JP2006286119A - 光アシスト型磁気ヘッド、磁気記録装置、および光アシスト型磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 近接場光による光アシスト型磁気ヘッド装置において、その半球もしくは超半球レンズによるソリッドイマージョンレンズの精度の向上と磁気ヘッド素子との位置関係の設定の問題の解決を図る。
【解決手段】 ＳＩＬ型集光レンズ系を構成する半球レンズもしくは超半球レンズ２を、球面側レンズ部を構成するレンズ本体２Ｌと、薄膜磁気ヘッド素子４を有する光透過性基板２Ｓとの接合体によって構成することにより、磁気ヘッド素子の形成とかかわりなく、レンズ部を高精度に作製し、かつ、このレンズ本体２Ｌを通じて光学的に観察して、接合体を得ることによってレンズ部と磁気ヘッド素子部との位置関係の設定の精度を上げる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光アシスト型磁気ヘッド、磁気記録装置、および光アシスト型磁気ヘッドの製造方法に関する。

情報記録媒体に対する高密度記録化の要求が益々高まっている。
磁気記録媒体、例えば磁気テープ、磁気ディスク等に対する情報記録においても、超高密度記録化が要求されている。この場合、記録ビットの微小化のために垂直記録が採られ、また、高い解像度を得ることから、磁性層の保磁力が高められる。
このように、高い保磁力を有する磁気記録媒体に対して信号記録磁界を高めることなく、したがって、微小磁界スポットによって情報記録を行うことができる磁気ヘッドとして、磁気記録媒体の、記録部位を局部的に、光照射によって昇温させ、此処における保磁力を低下させる光アシスト型磁気ヘッドの提案がなされている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２８５５４２号公報

このような光アシスト磁気記録のための光スポットは、微小スポットであることが要求されることから、対物レンズと、半球もしくは超半球レンズによるソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬもしくは超ＳＩＬ）による２群集光レンズ系を用いて開口数（Ｎ．Ａ．）が大とされ、近接場光による光スポットとすることが望まれる。
この近接場光によるスポットを用いる場合、そのＳＩＬもしくは超ＳＩＬと、磁気記録媒体との間隔は、使用波長λの１／１０程度の狭小ギャップに選定することが必要であり、また、磁気記録媒体上における光スポット位置と、記録磁気ヘッドからの信号磁界の印加位置とが一致もしくは至近位置の所定の位置関係に正確に設定することが必要である。
したがって、そのレンズ系と、磁気記録ヘッドとの配置関係、配置に高い精度が必要となる。

本発明は、上述した集光レンズ系と磁気ヘッドとの配置関係の設定を、高い精度をもって行うことができる光アシスト型磁気ヘッド、磁気記録装置、および光アシスト型磁気ヘッドの製造方法を提供する。

本発明による光アシスト型磁気ヘッドは、対物レンズと、半球レンズもしくは超半球レンズとを有する２群集光レンズ系と、薄膜磁気ヘッド素子とを有し、前記半球レンズもしくは超半球レンズが、球面側レンズ部を構成するレンズ本体と、磁気記録媒体との対向面側に配置される光透過性基板との接合体によって構成され、前記光透過性基板は、前記レンズ本体の屈折率ｎと同等の屈折率を有する光透過性材より成り、前記光透過性基板に、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成され、半球レンズもしくは超半球レンズのレンズ球面の半径をＲとしたとき、前記半球レンズ本体もしくは超半球レンズ本体と前記光透過性基板との前記接合体における厚さが、半球レンズもしくは超半球レンズの厚さとして求められる前記ＲもしくはＲ｛１＋（１／ｎ）｝に選定されて成ることを特徴とする。

上述の本発明による光アシスト型磁気ヘッドは、その集光レンズを構成する厚さとして求められるＲもしくはＲ｛１＋（１／ｎ）｝の半球もしくは超半球レンズ内に磁気ヘッド素子が埋め込まれた構造とするものであるが、この半球もしくは超半球レンズを、球面を構成するレンズ本体と、薄膜磁気ヘッドを配置する光透明基板との、別構造としてこれらを接合した構成とすることによって、レンズ本体に関しては、磁気ヘッドの埋込み加工に関わりなく、レンズの光学的特性例えば収差等に大きく影響する球面形状、表面性について高い精度で、すぐれたレンズ本体を形成することができる。

また、レンズ本体とは別体の光透過性基板に磁気ヘッド素子を配置した構成とすることによって、磁気ヘッド素子のデプス長制御を高い精度に、したがって、目的とする磁気記録あるいは再生特性を有する磁気ヘッドを構成することができる。
これらレンズ本体と、光透過性基板との接合に際しての位置合わせは、レンズ本体に平行光を入射し結像する光スポット中心と、光透過性基板に配置した磁気ヘッド磁極先端部とを、磁気媒体対向面側から同時に別の光学顕微鏡等で計測、位置合わせを行うことによって高い精度をもって両者の位置関係の設定を行うことができるものである。

また、本発明による光アシスト型磁気ヘッドの製造方法は、対物レンズと、半球レンズもしくは超半球レンズとを有する２群集光レンズ系と、薄膜磁気ヘッド素子とを有して成る光アシスト型磁気ヘッドの製造方法であって、前記半球レンズもしくは超半球レンズの球面側レンズ部を構成するレンズ本体の作製工程と、該レンズ本体の磁気記録媒体との対向面側に、薄膜磁気ヘッドが配置された光透過性基板とを配置された光透過性基板を接合する接合工程とを有し、前記光透過性基板は、前記レンズ本体の屈折率ｎと同等の屈折率を有する光透過性材より成り、半球レンズもしくは超半球レンズのレンズ球面の半径をＲとしたとき、前記半球レンズ本体もしくは超半球レンズ本体と前記光透過性基板との接合体における厚さが、前記半球レンズもしくは超半球レンズの厚さとして求められる前記ＲもしくはＲ｛１＋（１／ｎ）｝に選定することを特徴とする。

また、本発明による磁気記録再生装置は、光源部と、磁気記録媒体配置部と、光アシスト型磁気ヘッドと、記録信号電源部と、前記光源部からの光を前記光アシスト型磁気ヘッドに導く光路を形成する光学系とを有し、前記光アシスト型磁気ヘッドは、対物レンズと、半球レンズもしくは超半球レンズとを有する２群集光レンズ系と、薄膜磁気ヘッド素子とを有し、前記半球レンズもしくは超半球レンズが、球面側レンズ部を構成するレンズ本体と、磁気記録媒体との対向面側に配置される光透過性基板との接合体によって構成され、前記光透過性基板は、前記レンズ本体の屈折率ｎと同等の屈折率を有する光透過性材より成り、前記光透過性基板に、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成され、半球レンズもしくは超半球レンズの球面レンズの半径をＲとしたとき、前記半球レンズ本体もしくは超半球レンズ本体と前記光透過性基板との前記接合体における厚さが、前記半球レンズもしくは超半球レンズの厚さとして求められる前記ＲもしくはＲ｛１＋（１／ｎ）｝に選定されて成ることを特徴とする。

上述した本発明による光アシスト型磁気ヘッドおよび磁気記録装置における前記薄膜磁気ヘッド素子は、記録用薄膜磁気ヘッド素子、あるいは記録用および再生用薄膜磁気ヘッド素子であることを特徴とする。
すなわち、本発明における光アシスト型磁気ヘッドおよび磁気記録装置の呼称は、記録、あるいは記録と再生機能を有する光アシスト型磁気ヘッおよび磁気記録装置である。
また、本発明において、同等の屈折率とは、同一もしくは実質的に光学的に差異による影響がレンズ機能に支障を来たさない程度にできるだけ近似する屈折率に選定することを指称するものである。

前述したように、本発明による光アシスト型磁気ヘッドによれば、レンズ本体と、薄膜磁気ヘッド素子が形成される光透過性基板との接合体による半球もしくは超半球レンズ構成としたことによって、収差が改善され、高い精度に構成されたレンズとすることができる。
そして、薄膜磁気ヘッド素子に関しては、その作製時の、レンズ本体への影響を考慮するおとなく、例えば目的のデプス長の設定を行うことができることから、所要の高い記録磁界を発生することができる記録用磁気ヘッドあるいは再生感度にすぐれた、再生磁気ヘッドを構成することができる。
また、前述したように、これらレンズ本体と磁気ヘッドの位置合わせは高い精度をもって行うことができることから、磁気記録媒体に対する光スポットの形成位置と、記録磁界の印加位置とを、光アシスト効果を良好に行うことができる位置関係に確実に設定できるものである。

本発明による光アシスト型磁気ヘッド装置、磁気記録装置および光アシスト型磁気ヘッド装置の製造方法の各実施の形態を、図面を参照して例示説明する。しかしながら、本発明は、これら例示に限定されるものではない。
本発明による光アシスト型磁気ヘッド１０は、図１に概略断面図を示すように、光学的には、対物レンズ１と、半球レンズもしくは超半球レンズ（以下半球／超半球レンズと記す。）２とを有する２群集光レンズ系３によって構成される。

半球／超半球レンズ２は、球面側レンズ部を構成するレンズ本体２Ｌと、その磁気記録媒体５との対向面側に配置される光透過性基板２Ｓとの接合体によって構成される。
半球／超半球レンズ２およびレンズ本体２Ｌは共に、使用波長に対して高い透過率と、高屈折率例えば１．８以上を有する例えば同一材料の例えば光学ガラス、ＧａＮ、ダイヤモンド等の部材によって構成することができる。
そして、光透過性基板２Ｓに、薄膜磁気ヘッド素子４が、その膜面が光軸方向に沿うように配置される。
薄膜磁気ヘッド素子４は、少なくとも記録用薄膜磁気ヘッド素子より成り、半球／超半球レンズ２の光透過性基板２Ｓに、近接対向する磁気記録媒体５に対し、少なくとも情報記録がなされる。

この半球／超半球レンズ２、すなわちそのレンズ本体２Ｌと光透過性基板２Ｓとの接合体における光軸Ｏ−Ｏ方向の厚さ（高さ）は、半球レンズもしくは超半球レンズのレンズ球面の半径をＲとしたとき、半球レンズもしくは超半球レンズとして求められる厚さのＲもしくはＲ｛１＋（１／ｎ）｝に選定される。すなわち、レンズ本体Ｌの厚さは、光透過性基板２Ｓを所要の厚さとするとき、Ｒ−ＴもしくはＲ｛１＋（１／ｎ）｝−Ｔに選定される。

レンズ本体２Ｌと、光透過性基板２Ｓとの接合面は、共に光軸Ｏ−Ｏと直交する平滑な平坦面として形成されることが望まれ、光学接着材によって接合することもできるし、加熱加圧による溶着等によって接合し、レンズ本体２Ｌと光透過性基板２Ｓとが光学的に一体構成を採るようにすることができる。
光透過性基板２Ｓの形状は、レンズ本体２Ｌの底面の全域に渡って接合される大きさとされるが、その外周形状は、方形、円形等任意の形状とすることができる。

上述したように、光透過性基板２Ｓに配置される薄膜磁気ヘッド素子４は、少なくとも記録用の薄膜磁気ヘッド素子を有するが、記録再生磁気ヘッド装置においては、記録用薄膜磁気ヘッド素子と再生用薄膜磁気ヘッド素子とが重ねられて並置された構成とすることもできる。すなわち、この光アシスト型磁気ヘッド１０は、記録磁気ヘッドとしてあるいは記録再生磁気ヘッドとして構成することができる。
光透過性基板２Ｓの、薄膜磁気ヘッド素子４は、光軸Ｏ−Ｏ上、もしくはその至近位置、例えば光軸から５０〜１００ｎｍの距離をもって配置され、その磁気記録もしくは再生を行う動作先端が磁気記録媒体５との近接対向面に臨んで配置される。

磁気記録媒体５は、例えば磁気テープあるいは磁気ディスク等の各種構成による磁気記録媒体を用いることができる。
この磁気記録媒体５は、例えばフィルム状、あるいはディスク状の非磁性基体５Ａ上に、順次軟磁性層５Ｂと、所要の保磁力を有する磁性層による記録層５Ｃが形成されて成る。

光アシスト型磁気ヘッド１０による記録再生は、その光透過性基板２Ｓ側が磁気記録媒体５の記録層５Ｃと狭小のギャップを保持して対向するように配置され、入射光、例えばレーザ光Ｌが、対物レンズ１と半球／超半球レンズ２のいわゆるソリッドイマージョンレンズとの、開口数（Ｎ．Ａ．）が、１．０以上に構成された２群集光レンズ系３によって、その近接場光による微小径スポットが、磁気記録媒体５の記録層５Ｃに照射されてなされる。
そして、この光照射による昇温効果による光アシスト状態で、薄膜磁気ヘッド素子４によって、情報信号の記録がなされる。

図１で示した光アシスト型磁気ヘッド１０においては、その半球／超半球レンズ２の磁気記録媒体５との対向面が平坦な面を有する構成とされたものであるが、この場合、光アシスト型磁気ヘッド１０と、磁気記録媒体５とが相対的に傾いたとき、これらが接触し、相互に損傷するおそれがある。そこで、このような不都合を回避するために、例えば図２に半球／超半球レンズ２の概略断面図を示すように、光透過性基板２Ｓの磁気記録媒体との対向面側に中心部で突出し、周辺において後退する形状とすることが望ましい。
例えば図２Ａに示すように、中央部に円筒状、あるいは円錐状（図示せず）の突起による突出部２Ｐを形成するとか、図２Ｂに示すように、ほぼ全面に渡って中央部を頂点とする突出部２Ｐを有する例えば円錐状傾斜面が形成された形状とすることができる。

図３は、薄膜磁気ヘッド素子４を有する光透過性基板２Ｓの一例の要部の光軸方向に沿う概略断面図で、この光透過性基板２Ｓは、その板面方向に関して２分割された第１部材２Ｓ１と第２部材２Ｓ２とが接合され、その接合端面２Ｓ１ａおよび２Ｓ２ａ間に、薄膜磁気ヘッド素子４が配置された構成とすることができる。

この薄膜磁気ヘッド素子４は、例えば第１部材２Ｓ１の接合端面２Ｓ１ａに被着形成された構成とすることができる。この例においては、記録再生磁気ヘッドを構成した場合で、接合端面２Ｓ１ａに記録用薄膜磁気ヘッド素子４Ｒと、再生用薄膜磁気ヘッド素子４Ｐとが積層形成された構造を有する。
これらの薄膜磁気ヘッド素子４は、その前方端すなわち動作端が、光透過性基板２Ｓの、磁気記録媒体５との対向面ＳＦに臨んで形成される。

記録用薄膜磁気ヘッド素子４Ｒは、図３の断面図、図４の概略平面図で示すように、例えば主磁極６と、その例えば後方で磁気的に結合する副磁極６とが積層された構成を有する。
図３および図４に示す構成においては、第１部材２Ｓ１の接合端面２Ｓ１ａに、比較的厚く幅広の副磁極７が、磁性薄膜によって構成される。この上にガラス、ＳｉＯ２、アルミナ等の絶縁層を介して薄膜磁気ヘッドコイル８の一部を構成する下層薄膜磁気ヘッドコイル線素８Ａが形成され、この上に同様の絶縁層を介して副磁極７に比して肉薄幅狭の磁性薄膜による主磁極６が、その後方部において、副磁極７に磁気的に結合して形成され、この上に同様の絶縁層を介して、薄膜磁気ヘッドコイル８の一部を構成する上層薄膜磁気ヘッドコイル線素８Ｂが、下層の薄膜磁気ヘッドコイル８Ａの所要部と電気的に結合された薄膜磁気ヘッドコイル８が構成される。そして、下層および上層の薄膜磁気ヘッドコイル８Ａおよび８Ｂの両端から端子導出配線８Ｔを形成する。
記録用薄膜磁気ヘッド４Ｒの主磁極６は、その先端部が所要の長さすなわちデプス長Ｄに渡って幅細に形成されて、その先端から、集中的に高い磁束密度をもって磁気記録媒体に対して狭小な信号磁界印加を行うことができるようになされる。

そして、記録用薄膜磁気ヘッド素子４Ｒ上に図３で示すように、再生薄膜磁気ヘッド素子４Ｐが形成される。
この再生薄膜磁気ヘッド素子４Ｐは、周知の磁気抵抗効果（ＭＲ；Magneto Resistive）素子による薄膜磁気ヘッド、例えばＡＭＲ（Anisotropic Mgneto Resistive）ヘッド、あるいはスピンバルブ型ヘッド、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）ヘッド、ＴＭＲ（Tunneling Magneto Resistive）ヘッドなどの高感度薄膜再生磁気ヘッドによって構成することができる。
このように、記録用薄膜磁気ヘッド素子４Ｒと再生用薄膜磁気ヘッド４Ｐとを隣接並置した構成とするときは、磁気記録媒体との関係において、両磁気ヘッド素子間のアジマスロスの低減を図ることができる。
なお、最初に再生薄膜磁気ヘッド素子を形成し、その上に記録用薄膜磁気ヘッド素子を形成した構造も同様に形成することができ、記録再生動作を行うことが可能である。

次に、薄膜磁気ヘッド素子４を有する光透過性基板２Ｓの製造方法の一例を説明する。
この場合、図５に概略平面図を示すように、光透過性基板の構成材、すなわち使用波長帯に対して透過率が高く、屈折率が高い光学部材より成り、多数の光透過性基板２Ｓを切り出して形成することができる面積を有する基板２０例えばガラス基板が用意される。

この基板２０上に、所要の間隔を保持して、例えば図３および図４で説明した構成による薄膜磁気ヘッド素子４が、所要の間隔を保持して多数個平行に複数行配列形成する。
また、これら薄膜磁気ヘッド素子４の、幅細先端を挟んでその両側に、後述する研磨量を検知する例えば３角形状パターンの、デプスマーカ２１を、Ａｕ等の金属層によって形成する。
この基板２０を、薄膜磁気ヘッド素子４が平行配列された各行に関して線ａで示す線に沿って切断して、図６に要部の斜視図を示すように、接合端面２Ｓ１ａを構成する接合端面２０Ｓ１ａに、複数の薄膜磁気ヘッド素子４が平行配列された（図６においては、１つの素子４のみを代表的に示している）第１ブロック２０Ｓ１が形成される。

一方、図６に示すように、第１ブロック２０Ｓ１と同一材料より成り、磁気ヘッド素子が形成されていない第２ブロック２０Ｓ２を用意する。
これら第１および第２ブロック２０Ｓ１および２０Ｓ２は、同一厚さおよび長さに形成されることが望ましい。

そして、これら第１および第２ブロック２０Ｓ１および２０Ｓ２の、それぞれの対応する接合端面２０Ｓ１ａおよび２０Ｓ２ａを合致させるようにて光学接着材によって接合し図７に示すように、ブロック接合体２０Ｓを形成する。
その後、このブロック接合体２０Ｓを、接合端面２０Ｓ１ａおよび２０Ｓ１ｂと薄膜磁気ヘッド素子の先端側で隣接する底面２０Ｓｂ側から図６および図７の鎖線ｂで示す位置まで、すなわちデプスマーカ２１が臨む位置まで平面研磨して、磁気ヘッド素子４のデプス長Ｄの設定を行う。

したがって、この場合、予めデプスマーカ２１に対しての記録用薄膜磁気ヘッド素子４と、デプスマーカ２１の位置関係を設定しておく。このようにして、このデプスマーカ２１の先端が露呈観察された位置で、あるいはその形状が例えば３角形とされている場合、その露呈幅の観察によってデプス長Ｄを判断することができる。
このデプス長Ｄは、例えば記録用薄膜磁気ヘッド素子４Ｒにおいては、（３〜５）±１μｍに、再生用薄膜磁気ヘッド素子４Ｐにおいては、０．５±０．１μｍとすることができ、予め各記録用および再生用薄膜磁気ヘッド素子４Ｒおよび４Ｐとデプスマーカ２１との相対的形成位置の設定がなされる。

このようにして前方面に臨んで薄膜磁気ヘッド素子４が形成された接合体２０を、各薄膜磁気ヘッド素子４の組に関して分割することによって光透過性基板２が構成される。そして、このようにして構成された光透過性基板２Ｓを、その薄膜磁気ヘッド素子４の前方端が臨む面とは反対側の背面において、レンズ本体２Ｌと接合させる。
このようにして、レンズ本体２Ｌと光透過性基板２Ｓとが接合合体された半球／超半球レンズ２が構成されるものである。

次に、図８および図９を参照して、更に、薄膜磁気ヘッド素子４を有する光透過性基板２Ｓの製造方法の一例を詳細に説明する。
図８Ａに示すように、光透過性基板２Ｓを構成する。
例えば図３に示した第１部材２Ｓ１、もしくはこの第１部材を構成する第１ブロック２０Ｓ１による第１光学部材Ｂ１に対し、その薄膜磁気ヘッド４の構成部に開口が形成された、フォトリソグラフィによるレジストパターン（図示せず）を形成し、その開口を通じて、深さ数μｍ〜数十μｍの深いドライエッチングを行うことができる反応性イオンエッチングいわゆるDeep RIE（Reactive Ion Etching）法によって、溝３１を形成する。
このDeep RIEは、エッチングガスとしてＳＦ_６およびＣ_４Ｆ_８を用い、主にＳＦ_６によってエッチングを行うとともに、主にＣ_４Ｆ_８によってエッチングで形成される溝の側壁に保護膜を形成することによって、深く垂直なエッチングが可能とされる。

続いて、図８Ｂに示すように、先に形成した溝３１内の、最終的に得る磁気ヘッドにおける前方端側すなわち磁気記録媒体との対向面側に、例えばレジストパターニングとメッキ或いはスパッタリングによって、高透磁率磁性材による副磁極７を形成し、この副磁極７の形成部を除く溝３１内に、副磁極７と等しい高さまで例えばＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等による絶縁層３２を形成する。
その後、図８Ｃに示すように、副磁極７の一部の上面に、レジストパターニングとメッキあるいはスパッタリング等によって副磁極架橋部３３を形成し、この副磁極架橋部３３の形成部を除く副磁極７上および絶縁層３２上に、絶縁層３２を形成する。

続いて、図８Ｄに示すように、レジストパターニングとメッキあるいはスパッタリングによって、例えばＣｕ、Ａｌ、あるいは透明導電膜のＩＴＯ(インジウム・チタン酸化物)のよる薄膜磁気ヘッドコイル８を、副磁極架橋部３３の周囲に形成する。
その後、図９Ａに示すように、薄膜磁気ヘッドコイル８の上面および側面を絶縁層３２の形成によって被覆し、副磁極架橋部３３上に更にその高さを高める副磁極架橋部３３を例えばレジストパターニングとメッキ或いはスパッタリングによって形成する。

続いて、図９Ｂに示すように、副磁極架橋部３３上から、上述の前方側にかけて、レジストパターニングとメッキあるいはスパッタリングによって、主磁極６を形成し、主磁極６と副磁極７とが副磁極架橋部３３によって磁気的に結合され、薄膜磁気ヘッドコイル８が巻回された記録用薄膜磁気ヘッド４Ｒが形成される。
そして、その表面に溝３１上の全面を覆って保護膜としての絶縁膜３２を形成する。
その後、図９Ｃに示すように、表面を平坦化研磨することによって平坦な接合端面２Ｓ１ａを形成する。
そして、図３で説明したように、この第１部材２Ｓ１の平坦な接合端面２Ｓ１ａに対して第２部材２Ｓ２を接合する、と、溝３１の上部に形成された絶縁膜３６とを記録用薄膜磁気ヘッド２０を第１の光学部材３１の溝３１ａ内に形成する。

この構成において、前述したように、再生用薄膜磁気ヘッド４Ｐを併設する場合には、上述した記録用薄膜磁気ヘッド素子４Ｒ上、あるいはその形成前に、同様のプロセスにより、再生用薄膜磁気ヘッド素子例えばＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲ等による再生磁気ヘッド素子を形成する。を形成した後、記録用磁気ヘッドの形成を行えばよい。

このようにして形成された薄膜磁気ヘッド素子が形成された光透過性基板２Ｓは、その背面すなわちレンズ本体２Ｌとの接合面２Ｓｂが平面研磨されて、厚さＴに設定される。
そして、図１０に示すように、平面研磨された接合面２Ｓｂに、例えば直径１ｍｍのレンズ本体２Ｌを光学接着剤によって接合し、目的とする半球／超半球レンズ２、すなわちソリッドイマージョンレンズＳＩＬもしくは超ＳＩＬを得る。
この場合、レンズ本体１Ｌはその底面が平面研磨されて光透過性基板２Ｓが接合された状態で、目的とする高さＲもしくはＲ（１＋１／ｎ）となるように、レンズ本体２Ｌの厚さを、予め光透過性基板２Ｓの厚さＴをそのＲもしくはＲ（１＋１／ｎ）から減じた厚さ(高さ)に形成する。この場合、例えば繰り返し平坦研磨と光軸方向の高さの測定がなされて、所定の高さ（厚さ）に対し±１μｍ程度の精度をもって形成される。

この半球／超半球レンズ２の球面の形成は、光透過性光学部材から、いわゆる真球機械研磨によって球面体を形成し、この球面体の一部が平面研磨することによって光透過性基板２Ｓとの接合面２Ｌｂの平坦面を形成することができる。

レンズ本体２Ｌと、光透過性基板２Ｓとの接合は、屈折率がレンズ本体２Ｌおよび光透過性基板２Ｓの屈折率と同等、すなわちでできるだけ近似する屈折率を有する高屈折率の光学接着剤によって接合することもできるが、例えば接合面を加熱加圧して接合するいわゆるオプティカルコンタクト法によることもできる。
この接合におけるレンズ本体２Ｌの光軸と光透過性基板２Ｓとの位置合わせ、すなわち薄膜磁気ヘッド４との位置合わせは、レンズ本体２Ｌ上からこのレンズ本体２Ｌによって形成される光スポットと薄膜磁気ヘッド４との位置関係を観察しながら行うことができることから、正確に所定の位置関係に設定することができるものである。

また、レンズ本体２Ｌの他の作製方法としては、まず、図１１Ａに示すように、両面が平坦面とされた光透過性光学部材による基板４０が用意され、その一方の面を、光透過性基板２Ｓとの接合面２Ｌｂとして、光透過性基板２Ｓの接合面２Ｓｂに接合する。
この接合は、上述した光学接着剤による接合、あるいは加熱加圧によるオプティカルコンタクト法によることができる。
そして、基板４０上に、フォトレジストマスク４１を形成する。このフォトレジストマスク４１の表面形状は、最終的に形成するレンズ本体２Ｌの球面形状に対応する形状とされる。
このようなフォトレジストマスク４１は、フォトリソグラフィ技術によって形成することができる。
すなわち、この場合、基板４０上にフォトレジスト層を塗布し、これに対する露光を、その露光量が中心から外周に向かって同心的に光透過量を変化させた所要の諧調を有する露光マスク、いわゆるグレースケールマスクを介して行う。

そして、この諧調露光がなされたフォトレジスト層を現像することによって、除去量が中心から外周に向かって増加する現像を行うことによって形成することができる。
あるいは、例えば円形パターンに、フォトレジスト層と塗布し、これを加熱することによって所要の流動性が生じるようにして、表面張力によって所要の球面が形成されるリフロー方法によって形成することができる。この場合、フォトレジストに対する加熱温度等の制御によって、所望の曲率半径を有するすなわち高さＲを有する構成とすることができるものである。
そして、球面状のフォトレジストマスクの周囲に、所要の幅を有するリング状のフォトレジストマスク４２を形成する。

このようにフォトレジストマスク４１および４２の上方からＲＩＥによるドライエッチングを行う。このようにすると、フォトレジストマスク４１および４２が削られるが、その厚さに応じて基板４０のエッチング量が変化することから、フォトレジストマスク４１および４２の厚さ、基板４０の厚さ、エッチング速度の選定によって、球面状のフォトレジストマスク４１下に基板４０の一部が残された球面状のレンズ本体２Ｌが形成される。

このフォトレジストマスク４１の形成に当たり、両面アライナー装置と称する露光装置を用いることによって、薄膜磁気ヘッド素子４の主磁極とフォトレジストマスク４１の光軸中心を正確に位置決めすることができる。
すなわち、両面アライナーにおいては、光透過性光学部材による基板４０および光透過性基板２Ｓの下面（ヘッド素子面）および上面の両面を同時に顕微鏡で観察する。光透過性基板２Ｓの下面（ヘッド素子面）において、磁気ヘッド素子４の主磁極６の中心軸、あるいはそれを基準に設けられた位置決め用マーカーを観察し、主磁極６の中心軸の位置を決める。同時に基板４０の上面を観察するときに、先に観察した主磁極６の中心軸の位置が、基板４０の上面で対応する点でわかるので、これを基準にして、フォトレジストマスク４１の位置決めを行うことにより、±１μｍ程度の精度で、フォトレジストマスク４１の中心位置と磁気ヘッド素子４の主磁極６の中心軸との位置合わせができる。

このようにして、薄膜磁気ヘッド素子４が形成された光透過性基板２Ｓ上にレンズ本体２Ｌが形成された半球／超半球レンズ２が構成される。
そして、この場合、レンズ本体２Ｌの周囲には、フォトレジストマスク４２の存在によって、リング状に基板４０が残されて形成された周壁４３が形成される。そして、この場合、レンズ本体２Ｌの形成と、周壁４３の形成が同時になされることから、両者の軸心は、良好に一致する。

一方、図１２に示すようにレンズ本体２Ｌの形成と同様の方法によって、周壁４３を有する対物レンズ１を形成する。この対物レンズ１のレンズ面は、収差補正を目的として非球面（高次係数補正）形状とすることができる。非球面レンズ面の形成には、特にグレースケールによる露光、およびＤｅｅｐ ＲＩＥエッチングが有効である。
そして、この対物レンズ１と、半球／超半球レンズ２とを、両周壁４３を接合することによって一体化して、２群集光レンズ３を構成することができる。このとき周壁４３の高さを適切に設定することにより、対物レンズ１の動作距離(Working distance)を所定の大きさに設定することができる。
この場合、両周壁４３がレンズの支持体として、また、両レンズ１および２間のスペーサとすることができる。そして、両レンズ１および２の光軸は、両周壁４３の軸心を一致させることによって高精度に軸合わせを行うことができる。

図１３は、本発明による光アシスト型磁気記録ヘッドを有する磁気記録装置の一例の概略構成図である。
この磁気記録装置は、例えば波長４００ｎｍ半導体レーザを有してなる光源部６０と、上述した本発明による光アシスト型磁気記録ヘッド１０と、磁気記録媒体５磁気ディスクが配置されて回転駆動される磁気記録媒体の配置部６１と、光アシスト型磁気ヘッド１０の磁気ヘッド素子の磁気ヘッドコイルに記録信号を供給する記録信号回路６２と、光源部６０からのレーザ光を光アシスト型磁気記録ヘッド装置１に導入すると共に、磁気記録媒体５からの反射光（戻り光）を検出する例えばフォトダイオードを有する光検出手段６３へと導入する光学系６４とを有する。
光学系６４は、例えばコリメートレンズ６４Ｃとビームスプリッタ６４ＢＳ等を有して成る。
また、光検出手段６３によって検出された検出出力を演算し、光アシスト型磁気ヘッド１０に対する所望のサーボ信号例えばフォーカシング、トラッキング等の各サーボ信号を得て、これら制御を行う位置決め制御装置６５を有する。
また光アシスト型磁気ヘッド１０が、記録磁気ヘッド以外に、再生用薄膜磁気ヘッドを搭載している場合には、ヘッド素子１０は再生信号回路６６に接続され、磁気信号再生動作を行う。

磁気記録媒体配置部６１は、例えばディスク状の磁気記録媒体が載置された状態で、スピンドルモータ７０によって回転駆動するようになされている。
位置決め制御装置６５は、例えば図１４ＡおよびＢの斜視図で示す２軸アクチュエータ８１によって構成することができる。図１４Ａは、磁気記録媒体５との関係と共に示した斜視図で、図１４Ｂは、要部の２軸アクチュエータ機構８１を示した斜視図である。

この２軸アクチュエータは、２軸アクチュエータ機構８１が粗動アクチュエータ機構８２を具備し、この粗動アクチュエータ機構８２によって磁気記録媒体５例えば磁気ディスクのラジアル方向に粗動調整がなされる。
２軸アクチュエータ機構８１は、２群集光レンズ系３が搭載され、図１２Ｂに示すように、上述の２軸アクチュエータ機構８１が、支持ばね８１ａによって、例えば支持体８９内に２群集光レンズ系３が支持され、第１および第２のボイスコイルモータ８１ｂおよび８１ｃによって、前述したトラッキングサーボ信号によって磁気記録媒体５の媒体面に水平な方向すなわちトラッキング方向（矢印ｘで図示）に移動調整し得るようになされ、フォーカスサーボ信号と更にギャップサーボ信号によって光軸方向すなわち媒体面に垂直な方向すなわちフォーカス方向（矢印ｙで図示）とに対する駆動がなされる構成とする。

図１５は、上述した位置決め制御装置６５が、浮上スライダ型構成によるとし場合の、一部を断面とする側面図であり、この構成によって、光アシスト型磁気ヘッド素子１０と、磁気記録媒体５とのギャップの選定がなされる。
この浮上型構成においては、サスペンション９３の遊端に支持されたスライダ９４に、光アシスト型磁気ヘッド素子１０が搭載され、磁気ヘッド４と対向する磁気記録媒体の移動もしくは回転によって浮上するスライダ９４の浮上量によって光アシスト型磁気ヘッド装置１０と磁気記録媒体５とのギャップが規定される。
スライダー本体は、半球／超半球レンズ、および対物レンズを形成したものと同一の部材から構成され、上述のフォトリソグラフィおよび真空エッチングによる形成方法により、2群集光レンズ系が、浮上スライダーの一部に作りこまれた構造をなしている。一般に記録密度の向上に伴い、スライダー浮上量は低減する必要があり、数１００
この浮上型スライダ型制御装置は、図示しないが、例えばロータリーアクチュエータによって、トラッキング制御がなされる。

この構成において、スピンドルモータ７０によって、磁気記録媒体５が回転され、光源部６０からの所要の波長、この例では４００ｎｍのレーザ光が光学軽６４によって光アシスト型磁気ヘッド１０の光軸に沿って導入され、この光アシスト型磁気ヘッド１０による近接場光が、磁気記録媒体５上に照射される。
光アシスト型磁気ヘッド１０は、対物レンズ１と半球／超半球レンズ２すなわちＳＩＬによる２群集光レンズ系３により、その開口数（Ｎ．Ａ．）は、１．０以上とすることができ、近接場光による磁気記録媒体５上のスポットは微小となる。
因みに、通常の対物レンズのみによる集光スポット径は、光の回折限界によって、光の波長をλとし、対物レンズの開口率をＮＡ_ｏｂｊとするとλ／ＮＡ_ｏｂｊ程度となるが、上述の半球／超半球レンズ２によるいわゆるＳＩＬ系もしくはＳｕｐｅｒ−ＳＩＬ系によれば、半球および超半球の光学レンズの焦点面すなわち底面で、それぞれ光学レンズの屈折率をｎとすると、スポット径を１／ｎおよび１／ｎ^２にまで縮小低減できる。
更に、磁気記録媒体５とのギャップをλ／１０以下とした場合には、近接場光による結像作用によって、半球／超半球レンズ２の底面におけるのと同様に、磁気記録媒体５上に直径１／ｎおよび１／ｎ^２の光スポットを形成できる。

そして、このスポットが、回転する磁気記録媒体５上に照射されると同時に、薄膜磁気ヘッド素子４の磁気ヘッドコイル８（図１３においては図示せず）に情報記録信号を供することによって、薄膜磁気ヘッド素子４の先端、すなわち図３で示す記録用薄膜磁気ヘッド素子４Ｐの主磁極６の先端から記録信号磁界が、磁気記録媒体５に印加されて信号の記録がなされる。
このとき、磁気記録媒体５に軟磁性層５Ｂを有し、薄膜磁気ヘッド素子４に副磁極７が設けられるときは、より良好に磁気記録媒体５の磁性層５Ｃに対し垂直に信号磁界が印加され、良好な磁気記録がなされる。
そして、この記録部に２群集光レンズ系３により近接場光による微小スポットが照射される。
この近接場光は、照射光が例えば４００ｎｍ程度の短波長、２群集光レンズ系３の開口数が１．０以上となされることから、そのスポットは、極小となり、かつ光アシスト型磁気ヘッドにおいて、光軸と薄膜磁気ヘッド素子４との位置関係が正確に設定されていることによって、記録磁区、すなわち記録ビットは、微細に、高解像度をもって高密度記録することができる。

上述の本発明による光アシスト型磁気ヘッド１０によれば、それぞれ所要の曲率を有する対物レンズ１と、半球／超半球レンズ２とのを軸合わせ、また、半球／超半球レンズ２におけるレンズ本体２Ｌと、薄膜磁気ヘッド素子４との位置関係を正確に設定することができることから、磁気記録媒体５における光スポットと、信号磁界の印加位置を良好な位置関係に正確に設定できるものである。
また、レンズ本体Ｌの真球度は、例えば使用波長λに対し、＜３０λ／１０００ｎｍ（波長４００ｎｍとして、１２ｎｍ）と極めて高い精度が要求されるものであるが、上述した本発明製造方法によれば、直径が１ｍｍ以下例えば直径数１０〜数１００μｍという極めて小径レンズに対しても高い真球度の両立が図られるものである。

尚、上述した光アシスト型磁気ヘッド装置、その製造方法、磁気記録装置は、図示の例に限定されるものではなく、本発明構成であって種々の形態を採り得るものであることはいうまでもない。

本発明による光アシスト型磁気ヘッドの一例の構成を示す概略断面図である。 ＡおよびＢは、それぞれ本発明による光アシスト型磁気ヘッド装置の半球もしくは超半球レンズの例を示す概略断面図である。 薄膜磁気ヘッド素子を有する光透過性基板の一例の要部の断面図である。 薄膜磁気ヘッド素子の一例の概略平面図である。 薄膜磁気ヘッド素子を有する光透過性基板の製造方法の一例の一工程の概略平面図である。 薄膜磁気ヘッド素子を有する光透過性基板の製造方法の一例の一工程の概略斜視図である。 薄膜磁気ヘッド素子を有する光透過性基板の製造方法の一例の一工程の概略斜視図である。 Ａ〜Ｄは、薄膜磁気ヘッド素子の製造方法の一例の製造方法の工程図（その１）である。 Ａ〜Ｃは、薄膜磁気ヘッド素子の製造方法の一例の製造方法の工程図（その２）である。 本発明による光アシスト型磁気ヘッドにおける半球／超半球レンズの製造方法の一例の説明に供する側面図である。 ＡおよびＢは、本発明による光アシスト型磁気ヘッドにおける半球／超半球レンズの製造方法の一例の工程図である。 本発明による光アシスト型磁気ヘッドにおける２群集光レンズ系の一例の断面図である。 本発明による光アシスト型磁気記録ヘッドを有する磁気記録装置の概略構成図である。 ＡおよびＢは、それぞれ、本発明による磁気記録装置の光アシスト型磁気記録ヘッドを２軸アクチュエータに搭載した実施例の概略斜視図、およびその要部の概略斜視図である。 本発明による光アシスト型磁気記録ヘッドを浮上スライダーに搭載した実施例の一部を断面とする概略側面図である。

符号の説明

１……対物レンズ、２……半球レンズもしくは超半球レンズ（半球／超半球レンズ）、２Ｌ……レンズ本体、２Ｓ……光透過性基板、２Ｓ１……第１部材、２Ｓ２……第２部材、２Ｓ１ａ，２Ｓ１ｂ……接合面、２Ｓｂ……レンズ本体との接合面、２Ｌｂ……光透過性基板との接合面、３……２群レンズ、４……薄膜磁気ヘッド素子、４Ｒ……記録用薄膜磁気ヘッド素子、４Ｐ……再生用薄膜磁気ヘッド素子、５……磁気記録媒体、５Ａ……基体、５Ｂ……軟磁性層、５Ｃ……記録層、６……主磁極、７……副磁極、８……薄膜磁気ヘッドコイル、８Ａ……下層薄膜磁気ヘッドコイル線素、８Ｂ……上層薄膜磁気ヘッドコイル線素、１０……光アシスト磁気ヘッド、２０……基板、２０Ｓ１……第１ブロック、２０Ｓ２……第２ブロック、２０Ｓ……接合体、２０Ｓ１ａ，２０Ｓ１ｂ……接合端面、２０Ｓｂ……底面、２１……デプスマーカ、３１……溝、３２……絶縁層、３３……副磁極架橋部、４０……光透過性光学部材による基板、４０ｂ……接合面、４１……フォトレジストマスク、４２……リング状のフォトレジストマスク、４３……周壁、６０……光源部、６１……磁気記録媒体配置部

Claims (13)

1. 対物レンズと、半球レンズもしくは超半球レンズとを有する２群集光レンズ系と、薄膜磁気ヘッド素子とを有し、
   前記半球レンズもしくは超半球レンズが、球面側レンズ部を構成するレンズ本体と、磁気記録媒体との対向面側に配置される光透過性基板との接合体によって構成され、
   前記光透過性基板は、前記レンズ本体の屈折率ｎと同等の屈折率を有する光透過性材より成り、
   前記光透過性基板に、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成され、
   半球レンズもしくは超半球レンズのレンズ球面の半径をＲとしたとき、前記半球レンズ本体もしくは超半球レンズ本体と前記光透過性基板との前記接合体の厚さが、前記半球レンズもしくは超半球レンズの厚さとして求められる前記ＲもしくはＲ｛１＋（１／ｎ）｝に選定されて成ることを特徴とする光アシスト型磁気ヘッド。
2. 前記光透過性基板に形成された薄膜磁気ヘッド素子が、記録用薄膜磁気ヘッド素子、あるいは、記録用および再生用薄膜磁気ヘッド素子であることを特徴とする請求項１に記載の光アシスト型磁気ヘッド。
3. 前記再生用薄膜磁気ヘッド素子が、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド素子であることを特徴とする請求項２に記載の光アシスト型磁気ヘッド。
4. 前記半球レンズ本体もしくは超半球レンズ本体は、光透過性光学部材の真球機械研磨による球面体の一部が平面研磨されて成り、
   該平面研磨された該平坦面に前記光透過性基板が接合されてなることを特徴とする請求項１に記載の光アシスト型磁気ヘッド。
5. 前記半球レンズ本体もしくは超半球レンズ本体は、光透過性光学基板に対するフォトリソグラフィ法並びにドライエッチング加工による球面と、平坦面とを有し、
   該平坦面に前記光透過性基板が接合されてなることを特徴とする請求項１に記載の光アシスト型磁気ヘッド。
6. 前記２群集光レンズ系は、実効開口率が１．０以上であり、近接場光を得る集光レンズ系であることを特徴とする請求項１に記載の光アシスト型磁気ヘッド。
7. 対物レンズと、半球レンズもしくは超半球レンズとを有する２群集光レンズ系と、薄膜磁気ヘッド素子とを有して成る光アシスト型磁気ヘッドの製造方法であって、
   前記半球レンズもしくは超半球レンズの球面側レンズ部を構成するレンズ本体の作製工程と、
   該レンズ本体の磁気記録媒体との対向面側に、薄膜磁気ヘッドが配置された光透過性基板とを配置された光透過性基板を接合する接合工程とを有し、
   前記光透過性基板は、前記レンズ本体の屈折率ｎと同等の屈折率を有する光透過性材より成り、
   半球レンズもしくは超半球レンズのレンズ球面の半径をＲとしたとき、前記半球レンズ本体もしくは超半球レンズ本体と前記光透過性基板との接合体の厚さが、前記半球レンズもしくは超半球レンズとして求められる前記ＲもしくはＲ｛１＋（１／ｎ）｝に選定することを特徴とする光アシスト型磁気ヘッドの製造方法。
8. 前記レンズ本体の作製工程が、光透過性光学部材を真球機械研磨による球面体とする工程と、
   該球面体の一部を平面研磨して平坦面とする工程とを有し、
   該平坦面に前記光透過性基板を接合することを特徴とする請求項７に記載の光アシスト型磁気ヘッドの製造方法。
9. 前記レンズ本体の作製工程が、光透過性光学基板上にフォトリソグラフィによって、目的とするレンズ本体の球面に対応する球面の表面形状を有するフォトレジストマスクを形成する工程と、
   該フォトレジストマスク上から前記光透過性光学基板をドライエッチングして、前記フォトレジストマスクの表面形状に倣った球面を形成するエッチング工程とを有し、
   前記光透過性光学基板の前記球面を有する側とは反対側の平坦面に前記光透過性基板を接合することを特徴とする請求項７に記載の光アシスト型磁気ヘッドの製造方法。
10. 使用波長帯の光を透過する第１の光学部材の端面に溝を形成する工程と、
    該溝内に記録用薄膜磁気ヘッド素子を形成する工程と、
    該記録用薄膜磁気ヘッド素子上を、保護膜を構成する絶縁層によって覆う工程と、
    該保護膜を構成する絶縁層を研磨する工程と、
    前記第１の光学部材上に、前記溝内の前記記録用薄膜磁気ヘッドを挟み込んで、前記波長帯の光を透過する第２の光学部材を接合して接合体を形成する工程と
    により前記記録用薄膜磁気ヘッド素子が配置された前記光透過性基板を得ることを特徴とする請求項７に記載の光アシスト型磁気記録ヘッドの製造方法。
11. 前記光透過性基板を構成する光学部材より成る基板上に、所要の間隔を保持して、薄膜磁気ヘッド素子を、所要の間隔を保持して複数個配列形成する工程と、
    前記基板から、薄膜磁気ヘッド素子が平行配列された第１ブロックを切り出す工程と、
    該第１ブロックの上記薄膜磁気ヘッド素子が配列形成された面に、該第１ブロック１と同一材料より成る第２ブロックを接合する工程と、
    該接合体を、前記薄膜磁気ヘッド素子の前方側から平面研磨して所要のデプス長に設定する工程と、
    前記接合体を前記薄膜磁気ヘッド素子ごとに分割する工程と
    により前記記録用薄膜磁気ヘッド素子が配置された前記光透過性基板を得ることを特徴とする請求項７に記載の光アシスト型磁気記録ヘッドの製造方法。
12. 光源部と、
    磁気記録媒体配置部と、
    光アシスト型磁気ヘッドと、
    記録信号電源部と、
    前記光源部からの光を前記光アシスト型磁気ヘッドに導く光路を形成する光学系とを有し、
    前記光アシスト型磁気ヘッドは、対物レンズと、半球レンズもしくは超半球レンズとを有する２群集光レンズ系と、薄膜磁気ヘッド素子とを有し、
    前記半球レンズもしくは超半球レンズが、球面側レンズ部を構成するレンズ本体と、磁気記録媒体との対向面側に配置される光透過性基板との接合体によって構成され、
    前記光透過性基板は、前記レンズ本体の屈折率ｎと同等の屈折率を有する光透過性材より成り、
    前記光透過性基板に、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成され、
    半球レンズもしくは超半球レンズのレンズ球面の半径をＲとしたとき、前記半球レンズ本体もしくは超半球レンズ本体と前記光透過性基板との前記接合体における厚さが、前記半球レンズもしくは超半球レンズの厚さとして求められる前記ＲもしくはＲ｛１＋（１／ｎ）｝に選定されて成ることを特徴とする磁気記録装置。
13. 前記光透過性基板に形成された薄膜磁気ヘッド素子が、記録用薄膜磁気ヘッド素子、あるいは、記録用および再生用薄膜磁気ヘッド素子であることを特徴とする請求項７に記載の磁気記録装置。
    

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