(57)【要約】  デジタル磁気光学信号書き込み/読み取りヘッドに使用される集積磁気光学素子の製造方法及び、当該方法に従った集積磁気光学素子。デジタル磁気光学信号書き込み/読み取りヘッドに使用される集積磁気光学素子の製造方法において、薄膜コイルの製造技術はレンズ製造技術と組み合わせられることで、動作中に記憶媒体表面上に少し“浮いている(flying)”エアベアリング面を有するスライダに使用される高性能、高信頼性及び省コストのレンズ-MFMコイルの組み合わせが実現される。本方法は2つの主な工程を有する。工程Iでは、薄膜技術によってMFMコイルが作製され、工程IIでは、MFMコイル(106)が設けられている透明（たとえばガラス）プレート(109)上部に対物レンズ(114)が作製される。
2007529839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気光学書き込み及び/又は読み取りヘッドで使用される集積磁気光学素子の製造方法であって：
薄膜面内磁気コイルを透明基板内又は透明基板上に形成する工程；及び、
上記工程に引き続いて、前記基板上に対物レンズを形成する工程；
を有する方法。
【請求項２】
前記対物レンズは比較的非常に大きな開口数(NA)を有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記対物レンズは、NA>0.85であることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記対物レンズは、NA>0.9であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記薄膜面内磁気コイルは、前記基板上への導電層の堆積又はガルバニック成長によって形成されることを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか1つに記載の方法。
【請求項６】
2層以上の導電性材料が半導体基板上に供され、
前記材料は引き続いて透明基板に架橋される、
ことを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか1つに記載の方法。
【請求項７】
前記磁気コイルは、絶縁性材料によって隔離される、少なくとも2層の導電性材料を有することを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1に記載の方法。
【請求項８】
前記対物レンズは、ガラス-フォトポリマー複製技術、ガラスモールド又はプラスチック注入モールドのうちの1つの方法によって作製されることを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか1つに記載の方法。
【請求項９】
対物レンズのアレイは、上に複数の各対応する磁気コイルを有する基板上に形成、又は設置され、
続いて前記基板は複数のレンズ-コイルの組み合わせに切断されること、
を特徴とする、上記請求項のうちのいずれか1つに記載の方法。
【請求項１０】
単一レンズは、単一磁気コイルを有する基板上に設置、又は形成されることを特徴とする、請求項1から8までのうちのいずれか1つに記載の方法。
【請求項１１】
透明基板内又は透明基板上の薄膜面内磁気コイル及び、対物レンズを有し、
請求項1から10までのうちのいずれか1つに従って作製される、
ことを特徴とする集積磁気光学素子。
【請求項１２】
請求項1から10までのいずれか1つに記載の方法に従って集積磁気光学素子を製造する工程を有する、磁気光学書き込み及び/又は読み取りヘッドの製造方法。
【請求項１３】
請求項12に記載の方法に従って製造される磁気光学読み取り及び/又は書き込みヘッド。
【請求項１４】
別なレンズが前記レンズ-コイルの組み合わせの上に供されることを特徴とする、請求項13に記載の磁気光学書き込み及び/又は読み取りヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にデジタル磁気光学情報記憶、特にデジタル磁気光学信号書き込み/読み取りヘッドに使用される素子の製造方法及びその製造方法によって製造された素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学情報記録は高密度記録方法として発展してきた。高密度記録を実現する1つの方法は磁気光学(MO)記録を適用することである。そのような記録過程では、データは記録層の磁気粒子を分極させる磁場を使用することで磁気媒体、たとえばディスク、の磁気記録層中に書き込まれる。情報はそのような層から偏光のカー回転を光学的に検出することで読み取ることが可能である。偏光は有意な層から反射される。
【０００３】
大抵の磁気媒体では、その高い保磁力のため磁気材料の完全分極を実現するに比較的大きな磁場が必要となる。磁気媒体の加熱は、完全分極に必要な磁場強度の閾値を劇的に減少させる。
【０００４】
熱的に支援された磁気記録はこの現象を利用する。たとえばレーザーパルス磁場変調(LP-MFM)によるMOライトストラテジでは、レーザーパルスのタイミングと同期する磁場が加熱領域を分極する一方で、レーザーパルスは磁気媒体を局所的に加熱するのに使用される。LP-MFM磁気光学記録に適する磁気ヘッドは磁場変調(MFM)コイルを有していなくてはならず、かつ大抵の場合レーザービームを導光する透明導波路を有する。レーザービームは磁気媒体の加熱、及びカー効果の検出を介した磁気媒体からのデータの読み取りの両方に使用することが可能である。大抵の場合、限られた消費電力で十分高い磁場強度を実現するため、透明導波路はコイルと同軸に配置され、コイルの内部半径は可能な限り小さくする。
【０００５】
熱的に支援された磁気記録によってMO媒体上に書き込み可能なデータビットのサイズは集束レーザービームのスポットサイズ並びにスポット及び媒体それ自体の温度プロファイルによって制限される。スポットの光学的サイズは使用されるレーザー光の波長及び光路の開口数(NA)に依存する。それにより、0.61λ/NAのオーダーの半径(r)を有する限られた回折スポットが得られる。近接場記録では、NA≧1は、エバネッセント波を使用することで可能となる。エバネッセント波とは、屈折性光学素子の全内部反射面で起こる。その際に求められることは、磁気ヘッド特にその光学素子は使用されているレーザー光波長の比となる距離のみで記録媒体に対して設置されることである。近接場記録のようなMO記録における高記録密度を実現するため、ヘッドと媒体との距離はサブミクロン範囲にまで減少させるのが望ましい。
【０００６】
記憶媒体への磁気記録を行う既知のシステムでは、光学素子はスライダと組み合わせられる。スライダはサスペンションによって運ばれ、アクチュエータの対物レンズより下に設置される。MFMコイルはスライダに集積される。スライダは、スライダが動作中に記憶媒体表面より少し上（約〜1:m）“浮いた”状態にするためのエアベアリング面(ABS)と共に供される。
【０００７】
次世代高密度磁気光学応用では非特許文献1で説明されているように、たとえばドメイン拡張技術、高NA光学及び高速磁場変調が必要となり、アクチュエータ及びスライダ設計の両方に基づく様々なシステムが行われてきた。
【０００８】
図1A及び図1Bを参照すると、2つの異なる基本的な空気流を利用した記録技術(air  incident  recording  technique)が概略的に図示されている。図1Aの構成では、スライダ100がディスク102上より〜1φmで浮いた状態で図示されている。ディスク102上には、14φmのアクリルカバー104が記録スタック上部に堆積されている。MFMコイル106はスライダ100の一部を形成するガラス板109のエアベアリング表面108に集積され、よって記録層102から約15φmに位置する。レーザー光112は最初、板109を通り抜けてディスク102に向かう前に、対物レンズ114に入射する。
【０００９】
図1Bで図示された構成は図1Aの構成と多くの点で似ており、これらの同様の構成要素については同一の参照番号が付されている。しかし、この場合、アクチュエータ110は、ガラス板109内に設けられているMFMコイル106と空気流を利用した記録スタック102との間の間隔15φmを制御するために供されている。
【特許文献１】国際公開第01/82299号パンフレット
【特許文献２】国際公開第02/13188号パンフレット
【非特許文献１】H.Awano,  S.Ohnuki,  H.Shirai,  N.Ohta,”Magnetic  Domain  Expansion  Readout  for  an  Ultra  High  Density  MO  Recording”,  IEEE  Transactions  on  Magnetics  5(1997),  p.33
【非特許文献２】J.Braat,  A.Smid,  M.Wijnakker,  Appl.  Opt.  24(1985),  p.1853
【非特許文献３】S.Hirota,  ”Progress  of  Aspheric  Glass  Lenses”,  International  Workshop  on  Optics  Design  and  Fabrication(ODF’98)  ,(Tokyo  1998),  p.29
【非特許文献４】G.Poetsch,  W.Michaeli,  ”Injection  Moulding”,  (C.Hanser  1995)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、信頼性がありかつ、薄膜コイル製造技術と対物レンズ作製技術とを組み合わせることで薄膜コイルと対物レンズとの組み合わせを有する、単一又は省コストで集積された構成要素を製造する方法を提供することである。磁気光学書き込み及び/又は読み取りヘッドの製造方法であり、磁気光学書き込み及び/又は読み取りヘッドは本方法で製造されるため、磁気光学素子もまた提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に従うと、磁気光学書き込み及び/又は読み取りヘッドに使用される集積された磁気光学素子の製造方法が提供される。当該方法は、透明基板内又は透明基板上に薄膜の面内磁気コイルを形成する工程及び、当該基板上に対物レンズを形成する工程を有する。
【００１２】
本発明はまた、透明基板内又は透明基板上に薄膜面内磁気コイルを有する集積磁気光学素子に拡張する。素子は上述の方法に従って製造される。
【００１３】
対物レンズは有利になるように比較的大きな開口数(NA)を有する。典型的には0.85より大きく、より好適には0.9よりも大きい。薄膜面内磁気コイルはたとえばCuのような導電性材料を透明基板上に堆積又はガルバニック成長することによって形成されることが好ましい。1つの好適実施例では、磁気コイルは少なくとも2層の導電性材料を有する。2層の導電性材料は絶縁性材料で隔離されている。あるいはその代わりに、2層以上の導電性材料をSi基板上に供しても良い。これは引き続き、シリコン・オン・エニシング(SoA)技術によって透明基板と接合する。
【００１４】
対物レンズはガラス-フォトポリマー複製技術、とりわけガラスモールド技術又はプラスチック注入技術によって製造可能である。1つの実施例では、対物レンズのアレイは基板上に供された複数の各対応する磁気コイルを有する基板上に形成、すなわち設けられ、そこで基板は複数のレンズ-コイルの組み合わせに切断される。あるいはその代わりに、単一レンズが単一磁気コイルを有する基板上に設けられる。
【００１５】
本発明に従った磁気光学書き込み及び/又は読み取りヘッドでは、別なレンズがレンズ-コイル組み合わせ上に供されて良い。
【００１６】
本発明のこれら及び他の態様は本明細書中で説明される実施例から明らかとなる。
【実施例】
【００１７】
ここで本発明の実施例を添付の図を参照しながら例示することによって説明する。
【００１８】
「発明が解決しようとする課題」で述べたように、実用的な高NA対物レンズは単一レンズ又は、製造許容度を拡大するために2つの異なるレンズの組み合わせたものを有して良い。たとえば、ガラス2P技術（非特許文献2）、ガラスモールド技術（非特許文献3）、プラスチック注入モールド技術（非特許文献4）及びより直接的にベアのプラスチックからレンズをダイアモンド旋盤で作製する技術のような、それぞれ異なるレンズを製造する技術を、小さなレンズの作製に応用することが可能である。
【００１９】
さらに、高速MFMコイルは必然的に小さくなるという事実を考慮すると、そのようなコイルは既知の薄膜技術を使用して作製して良い。実用的な薄膜磁気コイルの設計は既知であり、より詳細には特許文献1で説明されている。加えて、たとえば、ガラス基板への標準的ガルバニック成長(galvanic  growth)又は、小さなコイルを作製するシリコン・オン・エニシング(SoA)技術のような、これらの様々な技術は特許文献2で説明されているように既知である。
【００２０】
上述のように、本発明の目的は、薄膜コイルの製造技術とレンズ作製技術とを組み合わせることである。その際、高性能、高信頼性及び省コストのレンズ-MFMコイルの組み合わせの実現が可能となる。
【００２１】
本発明における以下の典型的な実施例を行う方法は、2つの主工程を有する。工程1は、薄膜技術によるMFMコイルの作製であり、工程2は、MFMコイルが設けられている透明板（たとえばガラス板）上部への対物レンズの作製である。
[工程1]
本発明の1つの典型的な実施例では、特許文献1で説明されているような多層MFMコイルを使用するのが望ましく、その際には標準的な薄膜技術を使用して良い。よって、ガラス(BK7)のような透明材料、又は石英のような結晶材料で開始して、2つ以上のコイル層が基板上に堆積又はガルバニック成長され、2つ以上の層は互いに実質的に平行に延在する。コイルは各対応するSiO2又はAl2O3のような絶縁材料(isolating  material)によって互いに分離されている。これらの絶縁材料はスパッタ技術を使用して堆積することが可能である。平坦化工程後、この製造技術の結果は典型的には、透明材料の平坦なウエハとなり、一連のMFMコイルはそこに埋め込まれる。
【００２２】
本発明における別な典型的実施例では、シリコン・オン・エニシング技術について開示している特許文献2で説明されているような別な製造技術を採用して良い。本方法は、SiO2若しくはAl2O3のような酸化物がたとえば熱酸化、スパッタリング又は蒸着によって堆積されることで薄膜上部層3が形成されるSi基板で開始される。続いて、1つ以上のコイル巻部分を有する第1の導電層又は金属層7aが、たとえば、スパッタ堆積法又は金属又は他の適切な導電性材料の電着によって基板1の1つの面上に堆積される。そこで、非導電層7bがたとえばSiO2若しくはAl2O3の堆積、又はポリマーのスピンーコーティングによって第1導電層7a上に形成される。その後、第2導電層7cが絶縁層7b上に形成され、相互接続はたとえば、第2導電層7cが形成される前に非導電層7bを局所的にエッチングすることで実現される。よってこの技術を使用することで、一連の埋め込みコイルを有するウエハが形成される。ただし基本基板は図2Aで図示されているように透明板（たとえばガラス板）よりはむしろ標準的シリコンである。従ってこの場合、基板1は第2透明基板9（たとえばガラス基板）に架橋、特に接着（層11を介して）することが可能である。適切な接着剤はたとえば、アクリル酸樹脂ニス又は、1,6-ヘキサンジオジアクリレート(1,6-hexanediodiacrylate)である。シリコン基板1及び1つ以上の導電層開口部はたとえば加熱KOHエッチングによってエッチングされ、図2Bで図示されているように空気ベアリング面15を形成する。しかし、それに代わって、シリコンウエハを、工程2の過程中にそのままにしておいても良い。
[工程2]
透明板中に埋め込まれたMFMコイルの製造方法に関係なく、対物レンズは、多数の各異なる方法で透明板上に製造することが可能である。
【００２３】
たとえば、ガラス-フォトポリマー過程は、コイルを有するガラス板上部に非球面レンズを直接複製するのに使用することが可能である。複製は、モールドを目的として薄膜ラッカー層が基板、たとえばガラス板上に形成される技術である。好適方法では、UV処理したラッカーが使用される。UV処理後、ラッカーは良好な化学的及び機械的耐性を有する安定なポリマーを形成する。モールドは剥離層によって処理されて良い。剥離層は多数のレンズの複製を再度の処理を行うことなく可能にする。ラッカーがモールドを介しても照射されるように、モールドはUV光に対して透明な材料（たとえば溶融石英）で構成されて良い。
【００２４】
簡潔に説明すると、本方法はモールドをラッカーで満たす工程及びモールド上部にガラス板を設置する工程を有する。ガラス板はモールドの反対側に設置され、適切に位置合わせされる。ガラス板が十分に位置合わせされているとき、ラッカーはUV光照射によって硬化する。よって、ガラス板上に非球面レンズのアレイを複製し、ガラス板をレンズ/コイルユニットに分離することが可能となる。これは非常に省コストなプロセスである。図3を参照すると、ガラス/2Pモールドプロセスを使用することで、本発明の典型的実施例で使用される非常に高品質なレンズの作製が可能であることが図示されている。図1A及び図1Bでの同様の素子に付された同一の参照番号を使用すると、基板109上に供されるレンズ112は開口数NAが0.85、入射瞳が1.0mm及び波長405nmを有する。フリーワーキングディスタンスは10μmである。
【００２５】
他の実施例では、注入モールドレンズのアレイが作製され、ガラス板上部に設けることが可能である。ウエハは、レンズ/コイルユニットに分割される。
【００２６】
さらに他の実施例では、分割された対物レンズはガラス/2Pガラスモールドプロセス又はプラスチック注入モールドプロセスによって作製可能であり、これらの分割されたレンズは各対応するガラス板（板にはMFMコイルが埋め込まれている）上に設けることが可能である。これは、各レンズ-MFMコイルの組み合わせを製造するプロセスにおける分離した設置工程を必要とするが、レンズの製造許容度を緩和する。
【００２７】
さらに別な典型的実施例では、図4を参照すると、レンズ114が上述のようにMFMコイルが埋め込まれているガラス板上に供されている。レンズ114はガラス球面（ガラスモールド技術によって作製された）、プラスチックレンズ（プラスチック注入モールド処理で作製された）又は、上述のガラス/2P方法で作製されたレンズを有して良い。続いて付加的レンズ116が、このガラス板/コイル/レンズユニット上に設けられる。これは、付加的工程を必要とするが、コイルを有し、典型的にはNA>0.85又はNA>0.9でさえあるような非常に高NAの対物レンズを得ることが可能である。1つの特定例では、レンズは、NA=0.95、入射瞳が1.5mm及び波長405nmを有する。フリーワーキングディスタンスは10μmである。
【００２８】
よって、本発明は高性能、高信頼性及び省コストのレンズ-MFMコイルの組み合わせを提供する。この組み合わせは全ての磁気光学(MO)記録システムでの使用に適している。
【００２９】
本発明の実施例は上の例でのみ説明される。これまで説明してきた実施例を、添付請求項で定義される本発明の技術的範囲から離れることなく修正及び変更することが可能であることは当業者には明白である。本発明は、複数のはっきりと識別できる素子を有するハードウエア及び適切なプログラミングがなされたコンピュータによる実装が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】従来技術に従った磁気光学書き込み/読み取りヘッドに使用される第1スライダ設計の概略図である。
【図１Ｂ】従来技術に従った磁気光学書き込み/読み取りヘッドに使用される第2スライダ設計の概略図である。
【図２Ａ】透明基板内に薄膜コイルを形成するシリコン・オン・エニシング(SOA)技術での中間工程の概略図である。
【図２Ｂ】図2AのSOA技術での最終工程の概略図である。
【図３】本発明の第1実施例に従った磁気光学素子を概略的に図示している。
【図４】本発明の典型的実施例に従った磁気光学素子を概略的に図示している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2007529839.tif 000009
2007529839.tif 000010