JP4507840B2 - 光アシスト型磁気記録ヘッド、磁気記録装置、及び光アシスト型磁気記録ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
磁気記録において、垂直磁化記録は、面内記録に比して高記録密度化が図られるが、いずれの記録態様においても、高記録密度化、低ノイズ化を図るには、磁気記録媒体における記録磁性層の保磁力を高める必要がある。
この境界のゆらぎは、磁区に存在する磁性粒子、すなわち磁性層を構成する磁性粒子のサイズを小さくすることによって抑制できるが、このように磁性粒子のサイズを小さくすると、熱的安定性が低下して、熱による磁化方向の変化が生じやすくなる。したがって、この熱的安定性を確保するためには保磁力を更に高めることが必要になる。
これに伴って、磁気記録がなされる磁気ヘッドにおいては、強力な記録磁界を発生することができ、しかも、高記録密度化を図る上で、記録磁界を狭小領域で発生させる磁気ヘッドが必要となる。
しかし、このような磁気ヘッドを、より小型構造で得ることに限界がある。
このような不都合を回避するには、磁気記録媒体の裏面からレーザ光を入射する対向型配置とすることが考えられるが、この場合は、記録膜上の磁界のスポット位置と、レンズの焦点を一致させることの新たな制御機構ないしは制御方法を必要とする。
しかしながら、このニアフィールド型レンズは、磁気記録媒体に極めて近接して配置されるものであることから、記録磁気ヘッドの配置に問題が生じる。
またさらに、上述の光アシスト型磁気記録ヘッドにおいて、前記記録用薄膜磁気ヘッドは、記録磁界を発生する薄膜磁極による主磁極と、記録補助用の薄膜磁極による副磁極と、磁界発生用薄膜コイルとによる垂直磁気記録用の磁気記録ヘッドであることを特徴とする。
また、本発明は、上述の光アシスト型磁気記録ヘッドにおいて、前記主磁極は、前記底面の前記突出部から、前記半球あるいは超半球レンズの内部に、前記半球あるいは超半球レンズの光軸に近接平行して配置されて成ることを特徴とする。
また、本発明は、上述の光アシスト型磁気記録ヘッドにおいて、前記主磁極は、前記半球あるいは超半球レンズの底面側で断面小とされたことを特徴とする。
また、本発明は、上述の光アシスト型磁気記録ヘッドにおいて、前記主磁極が、前記集光レンズ系の光軸に近接平行して配置され、近接光の開口構造が、前記集光レンズ系の光軸上に形成されたことを特徴とする。
また、本発明は、上述の光アシスト型磁気記録ヘッドにおいて、前記記録用薄膜磁気ヘッドが、先端部間に磁気ギャップが形成された第1及び第2の薄膜磁極と、磁界発生用薄膜コイルとを有するリング型インダクティブ磁気ヘッドによることを特徴とする。
また、本発明は、上述の光アシスト型磁気記録ヘッドにおいて、前記磁気ギャップの中心が、前記集光レンズ系の光軸に近接する位置に選定され、近接光の開口構造が、前記集光レンズ系の光軸上に形成されたことを特徴とする。
また、本発明は、上述の光アシスト型磁気記録ヘッドにおいて、前記記録用薄膜磁気ヘッドは、記録磁界を発生する薄膜磁極による主磁極と、記録補助用の薄膜磁極による副磁極と、磁界発生用薄膜コイルとを有し、該コイルの端末部が前記半球あるいは超半球レンズの外面に形成された電極に延長され、該電極を介して外部配線に接続され成ることを特徴とする。
また、本発明は、上述の光アシスト型磁気記録ヘッドにおいて、前記記録用薄膜磁気ヘッドが磁界発生用薄膜コイルを有し、該コイルが透明導電材料によって形成されて成ることを特徴とする。
また、本発明は、上述の光アシスト型磁気記録ヘッドにおいて、半球あるいは超半球レンズの内部に、前記記録用薄膜磁気ヘッドと共に、磁気抵抗効果型薄膜再生磁気ヘッドが配置されて成ることを特徴とする。
また、本発明は、上記磁気記録装置において、前記磁気記録媒体に照射された前記レーザ光の反射光の検出手段を具備し、該検出手段による検出出力によって、前記ギャップ調整手段のギャップサーボ信号を得ることを特徴とする。
また、本発明は、上記磁気記録装置において、前記光アシスト磁気ヘッドが2軸アクチュエータに搭載され、該2軸アクチュエータによって前記光アシスト磁気ヘッドの光軸方向及びこれと直交する方向の2軸調整がなさることを特徴とする。
また、本発明は、上記磁気記録装置において、前記反射光の検出手段による検出出力から上記光アシスト磁気ヘッドの上記光学系による上記磁気記録媒体に対するフォーカシングサーボ信号を得ることを特徴とする。
また、本発明は、上記磁気記録装置において、前記反射光の検出手段による検出出力から上記光アシスト磁気ヘッドの上記記録用薄膜磁気ヘッドによる上記磁気記録媒体に対する磁界印加のトラッキングサーボ信号を得ることを特徴とする。
また、本発明は、上記磁気記録装置において、記録トラックの長手方向と交叉する方向に関してランド・アンド・グルーブの凹凸が形成された磁気記録媒体が用いられ、該磁気記録媒体に対する上記レーザ光の反射光の上記検出手段による検出出力から上記光アシスト磁気ヘッドの上記記録用薄膜磁気ヘッドによる上記磁気記録媒体に対する磁界印加のトラッキングサーボ信号を得ることを特徴とする。
また、本発明は、上記磁気記録装置において、前記磁気記録媒体が、記録層の下に軟磁性層を有することを特徴とする。
また、本発明は、上記光アシスト型磁気記録ヘッドの製造方法において、前記半球状または超半球状の光学レンズの形成工程後に、該半球状または超半球状の光学レンズの外面に電極を形成する工程を有し、前記磁界発生用薄膜コイルの形成工程において、該半球状または超半球状の光学レンズ内の前記磁界発生用薄膜コイルの端末部を、前記第1の光学部材の前記第2の光学部材との接合面に延長形成して、前記半球状または超半球状の光学レンズの外面の電極に接続されるようにしたことを特徴とする。
そして、レンズ内部に記録用磁気ヘッドを配置したことによって、レンズを充分磁気記録媒体に近接することができるものである。
そして更に、記録磁界の印加位置を光アシストのスポットとを理想的位置関係の、すなわち両者をほぼ一致もしくは近接させることができるものである。
また、本発明による磁気記録装置は、上述した本発明による光アシスト型磁気ヘッドを用いたことにより、上述したと同様の効果が得られる。そして、ギャップ調整手段を設けたことによって、磁気記録媒体に対する光アシスト型磁気ヘッドのギャップを所要に設定できることから、安定した記録動作を行うことができる。
そして、光アシスト構成によってレーザ光を用いるので、このレーザ光の磁気記録媒体から反射光(戻り光)によってギャップサーボ、フォーカシングサーボ、トラッキングサーボ信号を得ることができ、磁気ヘッドの媒体に対する位置関係を特段の手段を設けることなく行うことができるものである。
図1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概略構成図である。
記録用薄膜磁気ヘッド20は、垂直磁気記録用の磁気ヘッド構成とすることができ、この場合の例を図2に模式的に示す。この垂直記録型記録ヘッド20は、それぞれ薄膜磁極による記録磁界発生用の磁極22と、その記録補助用の副磁極23と、磁界発生用の薄膜コイル24とを有して成る。
この薄膜コイル24には、信号電源5が接続されて、記録信号電流が導入される。
磁気記録媒体11例えばハードディスクは、例えばガラスによる基板11a、記録層11cと、例えば垂直記録において記録層11cの基板11a側に透磁率の高い軟磁性層11bを有する構成とし得る。
更に、これらの構成による光学レンズの底面を記録媒体に対向させ、記録媒体との間隙を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、光学レンズ2の底面におけるのと同様に、磁気記録媒体11上に直径1/n及び1/n2の光スポットを形成できる。
この反射光検出手段8は、例えば通常の光ディスクの光ピックアップにおける光検出手段と同様に、複数の分割フォトダイオードにより、反射光のファーフィールド成分を検出する。これらの出力を用いて、それぞれ所要の演算がなされて、フォーカシングサーボ信号、トラッキングサーボ信号等が得られる。さらに、この本発明構成においては、磁気記録媒体表面からの反射光のうち、ニアフィールド成分の反射光量が、集光レンズ系4と磁気記録媒体11との間隔、すなわちギャップ量に比例して変化する。そこで、このニアフィールド成分の反射光量によりギャップサーボ信号を得ることができるものである。
これら、フォーカシング、トラッキング及びギャップ制御は、後述するように、集光レンズ系4を、2軸アクチュエータに搭載し、この2軸アクチュエータによって行うことが
できる。
この場合、半球/超半球レンズ2内にそれぞれ薄膜コイルによる記録磁界発生用の主磁極22と、その補助用の副磁極23とが積層され、副磁極23の、主磁極と磁気的に結合するL字状屈曲部に薄膜コイル24が巻回されるパターンとすることができる。そして、主磁極22は、図4Aに示すように、半球/超半球レンズ2の、入射光L2及び集束光L3
の光軸Oに、もしくは光軸Oに近接平行して形成される。
副磁極23による集束光L3の遮蔽を光学シミュレーションで解析したところ、半球/超半球レンズ2の底面における収差の増大とスポットにおける光量減少はみられたものの、スポット径には殆ど変化がみられなかった。そして、このスポット光量は入射レーザ光L1の入射パワーを増大させることによって補うことができることから、磁気記録媒体11の所定部に対して所望の光照射が可能となる。
この例では、ハードディスク用の磁気記録ヘッドで広く用いられている面内磁気記録を行うリング型構成によるインダクティブ型磁気記録ヘッド20を構成する光アシスト磁気ヘッドを構成するものである。
磁気ギャップは、その中心が光軸Oに近接する位置に選定される。なお、このリングインダクティブ型の記録用薄膜磁気ヘッド20による場合にも、後述するような、半球/超半球レンズ2の底面に開口構造が設けられた構成とすることができる。
しかしながら、或る場合は、垂直成分を用いて垂直磁気記録を行うことも可能である。
この本発明による光アシスト型磁気記録ヘッド1を構成する記録用薄膜磁気ヘッド20は、半球/超半球レンズ2の底面の、集束光L3による光スポット形成位置に、開口26Wが形成された例えば金属薄板による開口構造26を有する。
記録用薄膜磁気ヘッド20は、磁界発生用薄膜コイル24の巻回部24cが、半球あるいは超半球レンズ2内部の、入射光が光軸の周りに形成する円錐状の領域内に形成され、磁界発生用薄膜コイル24の端部24tが、半球あるいは超半球レンズ2の外面まで延長形成され、この外面に形成された電極63介して、外部配線によって信号電源5に接続されている。
本発明による光アシスト型磁気記録ヘッド1は、半球/超半球レンズ2中に、記録用薄膜磁気ヘッド20とは別に磁気再生ヘッド28が形成された構成とすることもできる。
このように半球/超半球レンズ2内に薄膜再生磁気ヘッド28が併設された構成により、光アシスト磁気記録用の記録用薄膜磁気ヘッド20と、再生磁気ヘッド28との間のアジマスロスの低減が図られ、磁気記録媒体11の記録密度の増大化が可能とされる。
図9Aと図9Bは、2軸アクチュエータを、磁気記録媒体11との関係と共に示した斜視図で、2軸アクチュエータの、2軸アクチュエータ機構を示した斜視図である。
2軸アクチュエータ機構41は、集光レンズ系4が搭載され、図9Bに示すように、上述の2軸アクチュエータ機構41が、支持ばね41aによって、例えば支持体29内に集光レンズ系4が支持され、第1及び第2のボイスコイルモータ41b及び41c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11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11A〜図11D、図12A〜図12Cは、それぞれ、本発明による光アシスト型磁気記録ヘッドの製造方法の一例の説明に供する工程図である。
ここで、Deep-RIE法とは、通常のRIE法に比べてエッチング対象を深く垂直にエッチングする方法である。エッチングガスとしてSF6及びC4F8を用い、主にSF6によってエッチングを行うとともに、主にC4F8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。
その後、図11Cに示すように、副磁極23の一部の上面に、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副磁極架橋部23bを形成し、この副磁極架橋部23aの形成部を除く副磁極23上及び絶縁膜32上に、層間絶縁膜33を形成する。
その後、図12Aに示すように、コイル24の上面及び側面を層間絶縁膜33の形成によって被覆し、副磁極架橋部23cを、副磁極架橋部23bの上に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。
における底部側すなわち端面側にかけて、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、例えば第1の薄膜磁極すなわち主磁極22を形成し、主磁極22から層間絶縁膜35に渡って、その上面を覆う保護膜として絶縁膜36を形成する。
その後、図12Cに示すように、第1の光学部材31と、溝31aの上部に形成された絶縁膜36とを平坦化研磨することによって、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。
ここでは記録用薄膜磁気ヘッドとして、垂直記録用磁気ヘッドにおける形成プロセスを示したが、リング型インダクティブヘッドも同様のプロセスで形成可能である。また再生用薄膜磁気ヘッドを併設する場合には、上記と同様のプロセスにより、再生用磁気ヘッドを形成した後、記録用磁気ヘッドの形成を行えばよい。このプロセスにより、記録ヘッドの方をレンズ光軸側に設置することができる。
例えば、本発明による磁気記録ヘッドにおいては、副磁極でなく、主磁極を内芯としてコイルが巻回形成された構成とすることもできるし、主磁極及び副磁極のそれぞれ一方に巻回するコイルが例えば複数形成された構成とすることもできる。
Claims (20)
- 対物レンズ、及び半球あるいは超半球レンズから構成され、実効開口数が1.0以上であり、近接光を発生するための集光レンズ系を有し、前記半球あるいは超半球レンズの内部に記録用薄膜磁気ヘッドが埋め込まれた構造を有し、前記記録用薄膜磁気ヘッドは、記録磁界を発生する薄膜磁極による主磁極と、記録補助用の薄膜磁極による副磁極と、磁界発生用薄膜コイルとによる垂直磁気記録用の磁気記録ヘッドである光アシスト型磁気記録ヘッド。
- 前記半球あるいは超半球レンズは、その底面が中心部に突出部を有する平面もしくは円錐面とされてい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記録ヘッド。
- 前記主磁極は、前記半球あるいは超半球レンズの底面から、前記半球あるいは超半球レンズの内部に、前記半球あるいは超半球レンズの光軸に近接平行して配置されて成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記録ヘッド。
- 前記主磁極は、前記半球あるいは超半球レンズの底面の前記突出部で断面小とされたことを特徴とする請求項2記載の光アシスト型磁気ヘッド。
- 前記主磁極が、前記集光レンズ系の光軸に近接平行して配置され、
近接光の開口構造が、前記集光レンズ系の光軸上に形成されたことを特徴とする請求項1記載の光アシスト型磁気記録ヘッド。 - 対物レンズ、及び半球あるいは超半球レンズから構成され、実効開口数が1.0以上であり、近接光を発生するための集光レンズ系を有し、前記半球あるいは超半球レンズの内部に記録用薄膜磁気ヘッドが埋め込まれた構造を有し、前記記録用薄膜磁気ヘッドは、先端部間に磁気ギャップが形成された第1及び第2の薄膜磁極と、磁界発生用薄膜コイルとを有するリング型インダクティブ磁気ヘッドによることを特徴とする光アシスト型磁気記録ヘッド。
- 前記磁気ギャップの中心が、前記集光レンズ系の光軸に近接する位置に選定され、
近接光の開口構造が、前記集光レンズ系の光軸上に形成されたことを特徴とする請求項6に記載の光アシスト型磁気記録ヘッド。 - 前記記録用薄膜磁気ヘッドが磁界発生用薄膜コイルを有し、該コイルが透明導電材料によって形成されて成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記録ヘッド。
- 半球あるいは超半球レンズの内部に、前記記録用薄膜磁気ヘッドと共に、磁気抵抗効果型薄膜再生磁気ヘッドが配置されて成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記録ヘッド。
- レーザ光源と、
光アシスト磁気記録ヘッドと、
該光アシスト磁気記録ヘッドの磁気記録媒体とのギャップを規定もしくは制御するギャップ調整手段とを有し、
前記光アシスト磁気記録ヘッドは、記録磁界を発生する薄膜磁極による主磁極と、記録補助用の薄膜磁極による副磁極と、磁界発生用薄膜コイルとを備え、前記磁気記録媒体に対し磁界を発生させる垂直磁気記録用薄膜磁気ヘッドと、前記磁気記録媒体に対し前記レーザ光源からのレーザ光を集光する集光レンズ系とを有し、
該集光レンズ系は、対物レンズ及び半球あるいは超半球レンズから構成され、実効開口数が1.0以上とされ、前記半球あるいは超半球レンズの内部に前記記録用薄膜磁気ヘッドが埋め込まれ、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録を、前記ギャップ調整手段によって前記磁気記録媒体に対する前記光アシスト磁気記録ヘッドのギャップ調整がなされた状態で、前記集光レンズ系により前記レーザ光源からのレーザ光を前記磁気記録媒体に集光照射させて、前記薄膜磁気ヘッドからの磁界発生による情報の記録を行うことを特徴とする情報記録装置。 - 前記ギャップ調整手段が、浮上スライダより成り、該浮上スライダに前記光アシスト磁気記録ヘッドが搭載されて成ることを特徴とする請求項10に記載の情報記録装置。
- 前記磁気記録媒体に照射された前記レーザ光の反射光の検出手段を具備し、
該検出手段による検出出力によって、前記ギャップ調整手段のギャップサーボ信号を得ることを特徴とする請求項10に記載の情報記録装置。 - 前記光アシスト磁気記録ヘッドが2軸アクチュエータに搭載され、該2軸アクチュエータによって前記光アシスト磁気記録ヘッドの光軸方向及びこれと直交する方向の2軸調整がなさることを特徴とする請求項10に記載の情報記録装置。
- 前記反射光の検出手段による検出出力から上記光アシスト磁気ヘッドの上記集光レンズ系による上記磁気記録媒体に対するフォーカシングサーボ信号を得ることを特徴とする請求項12に記載の情報記録装置。
- 前記反射光の検出手段による検出出力から上記光アシスト磁気ヘッドの上記記録用薄膜磁気ヘッドによる上記磁気記録媒体に対する磁界印加のトラッキングサーボ信号を得ることを特徴とする請求項12に記載の情報記録装置。
- 記録トラックの長手方向と交叉する方向に関してランド・アンド・グルーブの凹凸が形成された磁気記録媒体が用いられ、該磁気記録媒体に対する上記レーザ光の反射光の上記検出手段による検出出力から上記光アシスト磁気ヘッドの上記記録用薄膜磁気ヘッドによる上記磁気記録媒体に対する磁界印加のトラッキングサーボ信号を得ることを特徴とする請求項12に記載の情報記録装置。
- 前記磁気記録媒体が、記録層の下に軟磁性層を有することを特徴とする請求項10に記載の情報記録装置。
- 所定の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を形成する工程と、
該記録用薄膜磁気ヘッド上を、保護膜を構成する絶縁膜によって覆う工程と、
前記保護膜を平坦化研磨する工程と、
前記第1の光学部材上に、上記溝内の上記記録用薄膜磁気ヘッドを挟み込んで、前記同一の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、
該接合体を球面研磨して上記薄膜磁気ヘッドが内部に埋め込まれた半球状または超半球状の光学レンズを形成する工程を有することを特徴とする光アシスト型磁気記録ヘッドの製造方法。 - 前記溝内に記録用薄膜磁気ヘッドを形成する工程が、
前記溝内に高透磁率材による第1の薄膜磁極を形成する工程と、
該第1の薄膜磁極上に絶縁膜を形成した後、金属導体薄膜による磁界発生用薄膜コイルを形成する工程と、
該磁界発生用薄膜コイル上に絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁層上に高透磁率材による第2の磁極を形成する工程とを有することを特徴とする、
請求項18に記載の光アシスト型磁気記録ヘッドの製造方法。 - 前記半球状または超半球状の光学レンズの形成工程後に、該半球状または超半球状の光学レンズの外面に電極を形成する工程と、金属導体薄膜による磁界発生用薄膜コイルを形成する工程と、を有し、前記磁界発生用薄膜コイルの形成工程において、該半球状または超半球状の光学レンズ内の前記磁界発生用薄膜コイルの端末部を、前記第1の光学部材の前記第2の光学部材との接合面に延長形成して、前記半球状または超半球状の光学レンズの外面の電極に接続されるようにしたことを特徴とする請求項18に記載の光アシスト型磁気記録ヘッドの製造方法。
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