(57)【要約】【課題】マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを搭載し、高い遠隔トラック干渉耐力を有する大容量磁気記憶装置を、磁気ヘッド、磁気記憶装置ともに高い歩留りとする制御方法及び装置を提供する。【解決手段】記録磁界はマイクロ波アシスト部を非動作にしたときに遠隔トラック干渉が実質的に発生しないバイアス記録電流によって記録磁極から発生させ、その記録磁界とマイクロ波アシスト効果とを併用することによって垂直磁気記録媒体に情報を記録する。【選択図】図１２
2014049147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気記録媒体と、
前記垂直磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、
記録磁界を発生する記録磁極、前記記録磁極を励磁するバイアス記録電流を通電するためのコイル及び前記記録磁極の近傍に配置され高周波磁界を発生する高周波磁界発振素子を備える記録ヘッド部と、磁気再生素子を備える再生ヘッド部とを有する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドの動作を制御するヘッド駆動制御部と、
遠隔トラック干渉を生じることのないバイアス記録電流値及び当該バイアス記録電流値と対になる前記高周波磁界発生素子の駆動電流値を記憶した記憶部とを有し、
前記ヘッド駆動制御部は、前記記憶部から読み出したバイアス記録電流値と駆動電流値を用いて前記記録磁極と前記高周波磁界発振素子を駆動して前記垂直磁気記録媒体への情報記録を行うことを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気記憶装置において、
前記記録ヘッド部及び再生ヘッド部と前記垂直磁気記録媒体とのクリアランスを調整する熱膨張素子を備え、前記記憶部に前記熱膨張素子への投入電力が記憶されていることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項３】
請求項１記載の磁気記憶装置において、
前記垂直磁気記録媒体の同一トラックに特定の回数だけ繰り返し記録が行なわれた場合に、アクティブアイドル時間を利用して当該トラックの遠隔トラックを記録し直す機能を有することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項４】
請求項１記載の磁気記憶装置において、
装置内の温度を検出する温度センサを備え、
前記温度センサによって検出した温度に応じて前記記憶部に記憶した電流値を調整する機能を有することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項５】
請求項１記載の磁気記憶装置において、
前記高周波発振素子は前記垂直磁気記録媒体のデータトラックピッチよりも広いトラック幅を有することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項６】
請求項１記載の磁気記憶装置において、
前記ヘッド駆動制御部は前記バイアス記録電流のオーバシュート部の半値幅を調整する機能を有し、該半値幅を２００ｐｓ以下として記録を行なうことを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項７】
記録磁界を発生する記録磁極、前記記録磁極を励磁するバイアス記録電流を通電するためのコイル及び前記記録磁極の近傍に配置され高周波磁界を発生する高周波磁界発振素子を備える記録ヘッド部と、磁気再生素子を備える再生ヘッド部と、前記記録ヘッド部及び再生ヘッド部と前記垂直磁気記録媒体とのクリアランスを制御する熱膨張素子とを有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、
前記バイアス記録電流のオーバシュート部の半値幅を第１の値に設定して磁気記録媒体の自己トラックを間に挟んだ複数のトラックに記録を行う工程と、
前記バイアス記録電流のオーバシュート部の半値幅を前記第１の値より大きな第２の値に設定して前記自己トラックに複数回の記録を行う工程と、
前記自己トラックを間に挟んだ複数のトラックを再生してエラーレートを評価し、遠隔トラック干渉の有無を検出し、ＦＴＩを誘起しない磁気ヘッドが所定の割合以上で得られる上限のバイアス記録電流を決定する工程と、
前記遠隔トラック干渉が生じた磁気記録ヘッドをそのエラーレート劣化量に応じて不良品として除外する工程と、
を有することを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項８】
磁気記録媒体を着脱、駆動する媒体駆動部と、
サーボ情報を用いて記録再生時の磁気ヘッド位置を制御する位置決め制御部と、
記録磁界を発生する記録磁極、前記記録磁極を励磁するバイアス記録電流を通電するためのコイル及び前記記録磁極の近傍に配置され高周波磁界を発生する高周波磁界発振素子を備える記録ヘッド部と、磁気再生素子を備える再生ヘッド部とを有する磁気ヘッドを着脱するヘッド着脱部と、
前記ヘッド着脱部に装着した磁気ヘッドによる記録再生条件を設定するヘッド駆動制御部とを備え、
前記ヘッド駆動制御部は、前記バイアス記録電流のオーバシュート部の半値幅を調整する機能を有し、
設定したオーバシュート部の半値幅を有するバイアス記録電流を用いて前記記録磁極を励磁して磁気記録媒体の複数のトラックに記録を行い、トラック毎のエラーレートから磁気ヘッドの記録再生特性、及び遠隔トラック干渉の有無を評価することを特徴とする評価装置。
【請求項９】
前記磁気記録媒体において、予めメディアサーボライタでサーボ情報を記録しておき、
前記媒体駆動部に前記垂直磁気記録媒体を装着した時、回転中心に対して偏心して観測される前記サーボ情報トラックの位置情報を用いてデータトラックに位置決めするための偏心情報及び高次の変動情報を格納した不揮発性メモリ部を備え、
磁気ヘッド評価時に前記不揮発性メモリ部に格納された情報を装置メモリ部に記憶して磁気ヘッドの記録再生特性を評価することを特徴とする請求項８記載の評価装置。
【請求項１０】
記録磁界を発生する記録磁極、前記記録磁極の記録ギャップ内に設けられ高周波磁界を発生する高周波発振素子、磁気記録媒体から情報を読み取る磁気再生素子、及び前記高周波発振素子と磁気記録媒体とのクリアランスを調整する熱膨張素子を備えるマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの動作条件を調整して磁気記憶装置を製造する方法であって、
前記記録磁界を発生させるために前記記録磁極を励磁する第１の電流の値を変えて垂直磁気記録媒体に情報の記録再生を行なって遠隔トラック干渉特性を評価し、遠隔トラック干渉が発生しない上限の前記第１の電流の値を決定する第１の工程と、
前記第１の工程で上限の値を決定した前記第１の電流の値と前記高周波発振素子を駆動制御する第２の電流の値を変えて前記垂直磁気記録媒体に記録再生を行ない、適正な記録が行なえる第１、第２の電流からなる複数の組を選定する第２の工程と、
前記クリアランスが所定の値になるまでゾーン単位で前記熱膨張素子への投入電力を変えながら、前記第２の工程で決定した前記第１の電流の値を可変して前記垂直磁気記録媒体に記録再生を行ない、ゾーン毎に最も高い記録再生特性が得られる前記第１の電流の値と前記第２の電流の値の組合せを、少なくとも上記複数の組から決定する第３の工程と、
を有することを特徴とする磁気記憶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記憶装置、磁気記憶装置に搭載する磁気ヘッド及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネット環境の進化、クラウドコンピューティングの浸透などによるデータセンタの増設などにより、生成される情報量が近年急増している。記録密度が最も高く、ビットコストに優れた磁気ディスク装置（ＨＤＤ）などの磁気記憶装置が“ビッグデータ時代”のストレージの主役であることは間違いない。このためには、磁気記憶装置の大容量化、及びそれを支える高記録密度化が必須である。
【０００３】
新たな高密度化磁気記録技術として、マイクロ波帯の高周波磁界を磁気記録媒体に印加して媒体磁化の歳差運動を励起し、スウィッチング磁界を下げながら磁気異方性の大きな垂直磁気記録媒体に磁気記録を行うマイクロ波アシスト磁気記録方式（ＭＡＭＲ：Microwave Assisted Magnetic Recording）が提案されている。近年、直流電源に駆動されてスピン注入層から注入されるスピンのスピントルクによって、高周波磁界発生層（ＦＧＬ：Field Generation Layer）のスピンを高速回転して高周波磁界を発生する、スピントロニクス技術を応用した実用的な微小構造のスピントルク型高周波発振素子（ＳＴＯ：Spin Torque Oscillator）が特許文献１などで提案された。ここで、スピン注入層とＦＧＬは、例えば、Ｃｕ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｒｕ等の貴金属、もしくはＣｒ，Ｒｈ，Ｍｏ，Ｗ等の非磁性遷移金属からなる導電性中間層を介して積層される（特許文献２）。また特許文献３には、数原子層レベルの膜厚のＣｏ，Ｎｉ層を基板上にＣｏ層よりもＮｉ層の厚さが大きくなるように積層した［Ｃｏ／Ｎｉ］磁性人工格子からなるスピン注入層の下地として、下部Ｔａ層とその上に形成されｆｃｃ［１１１］結晶構造又はｈｃｐ［００１］結晶構造を有する金属層を含む複合シード層を用いるマイクロ波アシスト記録用スピントロニクス素子が開示されている。
【０００４】
さらに特許文献４では、高周波磁界発振素子から、磁化反転させたい磁気記録媒体の磁化の歳差運動方向と同じ方向に回転する高周波磁界（円偏光磁界）を、記録磁界極性に応じて発生せしめることで磁化反転をさらに効率よく誘起する方法も開示され、マイクロ波アシスト磁気記録方式を実用化すべく研究開発が活発になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許７６１６４１２号明細書
【特許文献２】特開２００９−７０５４１号公報
【特許文献３】特開２０１１−３８６９号公報
【特許文献４】特許第４２５５８６９号公報
【特許文献５】特許第４３５５０１２号公報
【特許文献６】特開２０１２−２８００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現状の垂直磁気記録方式において高密度化、大容量化を目指し、垂直磁気記録媒体の一層の高異方性エネルギー化、高保磁力化と、それに記録可能な主磁極・シールド型磁気ヘッドの記録磁界強度の改善が進んでいる。ところが、高密度化のために垂直磁気ヘッドからの記録磁界強度を大きくしようとすると、主磁極近傍からの漏れ磁界や、シールド部の一定領域に磁区構造が集中して強い漏れ磁界（磁気的ホットスポット）が発生し、特定の記録トラックに繰り返し多数回（数百〜数千回）の記録を行なうと、最隣接トラックでエラーレートが劣化もしくは記録済みデータが消去される隣接トラック干渉（ＡＴＩ：Adjacent Track Interference）や、記録トラック位置から数トラック以上も遠く離れたトラックでエラーレートが劣化もしくは記録済みデータが消去される遠隔トラック干渉（ＦＴＩ：Far Track Interference）が発生するという問題があった。
【０００７】
ＡＴＩに対しては、特許文献５記載のように同一トラックに特定の回数だけ繰り返し記録が行なわれた場合には、適宜近隣トラックを書き直すことで信頼性を確保できるが、遠方のトラックを消去してしまうＦＴＩに関しては、この書き直し範囲が広域に及ぶため磁気記憶装置のパフォーマンスが劣化し易い、という問題があった。このため、ＦＴＩに対する耐力を確保することは、高密度化を図り、さらに信頼性やパフォーマンスを確保するうえで極めて重要な問題であった。このため例えば、シールド部の両外側に永久磁石を設けることで、優れた磁気性能を維持、改善しつつこれを最小化しようとする磁気ヘッドなどが提案されている（特許文献６）。
【０００８】
しかし記録密度が５００ｋＴＰＩ，１Ｔｂ／ｉｎ2に近づくと、狭トラック磁気記録を行なう上で、磁極内に磁束を溜め込んで強い記録磁界を強制的に出さざるを得ないため、現状方式では、シールド部での磁区構造の抑制、さらには記録トラック外での記録磁界漏れの抑制が極めて困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを用いて、高保磁力の垂直磁気記録媒体に対してもＦＴＩによる特性劣化のない磁気記録方式、さらには高い記録密度、パフォーマンスを有する大容量磁気記憶装置を高い製造歩留りで提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の磁気記憶装置は、垂直磁気記録媒体と、垂直磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、記録磁界を発生する記録磁極、記録磁極を励磁するバイアス記録電流を通電するためのコイル及び記録磁極の近傍に配置され高周波磁界を発生する高周波磁界発振素子を備える記録ヘッド部と、磁気再生素子を備える再生ヘッド部とを有する磁気ヘッドと、磁気ヘッドの動作を制御するヘッド駆動制御部と、遠隔トラック干渉を生じることのないバイアス記録電流値及び当該バイアス記録電流値と対になる前記高周波磁界発生素子の駆動電流値を記憶した記憶部とを有し、ヘッド駆動制御部は、記憶部から読み出したバイアス記録電流値と駆動電流値を用いて記録磁極と高周波磁界発振素子を駆動して垂直磁気記録媒体への情報記録を行うものである。
【００１１】
また、本発明による磁気記録ヘッドの製造方法は、記録磁界を発生する記録磁極、記録磁極を励磁するバイアス記録電流を通電するためのコイル及び記録磁極の近傍に配置され高周波磁界を発生する高周波磁界発振素子を備える記録ヘッド部と、磁気再生素子を備える再生ヘッド部と、記録ヘッド部及び再生ヘッド部と垂直磁気記録媒体とのクリアランスを制御する熱膨張素子とを有する磁気記録ヘッドを製造する方法であって、バイアス記録電流のオーバシュート部の半値幅を第１の値に設定して磁気記録媒体の自己トラックを間に挟んだ複数のトラックに記録を行う工程と、バイアス記録電流のオーバシュート部の半値幅を第１の値より大きな第２の値に設定して自己トラックに複数回の記録を行う工程と、自己トラックを間に挟んだ複数のトラックを再生してエラーレートを評価し、遠隔トラック干渉の有無を検出し、ＦＴＩを誘起しない磁気ヘッドが所定の割合以上で得られる上限のバイアス記録電流を決定する工程と、遠隔トラック干渉が生じた磁気記録ヘッドを、そのエラーレート劣化量に応じて不良品として除外する工程とを有する。
【００１２】
また、本発明によるマイクロ波アシスト記録ヘッド選別用の記録再生評価装置は、バイアス記録電流のオーバシュート部の半値幅を調整する機能を有し、設定したオーバシュート部の半値幅を有するバイアス記録電流を用いて記録磁極を励磁して磁気記録媒体の複数のトラックに記録を行い、トラック毎のエラーレートから遠隔トラック干渉の有無を評価するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、記録再生特性に優れた高いマイクロ波アシスト磁気記録再生ヘッドと高保磁力の垂直磁気記録媒体によって、遠隔トラック干渉（ＦＴＩ）によるパフォーマンスや信頼性劣化のない大容量・高信頼性の磁気記憶装置を、高い製造歩留りで提供することができる。
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体の例を示す概念図。
【図２】ＭＷＷの評価結果の一例を示す図。
【図３】ＭＲＷの評価結果の一例を示す図。
【図４】オフトラック特性（ＯＴＣ）の評価結果の一例を示す図。
【図５】ＭＣＷ（７４７曲線）の評価結果の一例を示す図。
【図６】遠隔トラック干渉とバイアス記録電流の関係を示す図。
【図７】マイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと垂直磁気記録媒体の例を示す概念図。
【図８】（ａ）は磁気ヘッド記録ギャップ近傍のＡＢＳ面から見た構造を示す図、（ｂ）は断面図。
【図９】バイアス記録電流波形のオーバシュート部の半値幅とＦＴＩによるエラーレート劣化量との関係の一例を示す図。
【図１０】磁気記憶装置の構成例を示す概念図。
【図１１】パラメータ設定のためのフローチャートの例を示す図。
【図１２】IIWB，IISTO最適化のためのパラメータテーブル（表１）を示す図。
【図１３】ＦＴＩによりエラーレートが劣化したデータ領域書き直しのためのフローチャートの例を示す図。
【図１４】記録再生特性の評価設備の構成例を示す概念図。
【図１５】サーボ情報を記録できる記録再生特性の評価設備におけるサーボ情報記録機能部構成例を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１６】
〔実施例１〕
本実施例では、リング型記録磁極を有するマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド、その記録再生特性評価装置、及び性能選別法について説明する。
【００１７】
（マイクロ波アシスト磁気記録再生ヘッド）
図１は、マイクロ波アシスト磁気記録再生ヘッドと垂直磁気記録媒体の一例を示す概念図である。磁気ヘッドは、垂直磁気記録媒体３０上をクリアランス０１で矢印１００方向に走行するスライダ５０上に形成された、再生ヘッド部１０、記録ヘッド部２０、及びクリアランス制御用の熱膨張素子部（ＴＦＣ:Thermal Flying Height Control）０２などから構成される。ここでＴＦＣ０２は、ＮｉＣｒ，Ｗなどの高比抵抗、高熱膨張材料からなり、アルミナ膜などで絶縁した５０〜１５０Ω程度の発熱抵抗体薄膜で構成され、記録ヘッド部２０、再生ヘッド部１０と垂直磁気記録媒体３０とのクリアランスを０．５〜２ｎｍ程度に調整するものである。ＴＦＣは２ヶ所以上に設けてもよく、この場合、それぞれのＴＦＣの配線接続は独立でも直列でもよい。なお、ＴＦＣ投入電力入力用の配線は省略した。ヘッド保護層５１はＣＶＤＣ（Chemical Vapor Deposition Carbon）、ＦＣＡＣ（Filtered Cathodic Arc Carbon）などからなり、底面５２は磁気ヘッドの浮上面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）である。
【００１８】
スライダ５０はＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣセラミックスなどからなり、磁気ヘッド磁極部の浮上量が磁気記録媒体全周に亘って５〜１０ｎｍ程度になるように、そのＡＢＳ面に負圧が発生するようにエッチング加工したもので、素子駆動用配線を有するサスペンションに搭載され、ＨＧＡ（Head Gimbal Assembly）として磁気記憶装置に組み込まれる。なお、本実施例では、スライダを０．８５ｍｍ×０．７ｍｍ×０．２３ｍｍ程度のフェムト型としたが、用途に応じてその高さを０．２ｍｍ程度とした薄型フェムト型や、その長さを１ｍｍ程度としたロングフェムト型などとしてもよい。本実施例では、磁気記録再生ヘッドは再生ヘッド部１０が先頭で記録ヘッド部２０が後方になる向きに磁気記録媒体３０が相対的に移動する構成としているが、逆構成であってもよく、またヘッド保護層はなくてもよい。
【００１９】
再生ヘッド部１０は、記録ヘッド部２０との間を磁気シールド層１１によってシールドされ、再生センサ素子１２、再生分解能を高めるための上部磁気シールド１３及び下部磁気シールド１４を備える。再生センサ素子１２は媒体からの信号を再生する役割を担うもので、その構成としては、ＴＭＲ（Tunneling Magneto-Resistive）効果、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistance）効果、ないしはＥＭＲ（Extraordinary Magneto-Resistive）効果を有するもの、さらにはＳＴＯ（Spin Torque Oscillator）効果を応用したセンサや、ホイスラー合金膜を積層したＣｏ2Ｆｅ（Ａｌ0.5Ｓｉ0.5）／Ａｇ／Ｃｏ2Ｆｅ（Ａｌ0.5Ｓｉ0.5）もしくはＣｏ2Ｍｎ（Ｇｅ0.75Ｇａ0.25）／Ａｇ／Ｃｏ2Ｍｎ（Ｇｅ0.75Ｇａ0.25）などのシザーズ型や、差動型でもよい。その素子幅Ｔrw、素子高さやシールド間隔（再生ギャップ長Ｇs）は、目標とする記録トラック密度や記録密度に応じて設計及び加工され、例えば素子幅Ｔrwは５０ｎｍ〜５ｎｍ程度である。なお、再生出力の取り出し端子は図示を省略した。
【００２０】
記録ヘッド部２０は、記録ギャップ部２５で記録磁界２１及び強く均一なＳＴＯ発振制御磁界２６を発生するための第１の記録磁極２２及び第２の記録磁極２４、記録ギャップ２５内に設けられた高周波磁界発振素子部（ＳＴＯ）４０、記録磁極を励磁するためのコイル２３などから構成される。記録磁極の近傍に設けられたＳＴＯ４０によって発生される高周波磁界４７の回転方向、発振周波数などは、ＳＴＯ発振制御磁界２６によって制御される。ここで第１の記録磁極２２及び第２の記録磁極２４は、記録ギャップ部２５近傍で体積が大きく、磁気的に略対称なリング型構造とした。このため、磁極部で記録可能な低保磁力垂直磁気記録媒体に対しては、その記録フットプリントは略ギャップ形状となる。コイル２３は、Ｃｕ薄膜などを用いて第２の記録磁極２４を巻くように形成した例を示したが、記録磁極の後端部２７や第１の記録磁極２２などを周回するように形成してもよく、またさらに多層巻き線としてもよい。記録ギャップ２５は、スパッタリング法やＣＶＤ法で製膜されるＡｌ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2膜などの非磁性薄膜で形成される。
【００２１】
均一で強い記録ギャップ内磁界などを確保するため、ギャップ部近傍での各磁極の磁性層膜厚を４０ｎｍ〜３μｍとした。記録ギャップ長ＧLは、ＳＴＯ４０の厚さ、記録ギャップ内のＳＴＯ発振制御磁界２６の均一性、強度、記録磁界２１の強度及び記録磁界勾配、トラック幅、ギャップデプスＧdなどを考慮して決めた。ギャップデプスは記録磁極のトラック幅やギャップ長以上にすることが磁界の均一性の観点で好ましく、トレーリング側（ヘッド走行方向の後部）の第１の記録磁極２２の幅Ｔwwを３０〜２５０ｎｍ、ギャップデプスを４０〜７００ｎｍ、ギャップ長を２０〜２００ｎｍとした。また、周波数応答を高めるために、ヨーク長ＹＬ及びコイル巻き線数は小さいことが好ましく、ヨーク長を０．５〜１０μｍ、コイル巻き線数を２〜８とした。特に、サーバやエンタプライズ用途などの高速転送対応磁気記憶装置の磁気ヘッドにおいては、ヨーク長を４μｍ以下とし、さらに必要に応じて比抵抗の高い磁性中間層もしくは非磁性中間層を介して高飽和磁束磁性薄膜を積層する多層構造とするのが好ましい。
【００２２】
第１の記録磁極２２は、ＦｅＣｏＮｉ，ＣｏＦｅ，ＦｅＣｏ，ＮｉＦｅ合金などの高飽和磁束軟磁性膜を、メッキ法、スパッタ法、イオンビームデポジション法などの薄膜形成プロセスで単層もしくは多層製膜して製造される。記録ギャップ部近傍の磁極形状は、記録ギャップ面に対して平行かつ平坦な膜構造でも、ＳＴＯの周囲を囲った構造でもよい。なお、記録磁界強度を高めるために記録ギャップ部近傍には高飽和磁束材料を用い、その形状を記録ギャップ部に向かって絞り込むような構造とすることが特に好ましい。第２の記録磁極２４も第１の記録磁極２２と同様に、ＣｏＮｉＦｅ合金やＮｉＦｅ合金などの軟磁性合金薄膜で形成し、形状を制御した。
【００２３】
ＳＴＯ４０は、高周波磁界発生層（ＦＧＬ）４１、中間層４２、ＦＧＬにスピントルクを与えるためのスピン注入層４３などから構成される。ＦＧＬ４１は、ＦｅＣｏ，ＮｉＦｅなどの軟磁性合金、ＣｏＰｔ，ＣｏＣｒなどの硬磁性合金、Ｆｅ0.4Ｃｏ0.6，Ｆｅ0.01Ｃｏ0.99，Ｃｏ0.8Ｉｒ0.2などの負の垂直磁気異方性を有する磁性合金、ＣｏＦｅＡｌＳｉ，ＣｏＦｅＧｅ，ＣｏＭｎＧｅ，ＣｏＦｅＡｌ，ＣｏＦｅＳｉ，ＣｏＭｎＳｉなどのホイスラー合金、ＴｂＦｅＣｏなどのＲｅ−ＴＭ系アルモファス系合金、あるいは［Ｃｏ／Ｆｅ］，［Ｃｏ／Ｉｒ］，［Ｃｏ／Ｎｉ］，［ＣｏＦｅＧｅ／ＣｏＭｎＧｅ］などの磁性人工格子などからなる。中間層４２は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｉｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗやこれらの合金などの非磁性導電性材料などからなる。
【００２４】
各磁性層の材料、構成や磁気異方性については、スピン注入効率、高周波磁界強度、発振周波数や反磁界も含めた実効磁気異方性などが、マイクロ波アシスト記録に最も適するように決めた。例えば、ＦＧＬの飽和磁化に比例して高い高周波磁界が得られるため、ＦＧＬ層の飽和磁化Ｍｓは高い方が好ましい。またＦＧＬの膜厚は、厚い方が高い高周波磁界が得られるが、厚くなりすぎると磁化が乱れ易くなるので、１〜１００ｎｍとすることが好ましい。上記リング型磁極を用いて強いＳＴＯ発振制御磁界を印加すれば、軟磁性材料、硬磁性材料、又は負の垂直磁気異方性材料のいずれの材料でも安定して発振するようになることも確認された。
【００２５】
ここでＦＧＬ４１の幅ＷFGLは、目標とする記録磁界や記録密度に応じて設計及び加工すればよく、その大きさを５ｎｍ〜５０ｎｍとした。ＷFGLが大きい場合には、ＳＴＯ発振制御磁界をより強くすることが好ましい。なお後述のように、瓦記録（ＳＭＲ：Shingled Magnetic Recording）方式と併用する場合には、ＷFGLは記録トラック幅の２〜３倍とすることが好ましかった。非磁性中間層４２の膜厚は、高いスピン注入効率を得るために０．２〜４ｎｍ程度とすることが好ましい。スピン注入層４３としては、垂直磁気異方性を持った材料を用いることによりＦＧＬの発振を安定させることが出来るので、［Ｃｏ／Ｐｔ］，［Ｃｏ／Ｎｉ］，［Ｃｏ／Ｐｄ］，［ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄ］などの磁性人工格子材料を用いることが好ましい。さらに、ＦＧＬ４１の高周波磁化回転を安定化させるため、スピン注入層４３と同様の構成の回転ガイド強磁性層をＦＧＬ４１に隣接して設けてもよい。また、スピン注入層４３とＦＧＬ４１の積層順は逆にしてもよい。
【００２６】
ＳＴＯの駆動電流源（もしくは電圧源）や電極部を模式的に符号４４で表したが、記録磁極２２，２４を、例えば記録ヘッド後端部２７で磁気的には結合、電気的には絶縁せしめ、さらにギャップ部ではそれぞれをＳＴＯ側面と電気的に接続することで、記録磁極２２，２４に電極を兼用させてもよい。ここで、ＳＴＯには直流電源（電圧駆動もしくは電流駆動）４４により、スピン注入層側から電流を流し、ＦＧＬのマイクロ波発振を駆動した。
【００２７】
なお、ＦＧＬ４１を、ＦｅもしくはＦｅ0.8Ｃｏ0.2などのＦｅ基合金とＣｏもしくはＣｏ0.94Ｆｅ0.01Ｐｔ0.05などのＣｏ基合金との磁性人工格子薄膜のように、負の異方性磁界を持つ磁性材料からなる薄膜とし、更にスピン注入層４３を、Ｎｉ0.99Ｒｈ0.01もしくはＮｉ0.9Ｆｅ0.1などのＮｉ基合金と、ＣｏもしくはＣｏ0.9Ｐｄ0.1などのＣｏ基合金との磁性人工格子のように、膜面に垂直方向に磁気異方性軸を有する硬磁性薄膜とし、特にＦＧＬにおいて、材料起因の磁気異方性磁界の大きさとスピン注入層４３の膜面垂直方向の実効反磁界が逆方向でほぼ拮抗するようにせしめて実効的に負の異方性磁界を有するようにせしめ、ＦＧＬ側からスピン注入層側に電流を付与する事で、記録磁極の磁化反転に追従して両層の磁化が瞬時に高速大回転に至るようにせしめる事もできる。この場合には、スピン注入層において、Ｃｏ基合金磁性層をＮｉ基合金磁性層よりも厚くし、材料に起因する磁気異方性磁界と前記ＦＧＬの膜面垂直方向の実効反磁界とが逆方向でほぼ拮抗するようにせしめることが好ましかった。
【００２８】
図１では省略したが、スピン注入層や高周波磁界発生層の膜質・膜特性の制御や発振効率、信頼性を高めるために、Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｒｈ，Ｔｉ，Ｏｓ，Ｉｒなどの金属やこれらの合金などからなる単層薄膜、もしくはこれらの積層薄膜による下地層やキャップ層を設けてもよい。
図では電流駆動を例としたが、定電圧駆動であれば電流密度を一定とできるので信頼性を確保する上で好ましい。
【００２９】
（垂直磁気記録媒体）
図１に図示した垂直磁気記録媒体３０は、ガラス、Ｓｉ、プラスチックスやＮｉＰメッキＡｌ合金などから構成される超平滑・耐熱非磁性基板３６上に、軟磁性下地層３５、第１、第２の記録層３３，３４、保護層３２、及び潤滑層３１などを積層して構成される。軟磁性下地層３５は、ＦｅＣｏＴａＺｒなどからなる。第１、第２の記録層３３，３４は、ＣｏＣｒＰｔ、Ｌ１2型Ｃｏ3Ｐｔ基規則合金、Ｌ１2型（ＣｏＣｒ）3Ｐｔ基規則合金、Ｌ１1型Ｃｏ0.5Ｐｔ0.5基規則合金、ｍ−Ｄ０19型Ｃｏ0.8Ｐｔ0.2基規則合金、［ＣｏＣｒ−ＳｉＯ2／Ｐｔ］や［ＣｏＢ／Ｐｄ］などの磁性人工格子、Ｌ１0型ＦｅＰｔ規則合金などを主な構成要素とし、ＳｉＯ2，ＴｉＯ2，Ｃ，Ｂ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｐｄなどを数体積％〜３５体積％添加物として適宜含有する、例えばＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2，Ｌ１0型ＦｅＰｔ−Ａｇ−Ｃ，Ｌ１0型ＦｅＰｔ−ＳｉＯ2などの高Ｈｋ磁性膜からなる。保護層３２は、Ｃ，ＦＣＡＣなどからなる。
【００３０】
それぞれの層は、超高真空チャンバを有するマグネトロンスパッタリング設備、保護膜形成設備や、潤滑層形成設備などを用いて形成される。垂直磁気記録層は、ターゲット材料にＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｓｉ，Ａｌなどの適切な酸化物、炭化物、窒化物、硼化物もしくはそれらの混合物などを混入し、製膜条件を調整することで、非磁性材料を結晶粒界に０．５〜２ｎｍ偏析させることにより、結晶粒間の磁気交換相互作用を制御して製膜した。矢印３７，３８は、それぞれ垂直磁気記録媒体に記録された上向き、下向きの磁化を示す。磁性膜の平均的な異方性磁界を高めて高保磁力とすることで、従来の主磁極型磁気ヘッドからの磁界では充分な記録ができないようにせしめ、特に狭トラック磁気記録に適した構造とした。
【００３１】
なお、垂直磁気記録層の構造は２層構造に限るものではなく、高い保磁力を有するものであれば、単層、組成傾斜型膜構造、もしくは３層以上の多層構造としてもよい。さらに、磁気的な結合を制御するための中間層を必要に応じて各層の間に設けてもよい。ここで、その構成や垂直磁気記録の磁気特性が単層媒体に近い場合には、記録磁化印加状態でのその磁化の実効共鳴周波数とＳＴＯ４０の高周波磁界の発振周波数は、磁化反転時には大きくは違わないことが好ましい。また多層構造の場合には、最表層磁性層のＨｋを１５ｋＯｅよりも大きく、より好ましくは２０ｋＯｅよりも大きくし、隣接する下層よりも大きくすることによって、記録磁界に比べてスペーシング依存性の強いＳＴＯ高周波磁界からのエネルギー吸収を最も効率的に行う事ができ、特に好ましい。
【００３２】
さらに軟磁性下地層３５と基板３６との間に少なくとも一層の特性制御用の非磁性層を設け、また、磁性層３３，３４の結晶配向性、結晶粒径、磁気特性やその均一性などを高めるために、軟磁性下地層３５と磁性層３４との間にＲｕなどからなる少なくとも一層の特性制御用非磁性中間層や、更にそれに加えて非磁性もしくは磁性材からなる中間層などを設けてもよい。更に軟磁性下地層３５は、その軟磁気特性や均一性を向上するためにＲｕ，Ｒｕ合金などを介した２層構造としてもよい。図１には、基板３６の片面に磁性層３３，３４などを設けた例を示したが、これらを非磁性基板３６の両面に設けてもよい。また本実施例では、垂直磁気記録媒体３０において磁性層が連続膜である例を示したが、ディスクリートトラック膜や基板上に１０ｎｍ程度の磁性パターンを設けたパターン膜などでもよい。
【００３３】
本実施例では、図１に示した構成で、Ａｇを主たる構成要素とする非磁性中間層を用いた下記の構成のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド及び垂直磁気記録媒体を試作し、その特性を評価した。
・スライダ５０：薄型ロングフェムト型（１×０．７×０．２ｍｍ3）
・ヘッド保護膜（ＦＣＡＣ）：１．８ｎｍ
・再生ギャップ長Ｇs：１８ｎｍ
・センサ素子１２：ＣＰＰ−ＧＭＲ（Ｔrw＝３０ｎｍ）
・第１の記録磁極２２：ＦｅＣｏＮｉ（Ｔww＝８０ｎｍ）
・第２の記録磁極２４：ＣｏＦｅ
・ＳＴＯ記録素子４０:Ｃｕ0.99Ａｕ0.01（４ｎｍ）／Ｒｕ(６ｎｍ)／Ｃｏ2Ｆｅ（Ｇａ0.5Ｇｅ0.5）(１０ｎｍ）／Ａｇ0.8Ｃｕ0.17Ｘ0.03（２ｎｍ）／[Ｃｏ0.85Ｐｔ0.15／Ｎｉ0.8Ｆｅ0.2]（１０ｎｍ）／Ｔｉ0.8Ｃｒ0.2（１０ｎｍ）
・ＦＧＬ：ＷFGL＝３６ｎｍ、素子高さ＝４０ｎｍ
・媒体基板：３．５インチＮｉＰメッキＡｌ合金基板
・媒体構造：潤滑膜（１ｎｍ）／Ｃ（２ｎｍ）／（Ｃｏ０．５Ｐｔ０．５）−（ＣｒＳｉＴｉ）Ｏ2（２ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2Ｃ（１０ｎｍ）／Ｒｕ（１０ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）／Ｒｕ（０．５ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）
ここで非磁性中間層の添加元素Ｘとして、Ａｕ，Ｒｕ，Ｐｄ，Ｒｈを用いた。また、垂直磁気記録媒体磁性層３３，３４のＨｋは、それぞれ２２ｋＯe，１８ｋＯeであった。
【００３４】
（記録再生特性評価装置）
本実施例の磁気ヘッドにおいては、記録はＳＴＯの幅で決まるように、磁気ヘッド、垂直磁気記録媒体の材料、パラメータ及び特性としてあるが、製造工程のばらつきによって特性やパラメータが仕様を満たさない場合もあるので、図１４に示す本実施例の記録再生特性評価装置で選別した。
【００３５】
図１４で、記録再生特性評価装置は、筐体６０７内に、垂直磁気記録媒体５０１を着脱するスピンドル５００、垂直磁気記録媒体５０１（その中心は６０２）を回転中心６０１の回りに回転駆動するスピンドルモータＳＰＭ（図示せず）、試験すべきマイクロ波アシスト記録素子搭載スライダ５０３を着脱できる機構を有するサスペンション５０４ａ、垂直磁気記録媒体に記録されたサーボ情報４０１を基に、装着したマイクロ波アシスト記録素子搭載スライダを所定の位置に位置決めするＶＣＭ(Voice Coil Motor)６０４、記録再生特性を評価するヘッド駆動制御装置５０８、ヘッドロードアンロード部６０８などを備える。これらは、上位システム（図示せず）からの命令で、制御ボード５１２に搭載されたマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０、コンボドライバ５２０のＶＣＭ駆動制御部、ＳＰＭ駆動制御部、及びＨＤＣ５１１などにより制御される。ヘッド駆動制御装置５０８は、マイクロ波アシスト記録ヘッドの記録磁極を励磁するバイアス記録電流、ＳＴＯ素子駆動電流、クリアランス素子に供給するＴＦＣ投入電力を適宜設定して、記録再生特性を評価することができる。なお上記においては、サスペンションにスライダを着脱して記録再生特性を評価する低コスト・簡易評価法（不良磁気ヘッドに対してサスペンションの再利用可能）の例を説明したが、スライダを装着したＨＧＡ(Head Gimbal Assembly)を着脱する機構を設け、ＨＧＡ状態でより高い位置決め精度で特性を評価しても良い。
【００３６】
本実施例の磁気記録特性評価装置においては、特性評価時の位置決め精度を向上するため、予めメディアサーボライタなどにより高精度のサーボパターンをサーボ領域４０１などに記録しておいた垂直磁気記録媒体を用いる。なお図１４では、内周から外周の全領域にサーボ情報を記録した例を示したが、所定の限られた領域のみに記録しても良い。
【００３７】
このようにサーボ情報を予め記録した磁気記録媒体をスピンドル５００に装着する場合、その回転中心の芯出し調整を行う必要がある。しかし完璧な精度になるまで調整を行う事はコストが増加するため現実的ではなく、芯出し操作でも補正できない偏心量（数トラック分相当）が発生することは避けられない。そこで、図１４において、磁気ヘッドアクチュエータを位置抑制部６０６に押し当てた状態で垂直磁気記録媒体を回転させ、磁気ヘッドが各サーボセクタＳ1、Ｓ2・・などを通過する時の各サーボセクタ先頭位置の信号、すなわちメディアサーボライタで記録され、その中心が６０１であるサーボトラックSTW上に並んでいるサーボセクタの先頭座標を測定する。磁気ヘッドがこの座標位置を通過するように制御して記録再生を行えば、磁気ヘッドをほぼ一定の状態に固定したままでも、磁気記憶装置に組み込まれた垂直磁気記録媒体の回転中心６０１を中心としたサーボトラックHDD（図１４の同心円状軌跡６０３）に忠実に追従した情報の記録再生が可能となる。このように偏心補正情報を用いる偏心非追従制御記録再生方式においては、従来技術でデータトラックを決めるサーボトラックはサーボトラックSTWではなく、サーボトラックHDDとなる。
【００３８】
逆に、磁気ヘッドが各サーボセクタを通過する時に検出される、上記サーボトラックSTWを構成する各サーボセクタ先頭位置のサーボ関連信号は、磁気ヘッドがサーボトラックHDDを追従するためのサーボ信号として用いる事ができる。この信号には偏心変動成分以外に、サーボ情報記録時のメディアサーボライタの振動などのために、磁気記憶装置の回転周波数よりも高次の変動成分が含まれる。これらについては、サーボ帯域を回転周波数よりも低くして角度位置θkのサーボセクタＳkでの位置誤差信号ＰＥＳ(Position Error Signal)を求め、この信号を多数回積算し平均化することでサーボセクタＳk位置での偏心変動成分ＲＲＯL（θk）を、また所定のハイパスフィルタを通して多数回積算し平均化することで高次変動成分ＲＲＯH（θk）を求めることができる。なお、ハイパスフィルタのカットオフ周波数は回転周波数ｆ0の１〜２倍とした。ここで、制御信号の遅延による干渉に起因する過剰制御を防ぐために、ＲＲＯLとＲＲＯHをそれぞれ別々に制御する事が特に好ましい。
【００３９】
上記のＲＲＯL（θk）及びＲＲＯH（θk）信号を各サーボセクタ領域（番号）と対応させて求め、サーボ信号の加減演算・制御用のパラメータテーブルとして不揮発性メモリ５１９に保管し、適宜読み出し、必要に応じてメモリ５１８に記憶してＶＣＭによる位置決めを制御して記録再生を行い、以下のように磁気ヘッドの選別を行なった。
【００４０】
（磁気ヘッドの選別方法）
まず、予めサーボトラックライタによりサーボ情報を形成した垂直磁気記録媒体に対して、本評価設備によりサーボトラックHDDに追従した高精度の磁気ヘッド位置決め制御を行い、記録、再生時のクリアランスをそれぞれ実機と略同等の１．５ｎｍ，１ｎｍとして、磁気ヘッドの記録再生基本特性を評価し、以下のように第１の選別を行なった。
【００４１】
まず、磁気ヘッドＨ0、ゾーンＺ1における、ＴＦＣ投入電力、記録磁極２２，２４の励磁のためにコイル２３に通電するバイアス記録電流ＩWB及びＳＴＯ駆動電流ＩSTOのそれぞれの最適値ＰTFC(０，１)，ＩWB(０，１)及びＩSTO(０，１)をヘッド駆動装置のレジスタに保管し、そのデータを用いてマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを駆動して、ゾーンＺ1の所定のトラックにおいて、サーボ情報を用い、所定の記録パターンを所定の周波数、所定の記録トラック環境で記録し、セクタ毎もしくはトラック一周で以下の特性評価を行なう。図２に示すように、最高周波数の１０〜２０％程度の周波数で記録トラックを記録し（フルトラック）、そのプロファイルの半値幅から記録トラック幅ＭＷＷ(０，１)（Magnetic Write Width）を求め、更に図３に示すように、上記周波数で記録した記録トラックを両側から部分的に消去し、その信号強度が１０〜３０％となる狭トラック（マイクロトラックと呼ぶ）を作成し、その半値幅から磁気再生トラック幅ＭＲＷ(０，１)（Magnetic Read Width）を求める。 
【００４２】
ここで、本実施例の記録再生特性評価装置ではＬＤＰＣ（low density parity check）符号を用いた非ＲＳ（Non Reed-Solomon）チャネルを用いており、エラー訂正後のエラーレートしか測定できない。一般にエラー訂正後のエラーレートは発生確率が極めて小さい（１０-9程度）ので、選別試験などの短時間評価においてはエラーレートを正確に評価できない。そこで、図４に示すように、隣接トラック記録時のセクタ不良率を用いてオフトラックマージンを以下の様に評価した。すなわち、中央の記録トラック（自己トラック）に対し、両方の、片側から攻め込み（スクウィーズ）量を変えながら、隣接トラックを所定の線記録密度ＢＰＩで記録し、エラー訂正後のセクタ不良率（セクタエラーレート）を測定し、このセクタ不良率とトラック位置の関係、いわゆるバスタブカーブを求め、セクタ不良率が５０％になるバスタブカーブ幅からオフトラック耐力ＯＴＣ（Off-track Capability）を評価する。次いで、図５に示すように、ＯＴＣ（Off-track Capability）の隣接攻め込み間隔依存性を評価し（７４７曲線評価）、中央の記録トラックのオフトラック特性が変化しない限界の隣接トラック間隔を外挿して磁気コア幅ＭＣＷ(０，１)(Magnetic Core Width)を求める。なお評価法として、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルのエラーレート訂正能力を制限し、意図的にエラーが起こりやすい条件でエラーレートを評価しても良い。
【００４３】
次いで、所定の基本性能を満たし、上記記録再生特性基本仕様に関する第１の選別試験に合格したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドに対し、ＦＴＩ特性基本仕様に関して第２の選別を行なった。すなわち、まずマイクロ波アシスト記録方法で、チャネルのパラメータを学習し、エラーレートが−５乗程度となる線記録密度を求め、その線記録密度で図６に示すように垂直磁気記録媒体に所定の本数（図では２９本）のトラックの情報を記録した。次いで、バイアス記録電流ＩWBを数種類変えて、その中央位置の自己トラックに所定の回数記録（図６では２万回の例を示した）を行なった後に上記の全記録トラック（図６では２９本）のエラーレートを評価した。図６から、バイアス記録電流をＩWB(ｂ)として記録した時にはエラーレートの劣化は認められないが、ＩWB(ａ)で記録した場合には中央の記録トラックの左右１０トラックの位置でエラーレートが０．５〜０．６桁劣化していることがわかる。以上のように、遠隔トラックの記録磁化状態が影響を受けてエラーレートが劣化してしまうバイアス記録電流ＩWBが、装置を駆動するための所定の電流設定値の範囲内に存在するかどうか確認した。また前述のように、エラーレートとしてセクタ不良率を用いて評価しても同様の結果が得られた。なお、本明細書では、遠隔トラックとは自己トラックから３トラック以上離れたトラックをいう。
【００４４】
図１に示した垂直磁気記録媒体３０においては、マイクロ波アシスト効果が最も強く働く表面側の磁性層３３の異方性磁界Ｈｋを大きくし、記録磁極２２からの記録磁界では十分な記録ができず、ＳＴＯ４０を同時に動作させることで始めて充分な記録ができるように磁性膜の構成元素や膜厚などを調整した。そのため、ＡＢＳ面からみて面積の大きな記録磁極２４に形成される磁区構造とその集中領域（磁気的ホットスポット）に発生する漏れ磁界があっても、ＳＴＯに隣接する、もしくは遠隔のトラックにおける情報がそれによって干渉を受けてエラーレートが劣化する可能性は極めて低いが、環境温度が変化すると、製造時に特性ばらつきが生じるため、これをゼロとすることは極めて難しい。
【００４５】
そこで図６に示した例のように、多数回の記録を行なった場合にエラーレートが劣化することがあれば、その値をＩWB(ａ)とし、次いでＩWB(ａ)よりも小さく、しかも遠隔トラックのエラーレートが劣化せず、さらにＳＴＯを同時に駆動した時に媒体に充分な記録が行なえる（所定のエラーレートが確保できる）バイアス記録電流ＩWB(ｂ)を求めた。
【００４６】
以上のプロセスを多数の磁気ヘッドについて行い、ＩWB(ａ)，ＩWB(ｂ)の分布から、ＦＴＩを誘起しない磁気ヘッドが所定の割合（例えば９９．５％）以上で得られる上限のバイアス記録電流ＩWB(ｂ)を決定し、その値をＩWB(max)とし、本マイクロ波アシスト記録ヘッドを組み込んだ磁気記憶装置はＩWB(max)以下のバイアス記録電流で制御した。
【００４７】
（効果）    
本実施例のプロセスによって、ＩWB(max)以下のバイアス記録電流であれば、ＦＴＩによるエラーレートの劣化を誘起する不良ヘッドの割合が０．５％未満と極めて低く、ＭＷＷ３９ｎｍ、ＭＣＷ４２ｎｍ、ＭＲＷ１９ｎｍで、良好なエラーレートの記録が可能なマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドの選別ができていることが、実施例３で述べる磁気記憶装置の製造工程で確認された。
【００４８】
特に、高品質のサーボ情報を記録できるメディアサーボライタによりサーボ信号を形成した磁気記録媒体を用い、その回転中心を中心としたデータトラックHDDにマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを追従せしめる機能を有する本実施例の評価装置によって記録再生特性評価を行うことで、磁気ヘッド、垂直磁気記録媒体を搭載してからサーボ情報を記録する従来装置の従来評価方法に比べ、特性評価時の位置決め精度が向上し、第１、第２の磁気ヘッドの選別における選別総合歩留りを５％改善でき、好ましかった。
【００４９】
〔実施例２〕
本実施例では、記録磁極を図１のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドとは別の構成である、図７、図８（ａ）（ｂ）に示す主磁極・補助磁極型の構造としたマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド、及びその効果的な選別法について説明する。
【００５０】
（マイクロ波アシスト磁気記録ヘッド）
図７に全体断面図、図８（ａ）にそのギャップ部近傍の下面図、図８（ｂ）に図８（ａ）のＡＡ’断面図を示したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドは、記録磁極以外の基本的な構成は図１に示した実施例１と同様であり、例えば、５０はスライダ、５１はヘッド保護層、５２は浮上面、４０はＳＴＯ、１０は再生ヘッド部、１１はシールド層、１２は再生センサ素子、１３，１４は上部、下部磁気シールド、０２ａ、０２ｂはＴＦＣ素子部などである。なお図７では、図８（ａ）（ｂ）に示した、ＳＴＯの下地層４５、キャップ層４６を省略して示した。
【００５１】
記録ヘッド部２０は、図８（ａ）にＡＢＳ面から見た磁極部構造を示すように、ＳＴＯと略同じ幅にエッチングして高周波磁界と略同じ幅の垂直記録磁界１２１を発生するようにＳＴＯ部で整形された幅広記録磁極（主磁極）１２２、高周波磁界発振素子４０の磁化回転方向などを制御するためのシールド磁極１２４及び、記録磁極を励磁するためのＣｕなどからなるコイル２３で構成される。本構造では、図１の磁極構造に比べ、主磁極からの垂直記録磁界成分が強く、このため、磁極部で記録可能な低保磁力垂直磁気記録媒体に対しては、その記録フットプリントは略主磁極形状となる。エッチング深さｄは、５〜４０ｎｍ程度、より好ましくは１０〜２０ｎｍとすることが磁界分布と磁界強度のバランスの面で好ましい。なお、磁気ギャップ１２５は、記録磁極１２２とシールド磁極１２４との間に設けられ、ＳＴＯ発振制御磁界１２６は高周波磁界発振素子４０の磁化方向及び磁化回転方向などを制御する。
【００５２】
ここで記録磁極１２２は、ＦｅＣｏＮｉ，ＣｏＦｅ合金などの高飽和磁束軟磁性膜をメッキ法もしくはスパッタ法などで製膜し、ベベル角θが１０〜２０度の台形状であって、ＡＢＳ面に近づくにつれその断面積が小さくなるように形成される。本実施例では、図７、図８（ａ）（ｂ）に示すように、主磁極を磁気ヘッド走行方向、トラック幅方向の４方向から絞り込み、強い記録磁界が得られる構造とした。この場合には、磁気記録媒体の保磁力などを調整すれば、ｄを０ｎｍとして用いることもできる。なお図８（ａ）において、台形状の記録磁極１２２の広い側の記録素子の幅ＴWWは、目標とする記録磁界や記録密度に応じて設計及び加工され、その大きさは１０ｎｍ〜１６０ｎｍ程度である。また、記録磁極１２２は、シールド磁極１２４も含めてＣｏＮｉＦｅ合金や、ＮｉＦｅ合金などの軟磁性合金薄膜で形成され、非磁性層を介してその周囲を囲った、いわゆるＷＡＳ構造（Wrap Around Structure）としてもよい。本磁極構造によれば、実施例１の磁極構造とは異なり、磁極のフットプリントは、前記のように最も強い記録磁界が集中する主磁極で決まる。
【００５３】
本実施例では図７、図８（ａ）（ｂ）に示したように主磁極１２２をその４面とも絞り込んだため、ＳＴＯを形成すべき面は、図８（ｂ）に示すように１０〜２０度の角度βだけ傾斜している。このように傾斜した面にＦＧＬ４１を含む高周波発振素子ＳＴＯを形成すると、傾斜方向に垂直な方向に磁気異方性が発生し、ＳＴＯの高周波発振効率が１０〜２０％劣化する。このため本実施例では、図８（ａ）（ｂ）に示すように、主磁極１２２上に非磁性充填層４５を形成しそれを平坦化して実施例１と同様にＳＴＯを形成した。ここで、ＦＧＬ４１とスピン注入層４３の積層順は逆にしてもよいが、ＳＴＯは主磁極近傍に設置する事が好ましいので、非磁性充填材には下地層と同じ材料を用い、充填、ＡＢＳ面に垂直となるように平坦化加工を施した後、ＦＧＬ４１をこの非磁性充填下地層４５上に最初に形成し、その上に非磁性中間層４２、スピン供給層４３、キャップ層４６を順次積層するＳＴＯ構造とすることが最も好ましい。
【００５４】
垂直磁気記録媒体１３０は、磁性層を１３３，１３９，１３４の３層とし、マイクロ波アシスト効果が最も強く働く最表面の異方性磁界Ｈｋを大きくし、記録磁極からの記録磁界では十分な記録ができず、ＳＴＯ４０を同時に動作させることで始めて充分な記録ができるように磁性膜の構成元素、膜厚などを調整し、磁性層最上層１３３、中間層１３９、最下層１３４のＨｋは、それぞれ２１ｋＯe、１６ｋＯe、１８ｋＯeとした。
【００５５】
以下に、本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド、垂直磁気記録媒体の構成、諸元を示す。
・スライダ５０：薄型ロングフェムト型（１×０．７×０．２ｍｍ3）
・ＦＣＡＣ５１：１．８ｎｍ
・再生ギャップ長Ｇs：１７ｎｍ
・再生素子１２：ＴＭＲ（Ｔrw＝３０ｎｍ）
・第１の記録磁極１２２：ＦｅＣｏＦｅ（Ｔww＝６０ｎｍ）、ｄ＝１５ｎｍ、θ＝１５°、β＝１５°
・第２の記録磁極１２４：ＦｅＣｏＮｉ
・ＳＴＯ記録素子４０：Ｃｕ0.99Ａｕ0.01（２ｎｍ）／Ｒｈ（２ｎｍ）／[Ｃｏ0.95Ｐｔ0.05／Ｎｉ0.95Ｐｔ0.05]（３ｎｍ）／Ｃｕ0.98Ｌ0.01（２ｎｍ）／[Ｃｏ0.95Ｉｒ0.05／Ｆｅ0.95Ｉｒ0.05]（１３ｎｍ）／Ｔｉ0.95Ｖ0.05（４ｎｍ）
・ＦＧＬの幅：ＷFGL＝３６ｎｍ
・媒体基板：３．５インチＮｉＰメッキＡｌ合金基板
・媒体構造：潤滑層（１ｎｍ）／Ｃ（２ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ−（ＳｉＴｉ）Ｏ2Ｂ（４ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ−（ＳｉＴａ）Ｏ2（４ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2Ｃ（４ｎｍ）／Ｒｕ（１０ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）／Ｒｕ（０．５ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）
上記で、添加元素Ｌは、Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｉｒとした。また磁気ヘッドスライダ５０には、クリアランス制御用に、抵抗８０ΩのＮｉＣｒ薄膜による熱膨張素子部ＴＦＣ０２ａ，０２ｂを図７のように配置した。
【００５６】
（記録再生特性評価装置と磁気ヘッド選別方法）
本実施例では、基本的な機構、制御機能は図１４と同様であるが、ヘッド駆動制御装置にはバイアス記録電流オーバシュートの半値幅Ｔ50制御機能を有するものを用い、更に図１５に示すサーボ情報記録制御機能を有するサーボ情報記録制御ボード部、及びサーボ情報記録のタイミング制御用のクロックヘッド６０９を追加した記録再生評価装置によって磁気ヘッドを選別する方法について説明する（図１５においては、図１４に示した記録再生特性評価機能の図示を省略した）。
【００５７】
まずマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドのクリアランスを１．５ｎｍとし、サーボ情報記録制御機能を用いてサーボ情報を垂直磁気記録媒体のサーボ領域４０１に記録した。図１５では内周から外周の全領域にサーボ情報を記録した例を示したが、所定の限られた領域（特定ゾーンなど）のみにサーボ情報を記録しても良い。次いでこのサーボ情報を用いて従来方式による位置決めを行い、所定のＩWB(max)，ＭＷＷ，ＭＣＷ，ＭＲＷを有し、良好なエラーレートの記録が可能なマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを選別した（第１の選別プロセス）。
【００５８】
本選別試験に合格したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドに対し、ＦＴＩ特性を短時間でより精度良く選別できる第２の選別プロセスについて検討した。本発明者らが鋭意検討した結果、図９の挿入図に示すバイアス記録電流ＩWBの波形において、（ａ）バイアス記録電流ＩWB波形のオーバシュート部の半値幅Ｔ50を通常の記録時より大きくして立下り時間を長くし、そのバイアス記録電流波形を用いて自己トラックに所定の回数だけ記録を行ってＦＴＩ特性を評価することで、より短時間（より少ない記録回数）で精度良くＦＴＩ不良品を選別できることが判明した。さらに、（ｂ）記録時のクリアランスも小さくすることを併用して評価することにより、より短時間で精度良くＦＴＩ不良品を選別できることも判明した。ただし記録時のクリアランスをあまり小さくすると磁気ヘッドが評価用垂直磁気記録媒体に接触し磨耗してしまうので、クリアランス削減量は０．５ｎｍ程度が好ましく、この場合にクリアランス削減の時間短縮効果は全体の３０％程度であった。
【００５９】
磁界解析などにより本現象のメカニズムについて検討した結果、記録信号の立下がり時間が大きい場合には記録磁極内に過剰な磁束が残留し、磁極部に何らかの欠陥がある場合には、それの位置で記録磁極端部からの漏洩磁界が大きくなる。特にオーバシュート部の半値幅Ｔ50を通常の記録時より大きくすると共にクリアランスを小さくすることにより、その影響度を格段に高めることができるため、結果として、遠隔トラック干渉ＦＴＩの発生確率を実用レベルにまで高くできるためであることが明らかになった。
【００６０】
（選別方法と効果）
本節では、選別方法の実施例とその効果について説明する。バイアス記録電流オーバシュートの半値幅Ｔ50制御機能を持たせたヘッド駆動制御装置を搭載した上記記録再生評価装置により、まず装置と略同じ半値幅Ｔ50（例えば実施例３記載のように２００ｐｓ以下）で記録再生特性を評価してＩWB(max)を選定するとともに磁気ヘッドの選別（第１の選別）を行った。次いでこの試験の合格品について、磁気ヘッドのクリアランスを０．５ｎｍ狭くするとともに、半値幅Ｔ50を種々変えることで記録ヘッドの立下がり時間を変えて２００回同一トラックに記録を行い、ＦＴＩ特性について図６に示すような評価を行なった。
【００６１】
その結果、図９に示すように半値幅Ｔ50を３００ｐｓ、より望ましくは４００ｐｓよりも大きくすることにより、遠隔トラック干渉ＦＴＩの発生確率を大きくできることを確認できた。更に本実施例の記録再生特性評価装置に温度制御機構を設け、３０〜５０℃程度の高温条件で同様に評価を行なった所、５０回程度と非常に短時間の記録で選別できることも確認された。なおこれらのＦＴＩ異常は、スライダ加工プロセスのバラツキにより記録磁極部の絞り部が極端にＡＢＳ面に近くなってしまっているものや、磁性膜の製膜プロセスのバラツキにより磁性膜に段差を生じ、そこに磁区がトラップされる事などによって発生していることが確認された。
【００６２】
以上の知見に基づき、第２の選別評価として、クリアランス第１の選別試験よりも０．５ｎｍ狭くするとともに、バイアス記録電流の半値幅Ｔ50を４００ｐｓとして、図６に示した方法でＦＴＩによるエラーレートの劣化を評価した。ここで自己トラックの記録回数は、１００、２００、５００、１０００、２０００回とした。その結果、２００回の記録でもエラーレートの劣化が認められる磁気ヘッドがあることが確認された。劣化が認めら得ない磁気ヘッド（ランクＡ）、劣化量が所定値（例えば０．１桁）よりも小さければ（ランクＢ）その劣化量は２０００回の記録を行なっても大きくはならないことが確認された。そこで、本実施例の第２の選別法においては、２００回の記録でエラーレートが０．２桁以上劣化したものを不良品（ランクＣ）として除外することにした。なお、記録回数、半値幅の選定は上記の値に限るものではなく、媒体特性、装置の要求仕様などに応じて適正化することが好ましい。
【００６３】
以上の選別プロセスによって、所定の半値幅設定（例えば実施例３記載のように２００ｐｓ以下）でかつ電流値の仕様上限であるＩWB(max)以下のバイアス記録電流で磁気ヘッドを駆動する磁気記憶装置の製造出荷試験（実施例３参照）において、ＦＴＩが誘起される不良ヘッドの割合が０．２％未満と極めて低いことが確認された。これにより、装置仕様としたＭＷＷ３９ｎｍ、ＭＣＷ４２ｎｍ、ＭＲＷ１９ｎｍで、ＦＴＩ耐性が高く、良好なエラーレートの記録が可能なマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドが選別できていることを確認できた。
【００６４】
さらに、メディアサーボライタでサーボ信号を形成した垂直磁気記録媒体に対し、評価装置搭載時のその回転中心を中心としたデータトラックHDDに磁気ヘッドを追従せしめる機能を有する記録再生特性評価装置（図１４）に、バイアス記録電流オーバシュート部の半値幅Ｔ50制御機能を持たせた本実施例のヘッド駆動制御装置を搭載して記録再生特性評価を行うことで、特性評価時の位置決め精度を向上することができ、磁気ヘッドの第１、第２の選別総合歩留りを１０％改善できたので、特に好ましかった。
【００６５】
なお本実施例によるＦＴＩ耐性に関する磁気ヘッド選別法をＳＴＯのない従来の垂直磁気記録ヘッドに対して適用した所、装置状態で消費電力の増大、若干のパフォーマンス劣化などが認められたものの、上記とほぼ同様の効果が得られることが確認できた。
【００６６】
〔実施例３〕
実施例１ないし２のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド及び垂直磁気記録媒体を搭載した磁気記憶装置の実施例を図１０により説明する。
【００６７】
（磁気記憶装置）
図１０に示す本実施の磁気記憶装置は、スピンドルモータ５００、垂直磁気記録媒体５０１、高剛性アーム５０２、ＨＧＡ（以下、磁気ヘッドと略称することがある）５０５、ＨＳＡ（Head Stack Assembly）５０６、ヘッド駆動制御装置（Ｒ／Ｗ−ＩＣ）５０８、Ｒ／Ｗチャネル５０９、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）５１１、バッファメモリを制御するバッファメモリ制御部５１６、ホストインタフェース制御部５１７、ＲＡＭなどを用い制御プログラム及び制御データ（パラメータテーブル）を格納するメモリ部５１８、フラッシュメモリやＦＲＯＭなどを用い制御プログラムや制御データ（パラメータテーブル）を格納する不揮発性メモリ部５１９、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）駆動制御部、ＳＰＭ（Spindle Motor）駆動制御部などから構成されるコンボドライバ５２０、ＭＰＵのバス５１５などから構成される。
【００６８】
ＨＧＡ５０５は、ＳＴＯ、記録再生素子、ＴＦＣなどを有するスライダ５０３と高剛性サスペンション５０４を具備する。ヘッド駆動制御装置５０８は、ＳＴＯを駆動するための駆動信号（駆動電流又は駆動電圧信号）を生成するＳＴＯ駆動制御機能や記録アンプ、再生プリアンプなどを有する。Ｒ／Ｗチャネル５０９は、記録変調部、及び順方向誤り訂正符号の一種であるリードソロモン符号を用いたＲＳ（Reed Solomon）チャネル、もしくは最新のＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルなどの信号処理、再生復調部として機能する。
【００６９】
ＨＧＡ５０５は、ヘッド駆動制御装置５０８に対して信号線接続されており、上位装置となるホスト（図示せず）からの記録命令、再生命令に基づくヘッドセレクタ信号で一つの磁気ヘッドを選択して記録、再生を行う。Ｒ／Ｗチャネル５０９、ＭＰＵ５１０、ＨＤＣ５１１、バッファメモリ制御部５１６、ホストインタフェース制御部５１７、メモリ５１８は一つのＬＳＩであるＳｏＣ（System on Chip）５２１として構成される。５１２はこれと駆動制御部、不揮発性メモリなどを搭載した制御ボードである。なお、必要に応じて高剛性サスペンションや高剛性アームには、振動吸収・抑制体などで構成され、一層の振動抑制を目的とするダンパが貼り付けられる。さらに、高剛性サスペンション５０４やスライダ５０３に、圧電素子、電磁素子、熱変形素子などによる位置微動調整機構（デュアルアクチュエータ、マイクロステージアクチュエータ）を設けることで、高トラック密度時の高速、高精度位置決めが可能となるので好ましい。
【００７０】
ＭＰＵ５１０は、磁気記憶装置の主制御装置であり、記録再生動作や磁気ヘッドの位置決めに必要なサーボ制御などを行う。たとえば、ＭＰＵは、ヘッド駆動制御装置５０８に含まれるレジスタ５１４にその動作に必要なパラメータを設定する。各種レジスタには、後述のように、所定の温度、垂直磁気記録媒体領域毎のクリアランス制御値（ＴＦＣ投入電力値に相当）、ＳＴＯ駆動電流値、予備電流値、記録電流値、それらのオーバシュート量、タイミング時間、環境変化に対する時定数などが、必要に応じて独立に設定される。
【００７１】
Ｒ／Ｗチャネル５０９は信号処理回路であり、情報記録時にはディスクコントローラ５１１から転送された記録情報を符号化した信号５１３をヘッド駆動制御装置５０８に出力し、情報再生時には磁気ヘッド５０５から出力された再生信号をヘッド駆動制御装置５０８で増幅した後に、復号化した再生情報をＨＤＣ５１１に出力する。
【００７２】
ＨＤＣ５１１は、垂直磁気記録媒体上に記録データ５１３を書き込む情報記録の開始（記録のタイミング）を指示するためのライトゲートをＲ／Ｗチャネル５０９に出力することなどにより、記録再生情報の転送制御、データ形式の変換、ＥＣＣ（Error Check and Correction）などの処理を行う。
【００７３】
ヘッド駆動制御装置５０８は、ライトゲートの入力に応じて、少なくともＲ／Ｗチャネル５０９から供給される記録データ５１３に対応する少なくとも１種の記録信号（記録電流）を生成し、通電タイミングを制御されたＳＴＯ駆動信号とともに磁気ヘッドに供給する駆動集積回路で、少なくとも、ヘッド駆動回路、ヘッド駆動電流供給回路、ＳＴＯ遅延回路、ＳＴＯ駆動電流供給回路、ＳＴＯ駆動回路などを含み、ＭＰＵから記録電流値、ＳＴＯ駆動電流値、ＴＦＣ投入電力値、動作タイミングなどが設定されるレジスタを有する。ここで各レジスタ値は、垂直磁気記録媒体の領域、環境温度、気圧などの条件毎に変化させることができる。さらに、ホストシステムとのインターフェースを構成し、磁気記憶装置のメイン制御装置として記録再生動作（記録再生データの転送など）制御、磁気ヘッドの位置決めサーボ制御を実行するＭＰＵからの直接の命令でバイアス記録電流を磁気ヘッドに供給し、さらにＨＤＣから出力されるライトゲートのタイミングにあわせて記録動作を開始する機能も持たせることが好ましい。これらにより、磁気記憶装置の動作を指示するＭＰＵや情報記録を指示するライトゲートの入力に応じてバイアス記録電流や記録信号を供給する手段とＳＴＯ駆動制御手段の動作タイミング、それらの電流波形と電流値、クリアランス制御電力、及び記録磁極への予備電流、記録電流などを自由に設定できる。
【００７４】
なお本実施例のヘッド駆動制御装置では、図９の結果を用い、バイアス記録電流のオーバシュート部の半値幅を２５０ｐｓ以下、より望ましくは２００ｐｓ以下とし、記録磁極内の余分な磁束の残留、それに伴う記録磁極端部からの漏洩、遠隔トラック干渉ＦＴＩの発生確率を低減した。なお記録信号の該半値幅が２００ｐｓよりも大きい場合には、実施例２に述べた方法で磁気ヘッドのＦＴＩ特性を加速評価、選別しておくことで、磁気記憶装置においてＦＴＩ耐性を確保することもできる。但し、高温でのＦＴＩ特性劣化を防ぐために、室温での記録再生特性の選別仕様を過剰に厳しくする必要があり、磁気ヘッドの歩留りが５％程度低下した。また温度センサはＨＤＡ内などに設けられる。
【００７５】
本実施例では、磁気記録媒体が２個、磁気ヘッドが４個の場合を示したが、磁気記録媒体１個に対し磁気ヘッドスライダが１個でも良く、また磁気記録媒体、磁気ヘッドを目的に応じて複数個に適宜増やしても良い。
【００７６】
（磁気記憶装置の調整方法）
前記選別試験に合格したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド４本及び垂直磁気記録媒体２枚を図１０に示した２．５型もしくは３．５型のＨＤＡもしくは磁気記憶装置に組み込み、サーボトラックライタもしくはセルフサーボライト方式により、所定のサーボ情報を記録した。
【００７７】
上記サーボ情報記録工程では、特定の磁気ヘッドのトラック幅に従い、特定のトラックピッチでサーボトラックが形成される。ところが、本実施例のように磁気記憶装置には記録トラック幅の異なる複数の磁気ヘッドが搭載されており、上記トラックピッチは、異なる記録トラック幅を有するその他の磁気ヘッドに対する最適トラックピッチとは必ずしも一致しない。そこで、磁気記憶装置の製造工程で、それぞれの磁気ヘッドのスクウィーズ特性、隣接トラック干渉ＡＴＩ、遠隔トラック干渉ＦＴＩ、７４７特性などを評価し、最適のデータトラックピッチ（トラックプロファイル）を決定し、前記サーボトラックプロファイルからの変換式を求め、この変換式にしたがって垂直磁気記録媒体データトラックプロファイルを決定する。このデータトラックは、サーボ情報とこの変換式を用いて位置決めされる磁気ヘッドにより、ユーザデータの記録再生が行われるもので、プリアンブル・サーボ部、５１２Ｂもしくは４ｋＢのデータ部、パリティ、ＥＣＣ及びＣＲＣ部、及びデータセクタギャップ部で較正される複数のデータセクタから構成される。
【００７８】
最後に、所定の面記録密度を満たす範囲で、全磁気ヘッドにおいて、全ゾーンでのエラーレートが略均一となるように、磁気ヘッド、ゾーン毎にマージンを融通しあい、磁気記憶装置トータルとして最高のパフォーマンスが得られるように、それぞれのトラック密度、線記録密度プロファイルを決定（アダプティブフォーマット）し、そのパラメータを適宜メモリ部に保管、所定の容量を有する磁気記憶装置とした。
【００７９】
なお上記で、図１１に示すように各磁気ヘッドに関して装置動作に必要なパラメータの学習を行なった。すなわち、
(1)まず予め、本発明の垂直磁気記録媒体、マイクロ波アシスト磁気ヘッドにおいて、垂直磁気記録媒体のゾーンＺp（ｐ＝１，…，Ｐ）の所定のトラックｊ、ＴＦＣ投入電力ＰTFC(ｐ)（クリアランス）、所定の線記録密度で、ＩWB(max)以下であり、かつ最も良好な特性が得られる記録電流ＩWB(ｐ，ｊ)と、ＳＴＯ駆動電流ＩSTO(ｐ，ｊ)を求め、特性ばらつきを考慮し、所定のゾーンＺp毎に、検討すべき記録電流IIWB(ｍ)、ＳＴＯ駆動電流IISTO(ｎ)の組を表１（図１２）のパラメータテーブルとして図１０の所定のメモリ部に適宜格納しておく。
【００８０】
(2)磁気記憶装置にＨＧＡを組み込んだ時に一般に磁気ヘッドの浮上姿勢が変わり、クリアランス−ＴＦＣプロファイルが変化する。そこで所定のゾーンＺp（ｐ＝１，…，Ｐ）の所定のトラックにおいて、所定のバイアス記録電流IIWB (０)、所定のＳＴＯ駆動電流IISTO (０)の条件下で、所定のクリアランスとなるＴＦＣ投入電力を評価、その値を初期値PPTFC(０)として設定するとともに、この値を用いてクリアランス−ＴＦＣプロファイルの較正を行なった。
【００８１】
(3)所定のゾーンＺp（ｐ＝１，…，Ｐ）において表１（図１２）のパラメータテーブルに従い、磁気ヘッドＨk（ｋ＝１，…，Ｋ）に関して、上記の較正済みＴＦＣ投入電力ＰTFC(ｐ)（ｐ＝１，…，Ｐ）で、表１のＩWB(ｍ)に従って、所定の線記録密度でＦＴＩを評価し、ＦＴＩが発生しない電流値の組を幾つか選択する。
【００８２】
(4)所定のゾーンＺp（ｐ＝１，…，Ｐ）において、上記の較正済みＴＦＣ投入電力ＰTFC(ｐ)（ｐ＝１，…，Ｐ）で、上記ＦＴＩが発生しない電流値の組に対して、表の矢印のようにＩWB(ｍ)，ＩSTO(ｎ)の組み合わせに従って、所定の線記録密度でエラーレート、ＡＴＩなどの記録再生特性を評価する。本実施例では、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルを用い、セクタエラーレートを指標として評価した。
【００８３】
(5)全セクタで、ＦＴＩによるエラーレートの劣化がなく、セクタ不良率が０の状態となるIIWB(ｍ),IISTO(ｎ)の組の中から、ＳＴＯ駆動電流が小さい（すなわちｎが小さい）バイアス記録電流との組を複数組選定する。
【００８４】
(6)その組合せのヘッド動作条件でクリアランスＣＬ、及びその時のＴＦＣ投入電力PPTFCを評価する。
【００８５】
(7)上記クリアランスＣＬの値が、予め求めておいた信頼性を確保できる最小クリアランスＣＬ(ｃ)以上で、かつＣＬ(ｃ)＋δ以下である組を複数選び、上記合格値の中でｍ，ｎの最も小さな（バイアス記録電流とＳＴＯ駆動電流の最も小さな）パラメータをＰTFC，ＩWB及びＩSTOとし、図１０のメモリ部５１８もしくは５１９のパラメータテーブルに格納した。
【００８６】
ここで、本実施例ではオーバシュートを含むバイアス記録電流は５〜１００ｍＡ、ＳＴＯ駆動電流は１〜１５ｍＡの範囲で検討した。またＳＴＯ駆動電流にオーバシュートIISOVを設けて立ち上がり時間を速くし、上記の諸特性を最適化すればより好ましい。ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネル方式においてはＥＣＣの概念がなく、エラーはリードチャネル内において、繰り返し復号アルゴリズムにより訂正されるためにエラー訂正後のエラーレートしか測定できず、セクタ不良率を指標として記録性能を評価した。しかし、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルでもエラーレート訂正能力を制限して意図的にエラーが起こりやすい条件とした場合や、ＲＳチャネルを用いた場合には、通常のエラーレートを指標として評価しても良い。またゾーンＺp毎のパラメータについては、内周、中周、外周の代表的な３つのゾーンの所定のトラックでパラメータ設定を行い、その値をパラメータテーブルに格納し、それ以外のゾーンにおいては、その値を予め求めておいた変換式を用いて補正して用いても良い。さらに記録、再生時のＴＦＣプロファイルなどに関しては、必要に応じて本補正をゾーン内の各トラックでのパラメータ補正に用いて、トラック毎にＴＦＣを調整すれば、より好ましい。
【００８７】
（磁気記憶装置の制御）
以下、上記データを用いて磁気記憶装置に記録再生を行う本発明の制御方法について説明する。パソコンなどのホスト、上位システムからの情報の記録や再生の命令に従い、磁気記憶装置のメイン制御装置であるＭＰＵ５１０による制御で、垂直磁気記録媒体５０１が所定の回転数でスピンドルモータ５００により回転する。次いで、所定の情報の記録再生を行なう磁気ヘッドＨkが磁気記録媒体上にロードされ、垂直磁気記録媒体のサーボ情報からの再生信号を用いて媒体上の位置を検出する。その位置信号を基に目標位置までの軌跡を計算し、駆動制御部５２０のＶＣＭ駆動制御部がＶＣＭ５２２を制御し、高剛性ＨＳＡ５０６、磁気ヘッドＨＧＡ５０５を、垂直磁気記録媒体の所定のゾーンＺpにおける所定記録トラック上に高速・高精度に移動（シーク動作）させ、そのトラック位置に磁気ヘッドを追従（フォローイング）させる。そして、そのトラック上の所定のセクタＳjにおいて、ＭＰＵのファームウェアプログラムによって情報の記録再生を以下のように行なう。
【００８８】
まず情報記録時には、ホストからの記録命令と記録データをホストインタフェース制御部５１７で受け取ると、記録命令をＭＰＵ５１０で解読し、必要に応じて受信した記録データをバッファメモリに格納する。ＲＳチャネルの場合には、ＨＤＣ５１１でＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)付加、ＲＬＬ符号変換(Run-Length Limited coding)後にＥＣＣ符号を付加し、Ｒ／Ｗチャネル５０９の記録変調系でパリティ付加、記録補償（ライトプリコンペ）などを行い記録データとする。また非ＲＳチャネルの場合には、ＨＤＣでＣＲＣを付加、ＲＬＬ符号変換後にＲ／ＷチャネルでＬＤＰＣが付加され、記録補償などを行ない記録データとする。
【００８９】
次いで、ＨＤＣから垂直磁気記録媒体上のセクタＳjに磁気ヘッドＨk５０３により記録データ５１３を書き込むデータ記録の開始（記録のタイミング）を指示するためのライトゲートが、Ｒ／Ｗチャネル５０９に出力され、ライトゲートの入力に応じて、Ｒ／Ｗチャネル５０９から供給される上記記録データ５１３に対応する記録信号（記録電流）が生成され、通電タイミングを制御されたＳＴＯ駆動信号（駆動電流信号又は駆動電圧信号）とともに駆動信号がＦＰＣ配線５０７を通じて磁気ヘッドＨkの記録ヘッド部に供給され、垂直磁気記録媒体上の所定のゾーンの記録トラック内のセクタＳjにマイクロ波アシスト方法で記録される。ここで、上記工程で求めた、磁気ヘッドＨk及びゾーンＺpにおけるＴＦＣ投入電力、バイアス記録電流及びＳＴＯ駆動電流のそれぞれの最適値SPTFC(ｋ，ｍ)，SIWB(ｋ，ｍ)及びSISTO(ｋ，ｍ，ｎ)をメモリ部からヘッド駆動装置のレジスタに保管し、そのデータを用いてマイクロ波アシスト記録ヘッドを以下のように駆動した。
【００９０】
なお情報再生時には、ホストからの再生命令をホストインタフェース制御部５１７で受け取ると、記録時と同様に選択、位置決め、再生用にクリアランス制御された磁気ヘッドＨk５０３により再生信号が読み取られ、Ｒ／Ｗ−ＩＣで増幅され、ＲＳ符号を用いたＲＳチャネル、ＬＤＰＣ符号を用いた非ＲＳチャネルなどのＲ／Ｗチャネル５０９に伝送される。ここでＲＳチャネルの場合には、信号処理による復号化、パリティのデコードなどが行なわれ、次いでＨＤＣで、ＥＣＣによるエラー訂正、ＲＬＬデコード、ＣＲＣによるエラーの有無確認が行なわれる。一方、非ＲＳチャネルの場合には、エラーはＲ／Ｗチャネル内でＬＤＰＣにより訂正され、次いでＨＤＣで、ＲＬＬデコード、ＣＲＣによるエラーの有無確認が行なわれる。最後に、これらの情報はバッファメモリ５２１にバッファリングされ、ホストインタフェース制御部５１７からホストに再生データとして転送される。
【００９１】
（効果）
本実施例の磁気記憶装置において、所定のゾーン（例えば最内周ゾーンＺ0）の所定のトラック位置に上記のパラメータを用いて室温で記録した自己トラックに対し、数百ないし数千回の記録を行ない、遠隔トラックのエラー耐性を評価するＦＴＩ特性を評価したところ、所定のＦＴＩ耐性が確保できている事を確認できた。
【００９２】
〔実施例４〕
本実施例では、実施例３の磁気記憶装置において、よりロバスト性の高い装置として、装置アイドル時に再記録を行なう方法について説明する。
【００９３】
（磁気記憶装置の調整方法）
まず、同一トラックに特定の回数だけ繰り返し記録が行なわれた場合の書き直し（再記録）をアイドル状態時に行なう適切なタイミングについて説明する。磁気記憶装置においては、書き直し中に電源遮断があった場合に対処するため、該当するトラックのデータをまず再生用のセクタバッファ領域に読み込み、それを磁気記録媒体のリザーブ領域に一旦記録してから、該当トラックに再記録を行っている。このため、データの再記録中にキャッシュされていた情報の読み出し命令が来た場合には、必要なキャッシュ情報が読み出せず、パフォーマンスの劣化を招くことになる。このため、アイドル時に書き直し（再記録）を行なう際に、アイドル状態になった直後に読み出し命令などがこないタイミングを選ぶことが望ましい。
【００９４】
磁気記憶装置においては、一般にアイドルモードなどに移行して消費電力を制御する機能があり、この機能でタイミングを制御すれば上記の危険性は低減できることになる。アイドルモードには、例えば、サーボ機能もオンとして直ちに通常モードに復帰できるパフォーマンスアイドルモード、サーボ機能をオフにし限定した回路のみオンとして消費電力を約１／２に抑えたアクティブアイドルモード、スピンドルは定常回転するが磁気ヘッドをアンロードしてしまう低パワーアイドルモードなどがある。ところが、パフォーマンスアイドルモードでは、再記録時に上記パフォーマンス劣化の危険性が高い。このため上記の再記録を行なうアイドルモードとして、記録再生が可能なアクティブアイドルモードが好ましく、本実施例では再記録が必要な場合には、アクティブアイドルモード移行時に実施することにした。
【００９５】
図１３に、そのフローチャートに示す。すなわち、同一トラックに繰り返し行なわれた磁気記録の回数（繰り返し記録回数）を計測しておき、再記録が必要な可能性のあるトラックは予め複数登録しておく。記録時にその回数が、ＦＴＩの影響を評価すべき所定の回数（評価移行回数）を超え、所定の領域でのＦＴＩを評価し書き換える必要があると判断された場合には、装置がアクティブアイドル状態にあるかどうかを判定する。装置がアクティブアイドル状態にあれば、ＦＴＩによるエラーレート劣化が所定値を超えていれば書き直し（再記録）を行い、上記繰り返し記録回数をリセットする。
【００９６】
一方、記録後に装置がなかなかアクティブアイドル状態にならずに、記録が繰り返される場合には、記録回数が所定の臨界回数を超えたか否かを判定し、所定の臨界回数を超えた場合には、強制的に装置をアクティブアイドルモードに移行してＦＴＩによるエラーレート劣化量の評価プロセスを実行し、ＦＴＩによるエラーレート劣化量が所定値（図１３のCritical値）を超えた場合には再記録を行い、上記繰り返し記録回数をリセットすることにした。
【００９７】
（効果）
実施例３の磁気記憶装置においては、実施例１、２で説明した磁気ヘッド選別試験を行なった場合にはＦＴＩによるエラーレート劣化の問題は起きず、例えば評価移行回数を１０００回、臨界回数を１５００回とした本方式では、室温ではパフォーマンス劣化を起こさずに装置動作を確保できることを確認した。
【００９８】
そこで選別仕様を大きく緩和し、高温条件でＦＴＩによるエラーレートの劣化が僅かに観察された磁気ヘッドを磁気記憶装置に組み込み、更にクリアランスを標準条件よりも０．５ｎｍ小さくし、かつ、装置環境温度５０℃で２００本の任意の位置にある同一トラックにそれぞれ１０万回の記録を行い、ＦＴＩ耐力を加速評価した。その結果、本方式を用いない場合には、ＦＴＩによるエラーレートの劣化が１〜２桁発生し、本方式の効果を確認できた。
【００９９】
また図１３に示した、アクティブアイドル時間を利用して再記録（書き直し）を行なう方法においては一般に消費電力は増大するが、実施例１、２で説明した磁気ヘッド選別試験に合格した磁気ヘッドにおいては、その増加の悪影響は実質的に認められず、本方式と実施例１、２で説明した磁気ヘッド選別試験の組み合わせは、特に好ましかった。
【０１００】
上記の効果を勘案し、上記の高温加速試験でＦＴＩによるエラーレートの劣化が生じない範囲で磁気ヘッドの選別仕様を緩和したところ、磁気ヘッドの歩留りを７％改善する事ができ、非常に好ましかった。なお本選別ヘッドを実施例３の磁気記憶装置に組み込んで特性を評価した所、パフォーマンス、消費電力の劣化、及びＦＴＩは認められないことも確認した。
【０１０１】
以上のように、マイクロ波アシスト記録ヘッドを用いた本実施例の方法により、遠方のトラックを消去してしまい、この書き直し範囲が広域に及ぶＦＴＩに関しても、磁気記憶装置のパフォーマンスを劣化することなく、必要に応じて情報の書き直しができ、高い信頼性を有する大容量磁気記憶装置、及びマイクロ波アシスト記録ヘッドを高い製造歩留りで提供できる事が確認できた。
【０１０２】
〔実施例５〕
本実施例では、実施例３、４の磁気記憶装置において、環境温度調整を行なう方法について説明する。
【０１０３】
（磁気記憶装置の調整方法）
実施例３で説明したパラメータテーブルの値は、初期値として装置内常温（３０℃）での制御値が登録される。ところが実際には、クリアランスは温度変化時の熱膨張によって変化する。さらに、垂直磁気記録の保磁力においては、その温度依存性が２０Ｏｅ／℃程度と大きく、高温では保磁力が低下して記録しやすくなるために、ＦＴＩの耐性が劣化する。逆に低温では保磁力が高くなるため記録がより困難となる。そこで本実施例では、これらの温度補正を行うようにした。
【０１０４】
すなわち、まず別途組み立てた磁気記憶装置において、予め各温度でクリアランス評価試験、記録再生特性評価試験を行い、単位温度当りの制御値への変換式を実験的に求めた。最後に、このパラメータを磁気記録装置のパラメータテーブルに組み込み、これに従って温度補正を行うようにファームウェアプログラムを組んだ。
【０１０５】
磁気記憶装置の実機動作状態で環境温度が変化した場合には、記録再生時に、装置内に設置された温度センサにより温度Ｔを読み込んで常温との温度差ΔＴを算出し、温度補正値を初期値に加えて温度補正した。例えばＴＦＣ投入電力においては、低温ほど大きく、高温になるほど小さくなるような温度依存性を持たせ、バイアス電流においては、略一定とした。またＳＴＯ駆動電流は、低温ほど大きく、高温になるほど小さくなるような温度依存性を持たせた。なお、機構系の共振も温度特性変化が大きいため、ＮＲＲＯ（Non-repeatable run-out）の影響を抑制するため、温度に応じて特性を変えるサーマルノッチフィルタを同時に導入して適宜学習を行い、より安定な磁気ヘッド位置決め制御系を構成した。
【０１０６】
（効果）
本実施例の温度補正を行う事により、低温において記録性能を向上することが可能となり、より磁気性能の高い（保磁力の高い）磁性材料を垂直磁気記録媒体に用いる事ができるようになった。このように垂直磁気記録媒体の磁気異方性定数Ｈｋを高くして設計の自由度を大きく改善できたため、磁気記憶装置の平均的なエラーレートを約０．５桁改善できた。さらに高温で懸念されるＦＴＩのマージンも６０℃においても充分確保でき、逆に低温で懸念される記録能力不足についても−５℃で問題なく記録再生ができることが確認され、実施例３、４のいずれの磁気記憶装置においても、−５℃から＋６０℃の広い温度範囲で磁気記憶装置の信頼性を充分確保できている事が確認できた。
【０１０７】
特に実施例４の磁気記憶装置においては、磁気ヘッド、磁気記録媒体の選別仕様を緩和できたため、装置としてのパフォーマンス、歩留りの劣化を招くことなく、磁気ヘッドの歩留りを実施例３の磁気記憶装置に比べて総合的に１０％向上でき、特に好ましかった。
【０１０８】
〔実施例６〕
本実施例では、幅広のＦＧＬを有するマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドを用いて、その略１/２〜１/３の大きさのピッチで重ね記録を行なう、いわゆる瓦記録方式の磁気記憶装置について説明する。
【０１０９】
（磁気ヘッド及び垂直磁気記録媒体）
マイクロ波アシスト磁気記録再生ヘッドを図７に示すものとし、記録ギャップ長ＧLを４５ｎｍ、磁極１２２先端からＦＧＬ表面までの距離を１５ｎｍ、ＳＴＯ素子高さを４０ｎｍ、ＦＧＬ幅ＷFGLを５０ｎｍとした。
【０１１０】
なお、磁気ヘッドスライダ５０には、クリアランス制御用に、抵抗８０〜１２０ΩのＷもしくはＮｉＣｒ薄膜からなる熱膨張素子部ＴＦＣ０２ａ，０２ｂを図７に示したように配置し、クリアランスを制御した。
【０１１１】
垂直磁気記録媒体１３０は、磁性層を１３３，１３９，１３４の３層とし、マイクロ波アシスト効果が最も強く働く最表面の異方性磁界Ｈｋを大きくし、記録磁極からの記録磁界では十分な記録ができず、ＳＴＯ４０を同時に動作させることで始めて充分な記録ができるように磁性膜の構成元素、膜厚などを調整し、磁性層最上層１３３、中間層１３９、最下層１３４のＨｋは、それぞれ２１ｋＯe，１６ｋＯe，１８ｋＯeとした。
【０１１２】
以下に、本実施例のマイクロ波アシスト磁気記録ヘッド、垂直磁気記録媒体の構成、諸元を示す。
・スライダ５０：薄型ロングフェムト型（１×０．７×０．２ｍｍ3）
・ＦＣＡＣ５１：１．８ｎｍ
・再生ギャップ長Ｇs：１７ｎｍ
・再生素子１２：ＴＭＲ（Ｔrw＝３０ｎｍ）
・第１の記録磁極１２２：ＦｅＣｏＦｅ（Ｔww＝６０ｎｍ）、ｄ＝１５ｎｍ、θ＝１５°、β＝１５°
・第２の記録磁極１２４：ＦｅＣｏＮｉ
・ＳＴＯ記録素子４０：Ｃｕ0.99Ａｕ0.01（２ｎｍ）／Ｒｈ（２ｎｍ）／[Ｃｏ0.95Ｐｔ0.0５／Ｎｉ0.95Ｐｔ0.05]（３ｎｍ）／Ｃｕ0.98Ｒｕ0.01（２ｎｍ）／[Ｃｏ0.95Ｉｒ0.05／Ｆｅ0.95Ｉｒ0.05]（１３ｎｍ）／Ｔｉ0.95Ｖ0.05（４ｎｍ）
・ＦＧＬの幅：ＷFGL＝５０ｎｍ
・媒体基板：３．５インチＮｉＰメッキＡｌ合金基板
・媒体構造：潤滑層（１ｎｍ）／Ｃ（２ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ−（ＳｉＴｉ）Ｏ2Ｂ（４ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ−（ＳｉＴａ）Ｏ2（４ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2Ｃ（４ｎｍ）／Ｒｕ（１０ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）／Ｒｕ（０．５ｎｍ）／ＣｏＦｅＴａＺｒ（１０ｎｍ）
【０１１３】
（磁気記憶装置及びその調整方法）
上記ＷFGL５０ｎｍのマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドと、サーボ情報を記録していない消磁状態の垂直磁気記録媒体を、それぞれ２．５型、３．５型磁気記憶装置に組み込み、３８ｎｍのトラックピッチ（ＴＰop）で瓦記録方式によりサーボパターンを記録し、実施例３と同様の方法で瓦記録方式の磁気記憶装置を組み立て、実施例３〜５と同様に調整し、３８ｎｍのトラックピッチ３８ｎｍの瓦記録方式の磁気記憶装置とした。
【０１１４】
（効果）
瓦記録方式により、幅広のＦＧＬによる強いマイクロ波アシスト記録を行なうことにより、ＷFGLを３６ｎｍとして同じトラックピッチの装置を構成した場合に比べ、装置のエラーレートを１桁高くでき、同じ装置容量とした場合にその装置歩留りを１０％程度高くできた。
【０１１５】
さらに本磁気記憶装置においては、−５℃から＋６５℃の広い温度範囲で耐食性、遠隔トラック干渉ＦＴＩを含めた環境温度変化への追従性、連続記録再生信頼性、ＨＤＩ信頼性を確保できている事も確認できた。
【０１１６】
なお実施例１〜６で説明した本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である
【符号の説明】
【０１１７】
０２：熱膨張素子部（ＴＦＣ）
１２：センサ素子
２２：第１の記録磁極
２４：第２の記録磁極
２６：ＳＴＯ発振制御磁界
３０：磁気記録媒体
４０：高周波磁界発振素子部（ＳＴＯ）
４１：高周波磁界発生層（ＦＧＬ）
４３：スピン注入層
４７：高周波磁界
５０：スライダ
１００：ヘッド走行方向
１３０：磁気記録媒体
５００：スピンドルモータ
５０５：ＨＧＡ(Head Gimbal Assembly)
５０６：ＨＳＡ(Head Stack Assembly)
５２２：ＶＣＭ(Voice Coil Motor)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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