に形成された凹部領域の帯域を含んで
いる。凹部領域のこれらの帯域は透明な基板の一部分を
選択的にエッチングすることにより形成可能である。１
実施例では、位相輪帯回折板は一対の屈折レンズであ
る。これは、凹部領域の交互の帯域は同じ深さに形成さ
れている。しかし、他の実施例では、交互の帯域はすべ
て同じ深さに形成されているとは限らない。
【０００９】別の実施例では、レンズはブレーズド輪帯
回折板レンズである。
【００１０】更に別の実施例では、レンズは屈折性であ
る。グレーススケールのマスクは基板をエッチングする
ために使用され、曲線の屈折レンズを形成するようにな
っている。
【００１１】また、１実施例では、電気コイルは基板の
１側面の各ヘッドに形成可能であり、磁気光学記録媒体
への書き込みを容易にする。コイルは写真蝕刻技術で形
成可能である。多くのコイルが同時に形成可能であり、
それにより製造コストを減少させる。
【００１２】別の実施例では、ヘッドは ａ）第１の透明基板の第１面に複数のレンズを形成し、 ｂ）第２基板に透明層を堆積し、 ｃ）透明層を選択的にエッチングし、透明層から空気ベ
アリング面（例えば、スライダレール）を形成し、 ｄ）第２基板の一部分を選択的にエッチングし、前記第
２基板の一部分が除去されるようにし、 ｅ）前記第１及び第２基板を結合し、 ｆ）自己調整処理で第１の透明基板に形成された光学を
使用する透明層に光学導波管構造を形成し、 ｇ）透明層に電気コイルを形成し、 ｈ）結合された第１及び第２基板を個々の読み出し書き
込みヘッドに切断することによって製造される。
【００１３】第２基板は透明材料又はシリコンのような
不透明材料のいずれかとすることができる。上記処理段
階が実行される順序は変更可能である。例えば、コイル
は処理中のちょうどよい時の各種地点で透明層に形成可
能である。同様に、レンズは処理中のちょうどよい時の
各種地点で第１基板に形成可能である。
【００１４】重要なのは、多数のヘッドが同時に形成可
能であることである。個々のダイ又は要素として多数の
スライダに多数のレンズを別々に結合する必要はない。
【００１５】別の実施例では、第１透明基板に形成され
た光学を使用する透明層に光学導波管構造を供給する代
わりに、使用中にレーザー光が通過する透明層に孔がエ
ッチングされる。
【００１６】１実施例では、我々の発明に従って構成さ
れたレンズは光学又は磁気光学データ記録ドライブ内に
取付けられている。また、前記光学又は磁気光学データ
記録ドライブはダイオードレーザーのようなレーザービ
ーム源である。ダイオードレーザーはレンズ構造に直接
取付けられていない。むしろ、ダイオードレーザーはレ
ンズ構造とは別に行われ、ダイオードレーザーとレンズ
構造の間に空きスペースがある。従って、レンズ構造
は、熱的に強く結合されず、更に事実上、レーザー源と
実質上熱的に結合されておらず、レーザーは熱的に引き
起こされた機械歪みをレンズに導かないようになってい
る。
【００１７】通常、レンズは、屈折レンズの外形に比べ
て相対的に厚くなっている。例えば、レンズの厚みは２
ミクロン、通常、５ミクロンを超えない。レンズは通
常、同様な光学特性の屈折レンズより小規模である。例
えば、１実施例では、レンズは匹敵する焦点距離と開口
数の屈折レンズの量の７０％より小さい量を有してい
る。別の実施例では、量は匹敵する屈折レンズが有する
ものの約２０％である。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、鏡１５を反射すると共に
読み出し−書き込みヘッド１８に形成された回折レンズ
を通過するレーザー光のビーム１４を供給するレーザー
源１２を含む磁気光学ディスクドライブ１０を示してい
る。レンズ１６を通過後、レーザー光は磁気光学ディス
ク２０の小さなスポットに集中される。読み込みと書き
込みの両操作中、レーザー光はレンズ１６を通過してデ
ィスク２０に至る。
【００１９】使用中、ディスク２０は高速、例えば、約
３５００から５０００ｒｐｍで回転する。ディスク２０
の回転はディスク上に空気クッションを形成させ、ヘッ
ド１８はこの空気クッションに乗り、従って、ディスク
２０上を短い距離（例えば、２から１５マイクロイン
チ）舞い上がる。ヘッド１８の下面１８ａは空気クッシ
ョンに乗るための空気ベアリング面を含んでいる。ま
た、ヘッド１８の下面１８ａに含まれるのは磁界を作り
出すためのコイル３８（図１には示されていないが、図
２Ｂに示されている）である。書き込み操作中、レーザ
ー光がレンズ１６を通過する時、電流はコイル３８を通
過し磁界を発生させる。ディスク２０上の地点に集中さ
れた強いレーザービームと磁界の組合わせはディスク２
０に書き込まれたデータとなる。
【００２０】ヘッド１８がアーム２４に取付けられ、デ
ィスク２０上の所望の位置に移動される。アーム２４の
位置が制御される方法は在来型であり、ここでは更に説
明はしない。
【００２１】読み出し−書き込みヘッドの第１の実施例 図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃはそれぞれ、断面図、下面図及び
平面図でヘッド１８を示している。ヘッド１８は透明基
板３０に形成されている（通常、融解石英又はガラ
ス）。輪帯回折板の回折パターン３２は基板３０の上面
３０ａに形成されている。そのような回折パターンは欧
州特許出願 EP0871163A2に説明されており、インコーポ
レーテッドバイリファレンスされ、以下でより詳細に説
明される。回折パターン３２は通常、透明領域３６によ
り分割された不透明領域３４を含み、地点３５でレーザ
ー光を集中させる回折レンズとして役立つ配列である。
この実施例では、回折パターン３２は振幅輪帯回折板と
して役立つ。振幅輪帯回折板という用語は、光が１つの
不透明領域３４により遮られるかどうかによって、回折
パターンから現れる光強度の振幅が位置で変化するとい
う事実に関連する。不透明領域３４は通常、金属層（例
えば、Ｃｒ）から形成され、基板３０に堆積されると共
に写真蝕刻技術でパターン形成される。（図２Ａ及び図
２Ｃは３つの不透明帯域と３つの透明帯域だけを示して
いるが、通常、レンズ３２には多数の不透明及び透明帯
域がある。）
【００２２】レール３６ａ、３６ｂは基板の下面３０ｂ
から距離Ｄ１（通常、約１０から２０μｍ）下方に伸び
ている。レール３６ａ，３６ｂはヘッド１８の空気ベア
リング面として役立つ。また、基板３０の下面３０ｂは
書き込み操作中に磁界を供給するためのコイル３８を提
供する。コイル３８はＡｕ、Ｃｕ、又は他の適当な電導
性材料の層から形成され、以下に説明する方法で基板３
０上にメッキされる。コイル３８は従来の方法（図示せ
ず）で電気的に接触される。
【００２３】また、基板３０の下面３０ｂから伸びるの
はガラス製突出物である。１つの実施例では、ガラス製
突出物４０は単に、光が現れる光沢のある平坦面を提供
する。別の実施例では、突出物４０は出力光ビームを更
に処理する光学導波管であり、出力光ビームの有効直径
を減少させ、又、レンズの焦点深度を増加させる（しか
し、そのような光学導波管は幾つかの光減衰を犠牲にし
て実行する。）ヘッド１８は通常、約８０ミルの幅Ｄ
２、約１４０ミルの長さＤ３及び約５００μｍの厚みＤ
４を有している。回折パターン３２の直径Ｄ５は通常、
約２０〜４０ミルである。しかし、これらの寸法は単な
る実例であり、ヘッド１８は他の寸法とすることも可能
であろう。
【００２４】第１実施例を製造する方法 図３Ａから３Ｅは製造中のヘッド１８を断面図で示して
いる。図３Ａを参照すると、ヘッド１８を製造する処理
はフォトレジスト５０を透明基板３０に塗布することに
より始まる。１つの実施例では、基板３０は約２００ｍ
ｍの直径であり、これは重要ではない。フォトレジスト
５０はその後パターン形成され、それにより基板３０の
一部分を露光させる。基板３０の露光部分はその後、例
えば、反応性イオンエッチングにより１０から２０μｍ
の深さまで、例えば、腐食液としてＣＨＦ3を使用し
て、エッチングされる。このように、レール３６ａ，３
６ｂ及び突出物４０が形成される。
【００２５】フォトレジスト５０はその後除去され、１
５ｎｍの厚さのＣｒ５２ａと１００ｎｍの厚さのＡｕ５
２ｂを含むメッキ基層が基板３０の下面にスパッタされ
る（図３）。厚いフォトレジスト層５４はその後基板３
０の下面に回転して作られ、その後、軽い焼き締め（so
ft-baked）される。（１つの実施例では、フォトレジス
ト５４はシプレイ（shipley）5740防食剤とすることが
できる。）軽い焼きしめにより、我々はフォトレジスト
を（好ましくは電熱器を使用して）加熱しフォトレジス
ト内の液体の溶剤の一部分を除去するつもりである。そ
の後、フォトレジスト５４はパターン形成され、メッキ
基層５２の領域５４ａを露光する（図３Ｃ）。フォトレ
ジスト５４の露光後、フォトレジストはその後強い焼き
締め段階に晒される。（これは別の加熱処理段階であ
り、フォトレジスト５４から溶剤をもっと除去しメッキ
基層５２への付着力を向上させる。）その後、金５６が
メッキ基層５２の露光部分にメッキされ、それにより金
のコイル３８を形成する。１つの実施例では、コイル３
８は約３から５μｍの厚みＤ６、約３μｍの線幅Ｄ７、
及び約２μｍの線空間Ｄ８を有している。（これらの距
離は単なる例示であり、他の距離が使用可能である。）
【００２６】上述したように、１つの実施例においてコ
イル３８は金であるが、コイル３８は他の電導材料、例
えば銅とすることができ、メッキ以外の方法、例えばス
パッタリング及び選択エッチングによって形成可能であ
る。
【００２７】図３Ｄを参照すると、フォトレジスト５４
が、例えばフォトレジスト剥離剤を使用して除去され
る。（フォトレジスト剥離剤は通常、フォトレジストを
除去するためフォトレジスト製造業者によって特定され
た化学混合物である。）また、フォトレジスト５４の下
のメッキ層５２の一部分は例えば全体エッチングにより
除去される。（１つの実施例では、メッキ層５２は金を
溶解するＫＩ/Ｉ溶剤、クロムを溶解するセリウムの硝
酸アンモニウムを使用して除去される。）メッキ基層５
２はコイル３８の厚さに比べて非常に薄い。従って、層
５２は重要なエッチングコイル３８なしで全体をエッチ
ングする段階で除去可能である。
【００２８】その後、基板３０の下面は、従来の化学気
相成長法（ＣＶＤ）処理を使用して、低歪みのシリコン
酸化窒化物の層で被覆される。１つの実施例では、層５
８は約１μｍ又はそれ以下の厚みである。
【００２９】その後、フォトレジストマスク（図示せ
ず）は基板３０の下面に形成されると共にパターン形成
され、コイル３８が接触される電気的接触領域を規定す
る。接触窓はその後、酸化窒化物層５８で反応性イオン
エッチングされ、このフォトレジストマスクはその後除
去される。その後、電気接触構造はヘッド１８の下面に
別の電導層（例えば、スパッタしたＡｕ，Ｃｕ又は他の
電導材料）を堆積すると共に従来の方法でこの電導層を
写真蝕刻技術でパターン形成することにより形成され
る。
【００３０】図３Ｅを参照すると、回折レンズ１６はそ
の後、基板３０に形成される。回折レンズ１６は通常、
基板３０の上面３０ａにＣｒのような不透明材料を堆積
することにより（例えば、スパッタリングすることによ
り）形成され、その後、Ｃｒをパターン形成し円形の不
透明帯域３４を形成する。この実施例では、レンズ１６
は（屈折とは対照的に）回折するので、基板３０は通常
のガラス又は二酸化珪素から適度の屈折率で形成可能で
ある。（基板３０は他の透明な材料からも形成可能であ
る。）そのため、基板３０は低コスト材料とすることが
できる。回折レンズ１６が形成される方法に関する更な
る詳細は以下で説明する。
【００３１】他の実施例では、回折レンズ１６は上述し
た処理の終わりで形成されるが、回折レンズ１６は処理
の始めで形成可能である。また、回折レンズ１６は以下
に説明する他のタイプとすることができる。図３Ａから
図３Ｅは形成されるヘッドを示しているが、当業者は図
３Ａから図３Ｅの構造が又基板３０の他の場所に同時に
形成される多数の他の同一のヘッドをも含むことを認識
するだろう。基板３０はその後、カッティング／ダイシ
ング操作を受け、それにより基板３０はヘッド１８のよ
うな個々のヘッドに切断される。その後、これらのヘッ
ドはアーム２４のような適当なサスペンション部品に取
付けられる（図１参照）。重要なのは、この製造処理
が、例えば、個々のレンズが個々のスライダに取付けら
れるような複雑な組立手順を必要としないことである。
その処理は経済的である。
【００３２】回折レンズの製造方法 回折レンズ１６の最も簡単な形式は通常、輪帯回折板で
あり、基板３０に１セットの同心の不透明帯域３４を含
んでいる。１つの実施例では、レンズ１６はサブ−エア
リ（sub-Airy）の大きさのスポットを限定する回折を形
成する。サブ−エアリの大きさの回折スポットは、レー
ザービームがディスクに突き当たる領域が通常のエアリ
スポットより小さいので、磁気光学ディスクのビット密
度を増加させるため、磁気光学又は光学ディスクドライ
ブの全体性能にとって有利である。
【００３３】エアリスポットは回折、通常は円形の開口
により作り出される。エアリスポットは高照射の円形ス
ポットに一致する主極大であり、そのスポットの半径は
従来のレイリー基準を使用して次式により計算される。
【００３４】 半径＝0.61λ／Ｎ.Ａ. （１） Ｎ.Ａ.はレンズの開口数であり、λは光の波長である。
エアリパターンの例は図6に示され、縦軸は放射度の程
度であり、横軸は高い主極大の中心からの距離である。
エアリスポットは高い主極大１２４により示されてい
る。エアリスポットの外側は一連の回折リングであり、
第１回折リング１２６及び第２回折リング１２８のよう
に減少する振幅を有している。
【００３５】１つの実施例では、レンズ１６は図２Ｃに
示すように輪帯回折レンズである。上述したように、輪
帯回折レンズ１６は一連の同心で交互の不透明及び透明
領域３４，３６をそれぞれ含み、光を小領域に回折及び
集中させる。輪帯回折板性能は向上し、すなわち、レン
ズにより生成されたスポットの大きさは、図２Ｃに示す
ように輪帯回折板レンズ１６の中心領域３７を閉塞させ
る（すなわち、不透明にする）ことにより、エアリの大
きさ以下に減少させる。閉塞された又は不透明領域３７
が大きくなるにつれて、回折パターンの主極大の半径は
小さくなる。輪帯回折板レンズ１６の中心領域３７の７
０から８０％が閉塞されて、回折パターンの主極大の半
径は約３０から４０％減少するだろう。しかし、レンズ
により形成された他の回折リングの光の振幅は大きくな
り、そのため、使用によりトレードオフが必要である。
【００３６】中心領域３７が閉塞されるので、輪帯回折
レンズ１６の入射光は均一でないのが好ましく、又は閉
塞された中心領域３７に当たる部分は失われるであろ
う。輪帯回折板レンズ１６を通る光エネルギの移動を最
大にするため、入射光は環形状で輪帯回折板レンズ１６
に一致されるべきである。アキシコンレンズ１１６（図
７）のような光学構造又は同様の作用レンズは、入口側
１１８（対象面）が均一に照らされる時、実像面に照ら
された光のリング１２０を作り出す。リング構造１２０
は輪帯回折板１６に一致していもよい。ヘッド１８の実
施例が図８で示され、平らな鏡１２２、アキシコンレン
ズ１１６、及びレンズ１６を有している。ヘッド１８は
サスペンションアーム２４に取付けられている。明瞭に
するため、平らな鏡１２２及びアキシコンレンズ１１６
用のホルダは図８では示されていない。図８の構造は平
らで平行な入射レーザー光を受け、環形状の光源を作り
出し輪帯回折板１６を照射する。その後、レンズ１６は
ディスク２０のサブ−エアリ直径の主極大スポットに光
を集中させる。
【００３７】上述したように、レンズ１６は透明基板３
０に堆積されたクロム又はクロム合金のような不透明材
料３４の同心領域を含んでいる。クロムは従来の写真蝕
刻技術を使用してパターン形成可能である。当然、他の
不透明材料が使用されてもよい。
【００３８】輪帯回折板の輪帯の半径は格子式により計
算されてもよい。例えば、1980年にペルガモン印刷によ
って発行され、ここにインコーポレイテッドバイリファ
レンスされた BornとWolfの「光学の原理：光の伝搬干
渉及び回折の電磁気理論(Principles of Optics: Elect
romagnetic Theory of Propagation Interferenceand D
iffraction of Light)」第６版を参照しなさい。低Ｎ.
Ａ.値に対して、次の導出が現象を説明する。
【００３９】図９は光源Ｓから輪帯回折板レンズ１６を
通って焦点Ｐに伝わる光波を示している。光波の可能性
ある２経路が図９に示されている。１つの経路では、光
波は光源Ｓからレンズ１６の中心１３６まで線分Ｓoに
沿って伝わり、その後線分Ｐoに沿って焦点Ｐに伝わ
る。他の経路では、光波は光源Ｓからｍ番目の輪帯Ｒm
の外縁まで線分Ｓmに沿って伝わり、その後線分Ｐmに沿
って焦点Ｐに伝わる。これらの別々の経路を伝わる波は
焦点Ｐmで互いに位相がπ／２異なって届くが、ｍは中
心からの輪帯の数である。従って、 （Ｓm＋Ｐm）−（Ｓo＋Ｐo）＝ｍλ／２ （２） λは光の波長である。図９の検分により、 Ｓm＝（Ｓo 2＋Ｒm 2）1/2；Ｐm＝（Ｐo 2＋Ｒm 2）1/2 （３） であることが分かる。式３の表現は二項級数を使用して
展開されてもよい。ＲmがＳo及びＰoと比べて小さいと
仮定すると、最初の２項だけを保持する必要があり、 Ｓm＝Ｓo＋（Ｒm 2／２Ｓo）；Ｐm＝Ｐo＋（Ｒm 2／２Ｐo） （４） となる。式４を式２に代入すると、 （１／Ｓo）＋（１／Ｐo）＝ｍλ／Ｒm 2 （５） となる。Ｓoが大きい場合、式５は Ｒm 2＝ｍλＰo （６） に圧縮される。
【００４０】一次焦点距離ｆ、光波長λ、及び第１輪帯
Ｒlの直径は関連している。 ｆ＝Ｒl 2／λ （７） 式７から分かるように、焦点距離は調整可能である。更
に、回折光学構造は、回折構造が、例えば、距離ｆ，ｆ
／３，ｆ／５，ｆ／７で配置されている多数の焦点距離
を有する点で、屈折光学構造と異なり、標準の輪帯回折
板の放射度は一次焦点ｆより近い焦点でかなり小さくな
り、Ｐoに等しくなる。しかし、副一次焦点距離で作り
出されたスポットは又、大きさを減少させる。
【００４１】従って、ｍ番目の輪帯の半径Ｒmは、ｍが
整数でｍ＝１，２，３とすると、以下のようになる。 Ｒm＝Ｒl（ｍ）1/2 （８） 一次焦点距離のスポットの大きさの半径はほぼ、 半径＝.59λ／Ｎ.Ａ.（小さいＮ.Ａ.値のためほぼ1.20
λｆ／Ｄ） Ｎ.Ａ.はレンズの開口数であり、λは光波長であり、Ｄ
は輪帯回折板の最大輪帯の直径、すなわち、２ＲMAXで
あり、ｆはレンズの焦点距離である。この一次スポット
の大きさはデータ量を詰め込む重要なパラメータであ
り、前記データは磁気光学又は光学層の単位領域毎に記
憶されることができる。スポットの大きさが小さくなる
につれて、単位領域毎に記憶される情報は多くなる。上
述したように、結果は中心の輪帯３７を閉塞することに
よって改善される。従って、輪帯回折板の使用は非常に
小さいスポットの大きさをもたらしてもよい。
【００４２】写真蝕刻技術を使用してレンズ１６を形成
する代わりに、電子ビーム（ｅ−ビーム）抵抗層に直進
のｅ−ビーム書き込みが使用されレンズ１６を形成する
ためにマスクをパターン形成してもよい。通常の写真蝕
刻技術では、ほぼ０．２５μｍの印刷解像度のより低い
実質的限界がある。直進のｅ−ビーム書き込みは非常に
小さい幾何学的解像度を達成させる。より低い限界は約
２０ｎｍ又は０．０２μｍである。これは写真蝕刻にと
って著しい向上である。
【００４３】レンズ１６は高い開口数（すなわち、Ｎ.
Ａ.）を与えるために設計可能であり、該開口数は回折
レンズの焦点距離を減少させることによりエアリスポッ
トの直径をも減少させるだろう。輪帯回折板の有効Ｎ.
Ａ.は０．８５から０．９５のように非常に高くてもよ
い。これらの高いＮ.Ａ.は屈折光学で達成するのは困難
であり、通常０．４から０．５となる。閉塞された中心
及び高い有効Ｎ.Ａ.での輪帯回折板の最終的結果は、非
常に高い屈折率と高いＮ.Ａ.の屈折レンズにより製造さ
れたものと同等の大きさの小さいスポットを作り出すこ
とである。
【００４４】以上詳細した特性は特定の使用に適合する
ように修正可能であるが、小さなスポットの大きさ（す
なわち、高いデータ記憶密度）及び調整可能な焦点距離
（すなわち、飛行高さの制限なし）の利点は依然として
残っている。
【００４５】高解像度の実施例 １つの実施例では、輪帯回折板は修正可能であり、高度
の分解技術を使用してより小さいスポットの大きさを提
供する。通常、これは輪帯回折板レンズの中心スポット
を不透明にするだけでなく、輪帯回折板の内側帯域を別
な方法で構成する領域をも不透明にすることをも含んで
いる。これを行う利点はスポットの大きさが小さくなる
ことである。これを行う不利益はより少ない光がレンズ
を通過することである。それにもかかわらず、いくつか
の実施例では、このトレードオフが有利である。（閉塞
された中心帯域の量が多くなるにつれて、スポットの大
きさは小さくなる。また、部分的に中心帯域を閉塞しこ
の効果を幾つかを得ることができる。）高い分解レンズ
を決定する数学は、例えば、Coxらによる「高解像度フ
ィルタとして同心環帯の配列の再評価(Reappraisal of
Arrays ofConcentric Annuli as Superresolving Filte
rs)」JOSA Letters,Vol.72,No.9,Sep.1982の1287頁、及
び1952年に発行された Toraldo Di Franciaによる「Nuo
ve Pupille Superrisolventi」Atti.Fond.Giorgio Ronc
hi 7の336から372頁で説明されている。Cox及びFrancia
はここにインコーポレイテッドバイリファレンズされて
いる。
【００４６】空気ベアリング面のスライダレールの代わ
りの実施例 図２Ｄは、レール３６ａ'及び３６ｂ'、及びコイル４
０'を含む我々の発明によるヘッドの下面の修正版を平
面図で示している。レール３６ａ'，３６ｂ'の前縁は僅
かな角度で上方へ傾斜する傾斜領域４１を含んでいる。
傾斜領域４１はレール３６ａ'，３６ｂ'に機械的に形成
可能である。分かるように、レール３６ａ'，３６ｂ'は
ヘッド１８'の後縁まで全距離伸びているのではない。
【００４７】ヘッド１８'の空気ベアリング構造の形状
は所望のように修正可能であり、所望の空気力学効果を
達成可能であることが認められるだろう。
【００４８】位相輪帯回折板の実施例 別の実施例では、レンズ１６として振幅輪帯回折板を使
用する代わりに、位相輪帯回折板１５０が図１０Ａ及び
１０Ｂに示されるように使用可能である。振幅輪帯回折
板レンズ１６と同様に、位相輪帯回折板１５０は一連の
同心リング１５２を含んでいる。しかし、位相輪帯回折
板１５０のリング１５２はすべて透明であり、交互のリ
ング１５４は屈折率ｎのガラス基板３０に深さＤ９凹ま
せたものである。従って、位相輪帯回折板１５０は不透
明な輪帯を有していないので、焦点で振幅輪帯回折板レ
ンズ１６よりもっと光を供給可能である。図１０Ａは凹
んだ交互のリング１５４を有する位相輪帯回折板１５０
の断面図を示している。凹んだリング１５４はπラジア
ンの位相シフトを誘導する。凹部の深さＤ９は次式によ
り分かる。 Ｄ９＝λ／（２（ｎ−１）） （１０）
【００４９】図１０Ａ及び１０Ｂはリング１５４がすべ
て同じ深さＤ９凹んでいるが、他の実施例では、リング
１５４の異なるものが異なる深さまで伸びている。
【００５０】輪帯回折板レンズの製造方法 図１１Ａから図１１Ｃは我々の発明による製造処理中の
位相輪帯回折板を断面図で示している。図１１Ａを参照
すると、基板３０はＣｒ層２００（約３０ｎｍ厚）で覆
われている。その後、フォトレジスト層２０４は基板３
０に堆積され、その後、パターン形成して層２００の一
部分を露光する。その下のＣｒ層２００の露光部分はそ
の後、公知の湿った腐食液によって溶解され（例えば、
セリウムの硝酸アンモニウム）、それにより基板３０の
一部分を露光する。Ｃｒ層２００の残余部分は続くエッ
チング処理中にマスクとして使用される。
【００５１】図１１Ｂを参照すると、フォトレジスト２
０４はその後除去され、基板３０の露光部分はＨＦエッ
チング溶液に晒され、それにより位相輪帯回折板レンズ
１５０を形成する。（他の実施例では、他のエッチング
技術は基板３０をエッチングするために使用可能であ
る。）図１１Ｃを参照すると、Ｃｒ層２００の残余部分
はその後除去され、それにより位相輪帯回折板１５０を
残している。
【００５２】図１１Ａから図１１Ｃには、位相輪帯回折
板が１枚だけ示されているが、非常に多くの位相輪帯回
折板が基板３０の他の場所にも形成されることが分かる
だろう。また、図１０及び図１１にほんの少しの帯域だ
けが示されているが、通常、輪帯回折板１５０は多数の
帯域を含んでいる。また、図１１Ａから図１１Ｃはレー
ル３６ａ，３６ｂ，コイル３８，及び突出物４０を形成
する処理を示していないことに言及しておく。これらの
構造は図３Ａから図３Ｅに関して上述したのと同じ方法
で形成される。それらは帯域１５４が形成される前又は
後のいずれかに形成される。
【００５３】ブレーズド輪帯回折板の実施例 別の実施例では、位相輪帯回折板はブレージングにより
修正される。図１２Ａはブレーズド位相輪帯回折板レン
ズ１７０を有する基板３０を断面図で示している。位相
輪帯回折板１５０と同様に、ブレーズド位相輪帯回折板
１７０は同心リングからなり、基板３０に凹んでいる交
互のリング１７２を有している。別の実施例では、凹ん
だリング１７２は以下のようにｍπラジアン（ｍは整
数）の位相シフトを誘導する。 Ｄ１０＝ｍλ／２（ｎ−１） （１１） （図１２Ｂは距離Ｄ１０が凹部の垂直高さであることを
示している。）そのような計算は公知の方法で実行され
る。輪帯回折板、位相輪帯回折板及びブレーズド輪帯回
折板に関連する回折現象に関する詳細は、ここにインコ
ーポレイテッドバイリファレンスされたE.Hechtによる
アディソン−ウェズリー（Addison-Wesley）社の「光
学」1987,第２版、ここにインコーポレイテッドバイリ
ファレンスされたG.Fowlesによるドーバー（Dover）出
版社の「現代光学の概論（Introduction to Modern Opt
ics）」1975,第２版、及びここにインコーポレイテッド
バイリファレンスされた J.Meyer-Arendtによるプレン
ティスホール（Prentice-Hall）社の「古典及び現代光
学の概論（Introduction to Classicaland Modern Opti
cs）」1972で説明されている。
【００５４】1つの実施例では、位相輪帯回折板又はブ
レーズド輪帯回折板のいずれかの実施例が閉塞輪帯を有
し、位相輪帯回折板及びブレーズド位相輪帯回折板の入
射光は均一でもよい。従って、図７及び図８の振幅輪帯
回折板の実施例で使用され光の入射リングを作り出すア
キシコンレンズ１１６は必要ではない。しかし、代わり
の実施例では、位相輪帯回折板又はブレーズド輪帯回折
板の中心部分は不透明にされ、スポットの大きさを更に
減少させ、それをサブエアリのスポットの大きさにす
る。（これは基板３０のＣｒのような不透明材料を堆積
すると共に適当なマスキング及びエッチングによる不透
明材料をパターン形成することによって行われる。） 図１２Ａ及び図１２Ｂはほんの僅かなブレーズド帯域を
示しているが、通常レンズ１７０は多数のブレーズド帯
域を含んでいる。
【００５５】位相輪帯、位相輪帯回折板及びブレーズド
位相輪帯回折板の実施例では、回折光学構造は図１６に
示しているように基板３０の下面又は上面のいずれかで
あってもよい。
【００５６】ブレーズド位相輪帯回折板レンズを製造す
る方法 ブレーズド位相輪帯回折板はエッチング段階により作り
出されブレーズド面の傾斜に近づいてもよい。これは４
から８のマスクを使用すると共に増加する深さをエッチ
ングすることにより成し遂げられ、ブレーズド面の傾斜
に近づく。別のアプローチは、ここにインコーポレイテ
ッドバイリファレンスされ、1992年１月７日にC.Wuに発
行した米国特許 No．5,078,771、及びここにインコーポ
レイテッドバイリファレンスされ、カリフォルニアサン
ディエゴ大学からの1996年11月／12月のアメリカ真空学
会の定期刊行物で Walter Daschnerらによる「高エネル
ギビームの感光ガラスにグレースケールのマスクで単一
光学露光を使用して多レベルの回折光学要素のコスト効
率のより大量製作（Cost Effective MassFabrication o
f Multilevel Diffractive Optical Elements Using a
SingleOptical Exposure with a Gray-Scale Mask on H
igh Energy Beam SensitiveGlass）」、及びここにイン
コーポレイテッドバイリファレンスされ、キャニオンマ
テリアル社のＣＭＩ製品情報 No.96-01による出版物
「ＨＥＢＳ-ガラスのフォトマスクブランク（HEBS-Glas
s Photomask Blanks）」で説明されているように、高エ
ネルギビームの感光ガラス（ＨＥＢＳ）のように基板に
グレースケールマスクを作り出すことである。ガラス基
板３００は図１３Ａに示されているように層３０１に３
〜４μｍの深さまで銀で拡散される。ガラス基板３００
は光抑制剤でドープされ、基板３００を不活性にして紫
外線光又は短波長光にするが、高エネルギビームへの反
応体、例えば１０ｋｖより大きいｅ−ビームにする。ブ
レーズド位相輪帯回折板マスクはグレースケールの関数
としてｅ−ビームで基板３００に直接書き込まれる。こ
のように、グレースケールマスクは図１３Ｂに示される
ように発生される。シプレイＳ1650のような厚い抵抗層
３０４は図１３Ｂに示されるようにほぼ６μｍの厚さま
で基板３０上で回転される。グレースケールマスクは図
１３Ｃに示されるように基板３０の表面３０ａ上の厚い
抵抗層３０４を露光するために使用される。このように
基板３００からのグレースケールは図１３Ｃに示される
ように抵抗３０４の縦の次元に運ばれる。その後、基板
３０は例えば、化学的補助のイオンビームエッチング
（ＣＡＩＢＥ）を使用してエッチングされ、抵抗を通っ
て基板内にエッチングする。ＣＡＩＢＥはグレースケー
ルマスク３００の代表を基板３０にエッチングし、図１
３Ｄに示すように基板３０にブレーズド位相輪帯回折板
１７０を残す。
【００５７】別の実施例では、ブレーズド輪帯回折板
は、ここにインコーポレーテッドバイリファレンスさ
れ、1997年５月16日に出願されたＰＣＴ特許出願 WO98/
52101に説明された方法を使用して形成可能である。
【００５８】上述したように、図１３Ａから図１３Ｄに
はブレーズド輪帯回折板が１枚だけ示されているが、通
常、多数のブレーズド輪帯回折板が基板３０の他の場所
にも形成されている。また、図１３Ａから１３Ｄはレー
ル３６ａ，３６ｂ，コイル３８及びガラス製突出物４０
を示していないが、これらの構造はブレーズド輪帯回折
板が形成される前又は後のいずれかで形成される。レー
ル３６ａ，３６ｂ，コイル３８及び突出物４０は図３Ａ
から図３Ｅに関して上述されたように製造される。
【００５９】屈折レンズでの実施例 別の実施例では、回折レンズを形成する代わりに、屈折
レンズが形成されている。図１４は回折レンズの代わり
に屈折レンズ１８０を使用する我々の発明の実施例を示
している。レンズ１８０は通常、ブレーズド輪帯回折板
と同様な方法でグレースケールマスクを使用して形成さ
れる。特に、図１５Ａに示されているように、グレース
ケールマスク４００が形成され、厚いフォトレジスト層
４０２が基板３０の表面３０ａに堆積される。フォトレ
ジスト４０２は図１５Ｂに示されるようにマスク４００
を通して堆積される。その後、レジスト４０２及び基板
３０はブレーズド輪帯回折板に関して上述したのと同様
な方法でエッチングされる。
【００６０】２枚の基板で製造される読み出し−書き込
みヘッドの実施例 図４Ａは我々の発明の別の実施例により構成されたヘッ
ド１００を断面図で示しており、ガラス基板１０１に形
成されたレンズ１０２、シリコンスペーサ１０４、及び
透明層１０６（通常シリコン酸化窒化物）を含んでい
る。酸化窒化物層１０６はヘッド１００のレールとして
役立つ拡張領域１０６ａ，１０６ｂを含んでいる。ま
た、導波管として役立つ拡散領域１０６ｃを含んでい
る。領域１０６ｃは通常、約５λから３０λに等しい長
さＤ１０を有し、λはヘッド１００と共に使用される光
の波長である。１つの実施例では、ヘッド１００はほぼ
６５０ｎｍの波長を有するレーザ光と共に使用され、領
域１０６ｃの下端部は０．５μｍより小さい直径を有
し、領域１０６ｃは約１０から１５μｍの長さを有して
いる。重要なのは、領域１０６ｃが焦点スポットに達し
てそのスポットの直径を減少させる光量を増加させる導
波管として役立つことである。また、領域１０６ｃはレ
ンズから出てくる光のため光学の平らな出口面としても
役立つ。導波管１０６ｃから出てくる光はその幅と比べ
て相対的に長い焦点深度を有している。
【００６１】また、ヘッド１００の下面に含まれるのは
磁界を発生するコイル１０８である。
【００６２】レンズ１０２はガラス１０１の下面に形成
された回折レンズである。ガラス１０１は通常、約５０
０μｍの厚みＤ１１を有している。同様にシリコンスペ
ーサ１０４は約５００μｍの厚みＤ１２を有していい
る。ガラス１０１及びシリコンスペーサ１０４は通常、
後述する陽極結合処理を使用して一緒に結合される。
【００６３】２枚の基板で読み出し−書き込みヘッドを
製造する方法 図５Ａから図５Ｈは我々の発明による製造処理中のヘッ
ドを示している。この製造処理中、レンズ１０２が透明
基板１０１に形成される。図５Ａに示されているよう
に、レンズ１０２は回折レンズを形成する不透明帯域１
０３を含んでいる。しかし、他の実施例では、レンズ１
０２は位相輪帯回折板、ブレーズド輪帯回折板又は上述
したように屈折レンズとすることができる。これらのレ
ンズは基板１０１の上面又は下面のいずれかに形成可能
である。
【００６４】図５Ｂを参照すると、シリコンウェーハ１
５０は低歪みの酸化窒化物層１０６で、例えば２５μｍ
の厚さまで、例えば化学気相成長法により、覆われる。
その後、フォトレジスト層１５４は層１０６に堆積さ
れ、空気ベアリング面のレール１０６ａ及び１０６ｂ及
び導波管領域１０６ｃを形成するためにパターン形成さ
れる。その後、層１０６の露光部分がエッチングされ、
１５μｍの酸化窒化物層が露光部分から除去され、１０
μｍの酸化窒化物層１０６が残るようになっている。レ
ール１０６ａ及び１０６ｂ及び導波管領域１０６ｃでの
酸化窒化物層の厚さは２５μｍである。その後、フォト
レジスト層１５４は除去される。
【００６５】図５Ｃを参照すると、ウェーハ１５０の上
面はスパッタリングによりＣｒ／Ａｕマスク層１５６で
覆われる。その後、層１５６は写真蝕刻技術でパターン
形成され空洞領域１５６ａを形成する。その後、ウェー
ハ１５０の露光領域は、例えば、ＫＯＨ又は第４アンモ
ニウム水酸化物のようなアルカリ性腐食液で除去され
る。１つの実施例では、ウェーハ１５０は１００シリコ
ンであり、マスク層１５６はウェーハの１１０方向に整
列されている。（数字１００及び１１０は公知な結晶学
上の指数である。）ＫＯＨは一定の結晶軸に沿って選択
的にシリコンをエッチングし、それにより約５４°の特
性角度を形成する。その後、Ｃｒ／Ａｕ層１５６は適当
な腐食液、例えば金をエッチングするためのＫＩ／Ｉ溶
液及びクロムをエッチングするためのセリウムの硝酸ア
ンモニウム溶液で除去される。この段階の終わりでは、
ウェーハ１５０の残余部分はスペーサ層１０４として役
立つだろう。
【００６６】図５Ｄを参照すると、コイル１０８が酸化
窒化物層１０６の下面にその後形成される。これは図３
Ａから図３Ｅに関連して上述したのと同様に行われる。
換言すれば、ａ）Ｃｒ／Ａｕメッキ基層が酸化窒化物層
１０６にスパッタされ、ｂ）ステンシルフォトレジスト
マスクが堆積されメッキ基層上にパターン形成されコイ
ルがメッキされるところを規定し、ｃ）コイルが基層の
露光部分にメッキされ、ｄ）フォトレジストが除去さ
れ、それによりＣｒ／Ａｕメッキ基部の残部を露光し、
ｅ）Ｃｒ／Ａｕメッキ基部の露光部分が除去される。
【００６７】図５Ｅを参照すると、シリコンスペーサ１
０４はその後、陽極結合処理でガラス１０１に結合され
る。この結合処理は、ここにインコーポレイテッドバイ
リファレンスされ、Shimkunasらに発行された米国特許
4,680,243に説明されたＦＡＴ結合処理に類似してい
る。この処理中、約数百ボルトと１５００ボルトの間の
電圧がガラス１０１に関連してシリコンスペーサ１０４
に加えられ、ガラス及びシリコンスペーサは真空に置か
れ、約２５０から３２５℃に加熱される。これはガラス
とシリコン間に非常に強力な結合の形成をもたらす。こ
の結合は１０原子直径（例えば、約２ｎｍ）のオーダー
の付着輪帯厚を含んでいる。この結合処理は真空で起こ
らなくてもよい。また、他の実施例では、他の結合技術
が使用可能である。）
【００６８】図５Ｆを参照すると、第１フォトレジスト
層１６０がその後堆積され、パターン形成され酸化窒化
物構造１０６ｃの一部分を露光する。その後、第２フォ
トレジスト層１６２が堆積され、パターン形成され、新
しい方法で導波管に酸化窒化物構造１０６ｃを形成させ
る。特に、光（通常はＵＶ光）のビーム１６３がレンズ
１０２を通って照射される。レンズ１０２の一部分（通
常、レンズの外側部分）はフォトレジスト層１６２の小
部分１６２ａにＵＶ光を集中させる。その後、図５Ｇに
示されるように、フォトレジスト層１６２の露光されて
いない部分が除去される。フォトレジスト層１６２が露
光される方法なので、本発明の処理のこの部分は自己調
整処理され、部分１６２ａの位置がレンズ１０２に関し
て正確に制御された位置に形成されることを保証する。
【００６９】１つの実施例では、レンズ１０２はＵＶ光
のビーム１６３と異なる波長を有するレーザーと共に使
用されることになっている。そのような実施例では、不
透明帯域１０３の幾つかはフォトレジスト１６２をパタ
ーンする段階の間の使用のためのＵＶ光回折レンズの一
部であり、不透明帯域１０３の他の部分は磁気光学又は
光学ディスクドライブと共に使用されるレンズの一部で
ある。
【００７０】図５Ｈを参照すると、酸化窒化物構造１０
６ｃの露光部分はその後、反応性イオンエッチングによ
りエッチングされ、それにより導波管に構造１０６ｃを
形成する。
【００７１】図５Ａから図５Ｈには、ヘッドが１つだけ
示されているが、多数のヘッドが基板１０１及びシリコ
ン１５０から同時に形成される。基板１０１及びスペー
サ１０４はその後、個別のヘッドに切断される。
【００７２】代わりの実施例では、導波管構造１０６ｃ
を形成する代わりに、孔１０６ｃ'が層１０６の中心部
分に選択的にエッチングされる（図４Ｂ参照）。従っ
て、光は屈折、回折、又は別の方法で酸化窒化物層１０
６により変化されることなしに、孔１０６ｃ'を通過す
る。この実施例では、層１０６が透明又は不透明かどう
かは問題ではない。
【００７３】更に別の代わりの実施例では、酸化窒化物
層１０６にレール１０６ａ，１０６ｂを形成する代わり
に、レール１０４ａ、１０４ｂがシリコンウェーハ１０
４に形成される（図４Ｃ参照）。この実施例では、ウェ
ーハ１０４はフォトマスクで覆われている。その後、フ
ォトマスクはパターン形成され、スライダレール１０４
ａ，１０４ｂを規定する。その後、ウェーハ１０４は、
（例えば、表面技術システムのシリコン反応性イオンエ
ッチング装置又はアルカテルシリコン反応性イオンエッ
チング装置を使用する）反応性イオンエッチング処理を
受け、フォトマスクにより覆われるそれらの部分を除い
てシリコンウェーハ１０４のシリコンを１０から２０μ
ｍ除去する。レール１０４ａ，１０４ｂを形成する処理
は製造処理の都合のよい地点、例えば中心孔がウェーハ
１５０にエッチングされる前又は後に行うことができ
る。
【００７４】別々のサスペンション構造を使用する実施
例 図１７を参照すると、我々の発明の別の実施例は回折レ
ンズ５０１を伴うガラス基板５００がアーム５０２に固
着されていることを含んでいる。コイル５０６及びシリ
コン酸化窒化物層５０８を伴う第２基板５０４は又、ア
ーム５０２に固着されている。層５０８は書き込み操作
中に磁界を発生するコイル５０６を伴う。また、層５０
６は空気ベアリングレールとして役立つ厚い部分５０８
ａ，５０８ｂ、及び導波管として役立つ部分５０８ｃを
も含んでいる。図１７の実施例はシリコンスペーサ層が
ガラスレンズに直接固着されないことを除いて、図４Ａ
と本質的に同じである。
【００７５】本発明は特定の実施例に関して説明されて
いるが、当業者であれば本発明の精神及び範囲から逸脱
することなく、形態及び詳細において変更が可能である
ことが認められるだろう。例えば、図３Ａから図３Ｅの
実施例では、図５Ａから図５Ｈの実施例と同様な方法の
自己調整処理によって、メサ４０が導波管に形成可能で
ある。ガラスの代わりに、他の透明材料が使用されても
よい。更に、コイルは他の適当な電導材料から構成可能
である。他の材料及び寸法がここに開示された材料及び
寸法の代わりに使用可能である。また、レール形状の空
気ベアリング面の代わりに、他の形状の空気ベアリング
面が形成可能である。従って、すべてのそのような変更
は我々の発明の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 磁気光学ディスクドライブを概略的に示して
いる。
【図２Ａ】 ウェーハスケール製造に適合可能な副導波
管ヘッドを断面図で示している（副導波管は（光強度が
焦点スポットの最大強度の半分である地点により形成さ
れる円の直径を意味する）焦点スポットの直径がレンズ
で使用される光の波長より小さい）。
【図２Ｂ】 図２Ａのヘッドの下面を平面図を示してい
る。
【図２Ｃ】 図２Ａのヘッドの上面を平面図で示してい
る。
【図２Ｄ】 我々の発明による別の実施例のヘッドの下
面を平面図で示している。
【図３Ａ】 我々の発明による製造処理中のヘッドを断
面図で示している。
【図３Ｂ】 我々の発明による製造処理中のヘッドを断
面図で示している。
【図３Ｃ】 我々の発明による製造処理中のヘッドを断
面図で示している。
【図３Ｄ】 我々の発明による製造処理中のヘッドを断
面図で示している。
【図３Ｅ】 我々の発明による製造処理中のヘッドを断
面図で示している。
【図４Ａ】 我々の発明の第２の実施例により構成され
たヘッドを断面図で示している。
【図４Ｂ】 通過する光のため酸化窒化物層に孔が形成
される我々の発明の実施例を示している。
【図４Ｃ】 スライダ゛レールがシリコン基板に形成さ
れる我々の発明の実施例を示している。
【図５Ａ】 我々の発明による製造処理中の図４のヘッ
ドを示している。
【図５Ｂ】 我々の発明による製造処理中の図４のヘッ
ドを示している。
【図５Ｃ】 我々の発明による製造処理中の図４のヘッ
ドを示している。
【図５Ｄ】我々の発明による製造処理中の図４のヘッド
を示している。
【図５Ｅ】 我々の発明による製造処理中の図４のヘッ
ドを示している。
【図５Ｆ】 我々の発明による製造処理中の図４のヘッ
ドを示している。
【図５Ｇ】 我々の発明による製造処理中の図４のヘッ
ドを示している。
【図５Ｈ】 我々の発明による製造処理中の図４のヘッ
ドを示している。
【図６】 円形の開口により作られたエアリースポット
パターンを示している。
【図７】 輪帯回折板レンズに適用された光強度を最適
化するアクシコンレンズ１１６を含む光学構造を示して
いる。
【図８】 輪帯回折板レンズの効率を高めるためのアク
シコンレンズを含む磁気光学ディスクドライブの実施例
を示している。
【図９】 輪帯回折板レンズから焦点の地点に通過する
光源からの光の２つの経路を示している。
【図１０Ａ】 我々の発明の別の実施例による位相輪帯
回折板を使用する磁気光学又は光学ヘッドを断面図で示
している。
【図１０Ｂ】 図１０Ａの位相輪帯回折板の上面を平面
図で示している。
【図１１Ａ】 我々の発明による製造方法の間の位相輪
帯回折板を断面図で示している。
【図１１Ｂ】 我々の発明による製造方法の間の位相輪
帯回折板を断面図で示している。
【図１１Ｃ】 我々の発明による製造方法の間の位相輪
帯回折板を断面図で示している。
【図１２Ａ】 我々の発明の別の実施例によるブレーズ
ド輪帯回折板レンズを断面図で示している。
【図１２Ｂ】 ブレーズド位相輪帯回折板のため副一次
焦点距離での放射度をブレーズド領域の長さを伸ばすこ
とによりどのように増加させるかを示している。
【図１３Ａ】 ブレーズド輪帯回折板レンズの製造中の
グレースケールマスク及びガラスを断面図で示してい
る。
【図１３Ｂ】 ブレーズド輪帯回折板レンズの製造中の
グレースケールマスク及びガラスを断面図で示してい
る。
【図１３Ｃ】 ブレーズド輪帯回折板レンズの製造中の
グレースケールマスク及びガラスを断面図で示してい
る。
【図１３Ｄ】 ブレーズド輪帯回折板レンズの製造中の
グレースケールマスク及びガラスを断面図で示してい
る。
【図１４】 屈折レンズを含む我々の発明の実施例を示
している。
【図１５Ａ】 我々の発明による製造処理中の屈折レン
ズを断面図で示している。
【図１５Ｂ】 我々の発明による製造処理中の屈折レン
ズを断面図で示している。
【図１６】 レンズがヘッドの下面に形成される磁気光
学ヘッドを示してる。
【図１７】 レンズが読み出し／書き込みアームサスペ
ンションの第１部分に固着され、コイル及び導波管が読
み出し／書き込みアームサスペンションの第２部分に固
着される、我々の発明の実施例を示している。
【符号の説明】
１６ レンズ １８ ヘッド ２０ 磁気光学ディスク ３０ 基板 ３２ 回折パターン ３４ 不透明領域 ３６ 透明領域 ３６ａ レール ３６ｂ レール ３８ コイル ４０ 突出物 ５２ メッキ層 １００ ヘッド １０１ ガラス基板 １０２ レンズ １０４ スペーサ １０６ａ レール １０６ｂ レール １０６ｃ 導波管 １１６ アキシコンレンズ １５０ ウェーハ １７０ レンズ １８０ 屈折レンズ ３００ 基板 ５００ ガラス基板 ５０６ コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アーノルド オー ソーントン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95132 サン ホセ ホステッター ロー ド 3141 (72)発明者 ウォルター ダッシュナー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94040 マウンテン ヴィュー フェイエ ット ドライヴ 2680−304

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基板を供給し、 前記基板に複数のレンズを形成し、 前記基板に複数の空気ベアリング面構造を形成し、 前記基板を複数のヘッドに分割する、段階を含むことを
    特徴とする磁気光学又は光学デバイスの使用のためのヘ
    ッド製造方法。
  2. 【請求項２】 前記空気ベアリング面構造が使用中に前
    記ヘッドを支持するレールである請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記レンズが屈折レンズであり、前記方
    法が、前記基板にマスクを堆積し、前記屈折レンズの形
    状を規定する前記マスクをパターン形成し、前記マスク
    の形状を前記基板に転写し前記基板に前記屈折レンズを
    形成する段階を含む請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記レンズが、前記基板に不透明層を堆
    積すると共に前記不透明層をパターン形成し前記レンズ
    として役立つ回折パターンを形成することにより形成さ
    れた屈折レンズである請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記レンズが前記基板にマスクを形成す
    ることにより形成された位相輪帯回折板レンズであり、
    前記マスクをパターン形成し前記基板の一部分を露光
    し、前記基板の前記露光部分をエッチングし前記レンズ
    として役立つ凹部領域を形成する請求項１に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 前記レンズがブレーズド輪帯回折板であ
    る請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記レンズが前記基板の第１側面に形成
    され、前記空気ベアリング面構造が前記基板の第２側面
    に形成される請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記レンズに対向する前記基板の側面に
    複数のメサを形成する段階を更に含む請求項１に記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 前記基板にメッキ基層を堆積し、 前記メッキ基層の露光部分のステンシルマスクを前記メ
    ッキ基層に形成し、 前記メッキ基層の露光部分に電導材料をメッキしそれに
    より前記コイルを形成することにより、前記透明基板の
    １つの側面に複数のコイルを形成することを更に含む請
    求項１に記載の方法
  10. 【請求項１０】 前記ステンシルマスク及びその下の前
    記メッキ基層の部分を除去する段階を更に含む請求項９
    の方法。
  11. 【請求項１１】 コイル上に絶縁層を形成し、 該絶縁層に電気接触窓を形成し、 前記絶縁層及びコイルと電気的に接触する電気接触窓に
    電導層を堆積し、 前記電導層をパターンニングし電気導線を形成する段階
    を更に含む請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 磁気光学又は光学媒体を使用するため
    にヘッドを製造する方法であって、 第１透明基板に複数のレンズを形成し、 第２基板に透明層を形成し、 前記第２基板の複数の部分を除去し、それにより前記透
    明層の部分を露光し、 前記第１基板と前記第２基板を結合することを含むこと
    を特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】 前記透明層に空気ベアリング面構造を
    形成する段階を更に含む請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記透明層に電導コイルを形成する段
    階を更に含む請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記透明層に導波管構造を形成する段
    階を更に含み、該導波管構造が前記レンズにより規定さ
    れる請求項１２に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 第１透明基板に複数のレンズを形成
    し、 第２基板に材料層を形成し前記材料層に複数のコイルを
    形成し、 前記第２基板の一部分を除去し、 前記第１基板と前記第２基板の残部とを結合し、 前記第１及び第２基板をヘッドに分割することを含むこ
    とを特徴とする磁気光学又は光学媒体を使用するために
    ヘッドを製造する方法。
  17. 【請求項１７】 前記材料層に孔を形成する段階を更に
    含み、光がそこを通過するようになっている請求項１６
    に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 第１透明基板に複数のレンズを形成
    し、 第２基板に複数の空気ベアリング構造を形成し、 前記第１基板と第２基板を結合し、 前記第１及び第２基板を個々のヘッドに分割することを
    含むことを特徴とする磁気光学又は光学媒体を使用する
    ためにヘッドを製造する方法。
  19. 【請求項１９】 透明本体を含む光学又は磁気光学デー
    タ記録媒体と共に使用するヘッドであって、 前記透明本体が該本体の下面から伸びる１セットの空気
    ベアリング面構造を含み、前記ヘッドが又前記透明本体
    に形成されたレンズをも含むことを特徴とするヘッド。
  20. 【請求項２０】 前記透明本体の表面に形成された電導
    コイルを更に含む請求項１９のヘッド。
  21. 【請求項２１】 前記レンズが前記本体の上面に形成さ
    れ、前記コイルが前記本体の下面に形成される請求項２
    ０に記載のヘッド。
  22. 【請求項２２】 透明基板に形成されたレンズと、 前記透明基板に固着されたスペーサと、 該スペーサに固着された材料層と、 磁界を発生する前記材料層上の電気コイルと、 を含むことを特徴とする磁気光学又は光学ディスクと共
    に使用するヘッド。
  23. 【請求項２３】 透明基板に形成されたレンズと、 該レンズに固着されたスペーサ層とを含み、該スペーサ
    層がその上に形成された空気ベアリング面構造を含むこ
    とを特徴とする磁気又は磁気光学媒体と共に使用するヘ
    ッド。
  24. 【請求項２４】 前記スペーサ層に形成された材料層
    と、 磁界を発生するため前記材料層に形成された電導コイル
    とを更に含む請求項２３に記載のヘッド。
  25. 【請求項２５】 透明基板に形成されたレンズと、 アームとを含み、前記透明基板が前記アームに固着さ
    れ、 更に、前記アームに固着された空気ベアリング面を含む
    構造と、 該構造に形成された材料層と、 磁界を発生する前記材料層に形成された電導コイルとを
    含むことを特徴とする磁気光学又は光学記録媒体に光を
    集中させるヘッド。
  26. 【請求項２６】 前記材料層がそこに形成された導波管
    を含む請求項２５に記載のヘッド。
  27. 【請求項２７】 光学又は磁気光学記録媒体と共に使用
    するために回折レンズを製造する方法であって、 基板を提供し、 該基板に１セットの回折レンズを写真蝕刻技術で形成
    し、 前記基板を切断し前記基板に形成された前記レンズを分
    離し、前記レンズを取り付けレーザー光を受け取ると共
    に前記光学又は磁気光学記録媒体に前記レーザー光を集
    中できるようにする段階を含むことを特徴とする方法。
  28. 【請求項２８】 レーザービーム源と、 前記レーザービーム源に直接熱的に結合されていない回
    折レンズとを含み、前記レーザービーム源が前記レンズ
    の実質熱膨張量を発生させないと共に前記レンズに熱誘
    導の機械歪みを発生させないようになっていることを特
    徴とする光学及び磁気光学データドライブ。
  29. 【請求項２９】 前記レンズが前記レーザービーム源と
    実質上熱的に結合されていない請求項２８に記載のデー
    タドライブ。
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