(57)【要約】【課題】近接場光による光アシスト型磁気ヘッドにおいて、磁気記録媒体との相対的傾きによる接触を回避する。【解決手段】対物レンズ２と、半球／超半球レンズ３とを有する２群集光レンズ系４と、薄膜磁気ヘッド素子５とを有し、半球／超半球レンズ３が、球面側レンズを構成するレンズ本体３Ｌと、磁気記録媒体１１との対向面側に配置される光透過性基板３Ｓとの合体により構成され、光透過性基板３Ｓは、レンズ本体３Ｌより外側に延長して形成され、光透過性基板３Ｓに薄膜磁気ヘッド素子５が形成され、光透過性基板３Ｓの磁気記録媒体１１との対向面が、薄膜磁気ヘッド素子５が形成された中央領域を残して、周辺に向って磁気記録媒体１１から離れるように２段階の段差ｄ１，ｄ２を有して後退されて成る。【選択図】図２
2008159150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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合体により構成され、
前記光透過性基板は、前記レンズ本体より外側に延長して形成され、
前記光透過性基板に、薄膜磁気ヘッド素子が形成され、
前記光透過性基板の前記磁気記録媒体との対向面が、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成された中央領域を残して、周辺に向って前記磁気記録媒体から離れるように２段階の段差を有して後退されて成る
ことを特徴とする光アシスト型磁気ヘッド。
【請求項２】
前記２段階の段差のうち、第１の段差は、入射光を遮蔽しない浅い段差に設定され、
第２の段差は、前記第１の段差より深い段差に設定されて成る
ことを特徴とする請求項１記載の光アシスト型磁気ヘッド。
【請求項３】
前記第１の段差をｄ１、前記光透明性基板中心から第１の段差の終端までの半径をｒ１、前記第２の段差をｄ２，前記半球レンズもしくは超半球レンズの最大長さをｒ２としたとき、
ｒ１≦（ｄ１×ｒ２）／（ｄ１＋ｄ２）
の式を満足する
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。
【請求項４】
前記光透過性基板の前記レンズ本体より外側に延長する延長部に、前記薄膜磁気ヘッド素子の端子導出配線に接続する電極パッドが形成されて成る
ことを特徴とする請求項１記載の光アシスト型磁気ヘッド。
【請求項５】
対物レンズと、半球レンズもしくは超半球レンズを有する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形成工程と、
前記レンズ本体の磁気記録媒体との対向面側に、薄膜磁気ヘッド素子が配置され、前記レンズ本体より外部に延長された延長部を有する光透過性基板を接合する接合工程と、
前記光透過性基板の磁気記録媒体と対向する面に、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成された中央領域を残して第１の段差を形成する第１の段差形成工程と、
前記光透過性基板の磁気記録媒体と対向する面に、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成された中央領域と前記第１の段差の一部の領域を残して第２の段差を形成する第２の段差形成工程とを有する
ことを特徴とする光アシスト型磁気ヘッドの製造方法。
【請求項６】
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合体により構成され、
前記光透過性基板は、前記レンズ本体より外側に延長して形成され、
前記光透過性基板に薄膜磁気ヘッド素子が形成され、
前記光透過性基板の前記磁気記録媒体との対向面が、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成された中央領域を残して、周辺に向って前記磁気記録媒体から離れるように２段階の段差を有して後退されて成る
ことを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アシスト型磁気ヘッドとその製造方法、および磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体に対する高密度記録化の要求が高まっている。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や、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、ここ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。
【０００３】
このような光アシストによる磁気記録においては、高記録密度化、すなわち微小記録ビットを形成する上で、その光スポットの微小化が必要となる。通常の集光レンズにおいては、そのスポット径は使用光の波長と、レンズの開口数（ＮＡ）によって決まる。通常のレンズにおいては、開口数に制約があり、スポット径の微細化に限界を来している。これに対して、使用する光の波長に対して高屈折率を有する半球レンズ（ＳＩＬ：Solid Immersion Lens）もしくは超半球レンズ（超ＳＩＬ：Super Solid Immersion Lens）を用いた近接場光によるスポットは、スポット径の微細化が図られることから、この半球レンズもしくは超半球レンズによる近接場光を用いた光アシスト型磁気ヘッドも提案されている（例えば特許文献１、２及び３参照）。
【０００４】
特許文献３の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からなる２群集光レンズ系を有し、半球レンズもしくは超半球レンズがレンズ本体と光透過性基板とを接合一体化して形成され、光透過性基板に薄膜磁気ヘッドが形成されて構成される。
【０００５】
この光アシスト型磁気ヘッドの製造は、使用波長の光に対して透明で高屈折率を有する光学部材からなる第１ブロックの端面に薄膜磁気ヘッドを形成し、この薄膜磁気ヘッドを挟むように同じ光学部材からなる第２ブロックを光学接着剤を介して接合した後、平面研磨して所定の板厚の光透過性基板を形成する。次いで、平面研磨した半球レンズを光透過性基板に光学接着剤を介して接合して得ている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３４５１３号公報
【特許文献２】特開２００６−１３９８２６号公報
【特許文献３】特開２００６−２８６１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の光アシスト型磁気ヘッドは、光透過性基板の磁気記録媒体に対向する面に臨む薄膜磁気ヘッド素子を、磁気媒体の面上数１０ｎｍ上の位置にあって数ｍ／ｓ以上の線速度で移動しながら記録再生を行っている。この記録再生時に、磁気記録媒体と光アシスト型磁気ヘッドとの相対的な傾きで光透過性基板が磁気媒体に接触してしまわないことが望まれている。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑み、記録、または記録再生時に許容できる範囲で光透過性基板が磁気記録媒体に対して相対的に傾いても磁気記録媒体に接触しないようにした、信頼性の高い光アシスト型磁気ヘッドとその製造方法を提供するものである。
本発明は、上記光アシスト型磁気ヘッドを備えた信頼性の高い磁気記録装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係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合体により構成され、前記光透過性基板は、前記レンズ本体より外側に延長して形成され、前記光透過性基板に薄膜磁気ヘッド素子が形成され、前記光透過性基板の前記磁気記録媒体との対向面が、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成された中央領域を残して、周辺に向って前記磁気記録媒体から離れるように２段階の段差を有して後退されて成ることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係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形成工程と、前記レンズ本体の磁気記録媒体との対向面側に、薄膜磁気ヘッド素子が配置され、前記レンズ本体より外部に延長された延長部を有する光透過性基板を接合する接合工程と、前記光透過性基板の磁気記録媒体と対向する面に、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成された中央領域を残して第１の段差を形成する第１の段差形成工程と、前記光透過性基板の磁気記録媒体と対向する面に、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成された中央領域と前記第１の段差の一部の領域を残して第２の段差を形成する第２の段差形成工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る磁気記録装置は、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合体により構成され、前記光透過性基板は、前記レンズ本体より外側に延長して形成され、前記光透過性基板に、薄膜磁気ヘッド素子が形成され、前記光透過性基板の前記磁気記録媒体との対向面が、前記薄膜磁気ヘッド素子が形成された中央領域を残して、周辺に向って前記磁気記録媒体から離れるように２段階の段差を有して後退されて成ることを特徴とする。
【００１２】
本発明に光アシスト型磁気ヘッドでは、半球レンズもしくは超半球レンズを構成する光透過性基板の磁気記録媒体との対向面に、薄膜磁気ヘッド素子が形成された中央領域を残して周辺に向って磁気記録媒体から離れるように２段階の段差が形成されるので、光アシスト型磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の相対的傾きに起因する接触が生じ難い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による光アシスト型磁気ヘッドによれば、光アシスト型磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の相対的傾きに起因する接触を回避することができる。また、光透過性基板をレンズ本体よりも外側へ延長して形成した構成とすることにより、例えば電極パッドの形成が可能となるなど、実用に供する光アシスト型磁気ヘッドを提供することができる。したがって、信頼性の高い光アシスト型磁気ヘッド、これを備えた磁気記録装置を提供することができる。
また、本発明の光アシスト型磁気ヘッドの製造方法によれば、光アシスト型磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の相対的傾きに起因する接触を回避できる光アシスト型磁気ヘッドを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。しかしながら、本発明は、この例示に限定されるものではない。
【００１５】
図１（概略断面図）及び図２（一部破断した斜視図）に、本発明に係る光アシスト型磁気ヘッドの一実施の形態を示す。本実施の形態に係る光アシスト型磁気ヘッド１は、図１の概略断面構造に示すように、光学的には、対物レンズ２と、半球レンズ（ＳＩＬ）もしくは超半球レンズ（超ＳＩＬ）（以下、半球／超半球レンズと記す）３とを有する２群集光レンズ系４によって構成される。
【００１６】
半球／超半球レンズ３は、球面側レンズ部を構成するレンズ本体（いわゆる疑似半球レンズ）３Ｌと、その磁気記録媒体１１との対向面側に配置される光透過性基板３Ｓとの接合体によって構成される。レンズ本体３Ｌと光透過性基板３Ｓは、共に同じ光学部材、すなわち、使用光の波長に対して光透過性を有し、かつ高い屈折率、例えば１．８以上、好ましくは２以上の屈折率を有する光学部材によって構成される。光学部材としては、例えば光学ガラス、ＧａＮ、ダイヤモンド等の部材を用いることができる。２群集光レンズ系４は、実効的な開口率が１．０を超えるような近接場光を発生させる。そして、光透過性基板３Ｓには、薄膜磁気ヘッド素子５が、その膜面が光軸方向に沿うように配置される。
【００１７】
薄膜磁気ヘッド素子５を有する光透過性基板３Ｓは、使用波長に光において透明で高屈折率を有する光学部材（例えば光学ガラス）からなる第１ブロック６ａの端面に、薄膜磁気ヘッド素子５を形成した後、薄膜磁気ヘッド素子５を挟むように同じ光学部材（例えばガラス部材）からなる第２ブロック６ｂを光学接着剤（屈折率＞１．５）を介して接着あるいは溶着して接合し、その後、接合した第１及び第２ブロック６ａ，６ｂを平面研磨により所定の板厚ｔ１にして構成される。薄膜磁気ヘッド素子５は、記録ヘッド、あるいは記録再生ヘッドとして構成される。
【００１８】
レンズ本体（いわゆる疑似半球レンズ）３Ｌは、ボールレンズを平面研磨し、光軸Ｏ−Ｏとほぼ直交するレンズ面を形成した後、薄膜磁気ヘッド素子５を有する光透過性基板３Ｓ上に位置決めされ、光学接着剤を介して接合一体化される。
【００１９】
薄膜磁気ヘッド素子５は、第１及び第２ブロック６ａ，６ｂに挟まれるように形成された後、ヘッド形成面に対してデプス研磨（平面研磨）される。その後、第１及び第２ブロック６ａ，６ｂを底面研磨により板厚を所定の厚さｔ１にして薄膜磁気ヘッド素子５を有する光透過性基板３Ｓが構成される。一方、光透過性基板３Ｓ上に、底面研磨したレンズ本体３Ｌが位置決めされ、固定される。レンズ本体３Ｌと光透過性基板３Ｓとを接合した構造体は、その全体の高さＴが、半球／超半球レンズの半径Ｒと同一であり、光学的には半球／超半球レンズと全く等価である。すなわち、上部の対物レンズ２で集光された光は、合成された半球／超半球レンズ３の底面（磁気記録媒体１１との対向面）、すなわち光透過性基板３Ｓの底面で焦点を結び、半球／超半球レンズとしての機能を有する。
【００２０】
単体の対物レンズ２では、光の回折限界により集光スポット径は、λ／ＮＡ 程度しか絞れない。λは使用する光の波長λ、ＮＡ は対物レンズの開口数である。ところで、半球／超半球レンズ系では、半球／超半球レンズの底面（すなわち焦点面）において、スポット径を１／ｎ（半球レンズ）、１／ｎ２（超半球レンズ）に低減できる。ｎは半球／超半球レンズの屈折率である。レンズ面と磁気記録媒体との間隙ｇ１をλ／１０以下に狭めることで、近接光場による結像作用により、磁気記録媒体１１の面上に１／ｎ（半球レンズ）、１／ｎ２（超半球レンズ）のスポット径を形成することが可能になる。
【００２１】
そして、本実施の形態においては、半球／超半球レンズ３の構成要素である光透過性基板３Ｓが、この上に一体化されたレンズ本体（疑似半球レンズ）３Ｌより外側にまで延長して形成される。さらに、この光透過性基板３Ｓは、その磁気記録媒体１１と対向する側の底面、すなわち対向面を、薄膜磁気ヘッド素子５が形成された中央領域を残して、周辺に向って磁気記録媒体の面から離れるように２段階の段差ｄ１，ｄ２を有して後退する段差面形状として形成される。すなわち、光透過性基板３Ｓの磁気記録媒体１１との対向面では、薄膜磁気ヘッド素子５が臨む中央領域が突出し、この突出部７から周辺に向って２段階の段差ｄ１，ｄ２を有するように後退した形状とされる。
【００２２】
この場合、第１の段差ｄ１は、浅い段差とし、第２の段差ｄ２は第１の段差ｄ１より深く設定される。この２段階の段差ｄ１，ｄ２の条件については、後述で詳しく説明する。
【００２３】
対物レンズ２は、図２に示すように、光透過性基板３Ｓ上に円環状のスペーサ９を介して配置される。この例では、光透過性基板３Ｓは、一方の辺の長さＬが円環状のスペーサ９の外径より外側に延長し、これと直交する他方の辺の長さＷが円環状のスペーサ９の外径と略同じ長さになるように形成される。そして、光透過性基板３Ｓのレンズ本体（疑似半球レンズ）３Ｌの外側に延長した延長部、図２ではスペーサ９より外側に延長した延長部１０に、薄膜磁気ヘッド素子５の磁気ヘッドコイルと同時形成の端子導出配線１２が導出され、その端部に電極パッド（いわゆるボンディングパッド）１３が形成される。
【００２４】
この電極パッド１３が形成される面は、光透過性基板３Ｓの薄膜磁気ヘッド素子５が形成される第１ブロック６ａの端面に沿う面である。この場合、光透過性基板３Ｓは第１及び第２のブロック６ａ，６ｂを接合して構成されるが、第２ブロック６ｂは電極パッド１３が外部に臨むように一部切除されている。
【００２５】
磁気記録媒体１１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１１は、例えばフィルム状、あるいはディスク状の非磁性基板１５上に、順次軟磁性層１６と所要の保磁力を有する磁性層による記録層１７が形成されて成る。
【００２６】
光透過性基板３Ｓの長辺側の長さＬは、対物レンズ２の直径、及びワイヤボンディング時に必要なクリアランススペースで決まる。ボンディング用のクリアランスは、例えば片側１ｍｍ程度とすることができ、対物レンズ２の直径を３ｍｍ〜４ｍｍ程度とするときには、光透過性基板３Ｓの長辺側の長さＬは、５ｍｍ〜６ｍｍ程度とすることができる。対物レンズ２は、ガラス成型プロセスで形成されるため、実用上直径１ｍｍ程度より小さいレンズ成型は困難である。したがって、光透過性基板３Ｓの長さＬとしては、１ｍｍ〜２ｍｍ程度が下限となる。すなわち、光透過性基板３Ｓの長さＬとしては、２ｍｍ〜６ｍｍ程度とすることができる。
【００２７】
次に、図３を用いて、２段階の段差ｄ１，ｄ２、及び光軸から第１段差のテラス端までの長さｒ１の条件について説明する。図３において、θ１は第１の段差テラス面３２と、その終端Ｅ２と磁気記録媒体１１面の光軸Ｏ−Ｏ上の点とを結ぶ線とのなす角度、θ２は第２の段差テラス面３３と、その終端（すなわち光透過性基板３Ｓの終端）Ｅ３と磁気記録媒体１１面の光軸Ｏ−Ｏ上の点とを結ぶ線とのなす角度、ｒ１は光透過性基板３Ｓの光軸Ｏ−Ｏ上の中心から第１の段差テラス面３２の終端Ｅ２までの距離、ｒ２は光透過性基板３Ｓの光軸Ｏ−Ｏ上の中心から第２の段差テラス面３３の終端Ｅ３までの距離（すなわち、光透過性基板３Ｓの中心から終端までの距離）である。
【００２８】
第１の段差の深さｄ１は、所要開口数の対物レンズ２から入射される光３０が第１の段差部の立ち下がりの底エッジ部Ｅ１で一部が遮光されない、いわゆる蹴られない浅さで、かつ動作時に第１の段差テラス面３２にごみ、埃が溜まらない浅さに設定される。このテラス面３２に、ごみや埃が溜まると、このごみや埃の影響で薄膜磁気ヘッド素子５が臨む突出部７の面にダメージが与えられる。
【００２９】
第２の段差の深さｄ２は、第１の段差の深さｄ１より深く設定され、さらに、光アシスト型磁気ヘッド１と磁気記録媒体１１とが相対的に傾いたときに、光透過性基板３Ｓの終端Ｅ３よりも先に第１段差テラス終端Ｅ２が磁気記録媒体１１に接触しないような深さに設定される。この第２の段差の深さｄ２は、中心から第１段差テラス終端Ｅ２までの距離ｒ１にも関係する。
【００３０】
ｒ１は次の式で設定される。
θ１≧θ２
ｒ１≦（ｄ１×ｒ２）／（ｄ１＋ｄ２）
【００３１】
ｄ１，ｄ２，ｒ１は、許容される傾き角、光透過性基板３Ｓの長さｒ２、対物レンズ２の開口数ＮＡなどにより、決定されるが、実施可能な光アシスト型磁気ヘッドにおいては、次のような範囲に設定することが好ましい。
【００３２】
本実施の形態において、許容される光アシスト型磁気ヘッド１と磁気記録媒体１１との相対的な傾き角度は、０．５度以下、好ましくは０．３度以下に設定することができる。光透過性基板の長さｒ２は、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、第１の段差の深さｄ１は８μｍ以下、好ましくは４μｍ〜８μｍ、第２の段差の深さｄ２は第１の段差の深さｄ１より深く、第１の段差ｄ１と第２の段差ｄ２の合計ｄ１＋ｄ２は１５μｍ以上、好ましくは１５μｍ〜２５μｍとすることができる。第１の段差の深さｄ１として、４μｍより浅いとごみ等の影響を受けやすく、８μｍより深いと入射光を遮る恐れがある。合計段差（ｄ１＋ｄ２）の１５μｍは傾き角度０．３度に対応し、２５μｍは傾き角度０．５度に対応する。
【００３３】
具体的一例としては、光透過性基板３Ｓの板厚ｔ１が２００μｍ、レンズ本体３Ｌの厚さｒ２が３００μｍ、合計ｔ１＋ｔが５００μｍ、光透過性基板３Ｓの中心〜終端までの長さｒ２（＝Ｌ／２）が３．０ｍｍとし、許容される相対的傾き角度が０．３度としたとき、第１の段差ｄ１を６．０μｍ、第２の段差ｄ２を９．０μｍ、段差の合計（ｄ１＋ｄ２）１５μｍとすることができる。  この場合、中央領域の突出部７の直径は５０μｍ±５μｍ、中心から第１の段差テラス終端Ｅ２での距離（直径）ｒ１は１．２ｍｍより小さい値（ｒ１＜１．２ｍｍ）、例えば７００μｍ±５０μｍとすることができる。
【００３４】
本実施の形態において、光アシスト型磁気ヘッド１と磁気記録媒体１１との相対的な傾き角度の許容範囲（図６の角θ３の許容値に相当）を、０．５度以下、好ましくは０．３度以下とした根拠は以下の通りである。この傾き角度は、光源に対する光学系の相対的な傾きによる波面収差と、反り等の磁気記録媒体自体の表面の傾きとを考慮して決定される。図４は、半球／超半球レンズ３の半径Ｒ＝０．５ｍｍとしたときの、実効開口数ＮＡ＝１．５６の２群集光レンズ系４を示す。入射角がわずかに異なる場合が、実線ａと破線ｂの光線により表している。図５は、この２群集光レンズ系４における光の入射角の傾きによる波面収差特性を示す。図５において、横軸は磁気記録媒体の傾きに対応した光の入射角［°］の傾き、縦軸はその入射角の傾きで生じる波面収差量［ｍλ］である。
【００３５】
許容収差を３０ｍλとしたとき、許容入射角は０．４°程度となる。つまり、３０ｍλの収差に納まる光学系の傾きは０．４°である。一方、近接場光を利用した磁気記録の用いられる磁気記録媒体、例えば磁気ディスク自身の反りなどによるチルト（角度）は、直接は光学特性に悪影響を与えない。磁気ディスクとしてガラス基板を使うことを前提とすれば、ガラスディスクのチルト（角度）を０．１°以下にすることは可能である。このため、光アシスト型磁気ヘッドと磁気記録媒体との相対的な傾き角（チルト）として、許容される傾き角は、光学部品の傾き許容量とガラスディスクのチルト量を合わせて、０．５°以下とすることができる。
【００３６】
ここで、収差を与える要因は他にもあるので、単独の原因に許容するには限界の半分程度とするのが一般的である。この場合、光学系の傾き角度の許容量は０．２°以下となる。このため、許容される上記の相対的な傾き角度（チルト）としては、この光学系のチルト量０．２°とガラスディスクのチルト量０．１を合わせて、０．３°以下とするのが好ましい。
したがって、０．５°以下、好ましくは０．３°以下の傾きに対しても、磁気記録媒体１１に接触しない光アシスト型磁気ヘッドの形状とするために、本実施の形態でおいては、光透過性基板３Ｓの磁気ディスクとの対向面を２段階の段差面に形成した。
【００３７】
本実施の形態に係る光アシスト型磁気ヘッド１によれば、光透過性基板３Ｓをレンズ本体（疑似半球レンズ）３Ｌより外側に延長した半球／超半球レンズ３を構成することにより、光透過性基板３Ｓの延長部１０の面上に薄膜磁気ヘッド素子５の電極パッド１３を形成でき、実用可能な光アシスト型磁気ヘッドを提供することができる。
【００３８】
しかも、光透過性基板３Ｓの磁気記録媒体１１との対向面が、薄膜磁気ヘッド素子５を有する中央領域（突出部）７を残して周辺に向って磁気記録媒体、例えばディスク媒体から離れる方向に２段階の段差ｄ１，ｄ２を有する形状とすることにより、光アシスト型磁気ヘッド１と磁気記録媒体１１と間の相対的な傾きに起因する、光アシスト型磁気ヘッド１と磁気記録媒体１１との接触を回避することができる。また、第１の段差ｄ１が浅く形成されるので、入射光３０が対物レンズ２及び半球／超半球レンズ３を通り、半球／超半球レンズ３底面の中心部に集光するときに、入射光３０の一部を遮蔽することがない。
【００３９】
さらに、２段階の段差ｄ１，ｄ２を形成し、第１の段差ｄ１を浅くして、第２の段差を深くすることにより、第２の段差ｄ２の部分でトータルの段差が磁気記録媒体と接触しない深さとすることができる。また、第１の段差ｄ１を浅くすることができ、これにより、段差ｄ１にごみや埃が溜まり難くなり、光アシスト型磁気ヘッド１が磁気記録媒体１１に対して相対的に高速で移動するときのごみや埃による突出部７の面のダメージを緩和することができる。
【００４０】
さらに、本実施の形態と参考例とを比較して、本実施の形態の優位性について説明する。図６に、参考例２の光アシスト型磁気ヘッド４１の構成を示す。まず、光アシスト型磁気ヘッドとして、本実施の形態の構成において、光透過性基板の底面の段差を設けず、平坦面な底面とした光アシスト型磁気ヘッドの構成を考える。この参考例１の光アシスト型磁気ヘッドの場合、光アシスト型磁気ヘッドと磁気記録媒体とが相対的に傾いたとき、これらが互いに接触し、相互に損傷する虞れがある。
【００４１】
一方、図７Ａに示すように、レンズ本体５２Ｌと光透過性基板５２Ｓとによる半球／超半球レンズ５２を形成し、その光透過性基板５２Ｓの磁気記録媒体との対向面を中央領域を残して周辺に向って１段の段差を設け、この半球／超半球レンズ５２と図示しない対物レンズとの２群集光系レンズ系を有する光アシスト型磁気ヘッドが提案されている。また、図７Ｂに示すように、レンズ本体５２Ｌと光透過性基板５２Ｓとによる半球／超半球レンズ５２を形成し、その光透過性基板５２Ｓの磁気記録媒体との対向面を中央部から周辺に向って円錐状に漸次後退するように形成し、この半球／超半球レンズ５２と図示しない対物レンズとの２群集光系レンズ系を有する光アシスト型磁気ヘッドも提案されている。
【００４２】
このような、例えば図７の光透過性基板の対向面形状を適用した、図６に示す参考例２の光アシスト型磁気ヘッド４１を考えた場合（図６は模式的に示したもので、対物レンズを省略してある）、以下の理由により図７Ａ，Ｂの半球／超半球レンズ５２を有する光アシスト型磁気ヘッドに比べて不利となる。図６に示すように、例えば、光透過性基板３Ｓの中心から終端までの長さｒ２を３．０ｍｍ、１段の段差の深さ（突出部の高さ）ｄ３を１５μｍ、光アシスト型磁気ヘッド４１の磁気記録媒体１１からの浮上間隔を２０ｎｍとする。磁気記録媒体との相対的傾き（チルト）θ３に対して、図６の参考例２の光アシスト型磁気ヘッドの光透過性基板３Ｓに同じ深さの段差ｄ３を設けた場合でも、光透過性基板３Ｓが長いために、図７Ａの光アシスト型磁気ヘッドに比べて磁気記録媒体１１と接触し易くなる。
【００４３】
図６において、光アシスト型磁気ヘッド４１が磁気記録媒体１１に接触したときの傾き角（チルト）θ３を求めると、
θ３＝ｄ３／ｒ２＝１５μｍ／３ｍｍ＝５ｍｒａｄ＝０．２９ｄｅｇ
【００４４】
図６に示す長さｒ２が６ｍｍの光透過性基板３Ｓを有する参考例２の光アシスト型磁気ヘッド４１と磁気記録媒体１１との相対的傾きとして許容できる傾き角度θ３を０．３度とすると、０．３度までの傾きに対して接触しないための段差ｄ３は、１５．７μｍである。したがって、参考例の光アシスト型磁気ヘッド４１の場合には、深い段差ｄ３を形成すればよいことになるが、対物レンズと半球／超半球レンズを組み合わせて近接場光学系としたときには、光透過性基板３Ｓの磁気記録媒体１１との対向面の中心部に集光してくる入射光の一部が遮蔽される恐れがある。
【００４５】
すなわち、図８において、開口数が０．７５の対物レンズと、半球／超半球レンズ３とを組み合わせた近接場光学系としたときの、段差ｄ３を求める。ここで、中央の薄膜磁気ヘッド素子が形成されている突出部の直径Ｓ１は５０μｍとする。開口数が０．７５の対物レンズを通し集光される入射光の入射角度θ４は、
θ４＝ｓｉｎ−１（０．７５）＝４８．５９ｄｅｇ
ｄ３＝Ｓ１／２×ｔａｎ（９０−θ４）
＝２５×ｔａｎ（９０−θ４）
＝２２．０４ｄｅｇ
となる。
【００４６】
このように、入射光３０の接する１段構造の段差ｄ３は約２２μｍとなり、２２μｍを超えると、中心部に集光してくる入射光の一部を遮蔽してしまうことになる。実際には光アシスト型磁気ヘッドの僅かな傾きなどの存在を考慮すると、０．３度の傾き角度（チルト）θ３に対応できる１５μｍの段差であっても、レンズ本体（疑似半球レンズ）３Ｌの中心と光透過性基板３Ｓとの中心のずれなどの製造誤差を考慮したとき、入射光の一部が遮光される危険性が大きく実用的でない。
【００４７】
これに対して、本実施の形態においては、対物レンズ２の開口数ＮＡを０．７５とし、光透過性基板３Ｓ底面の突出部７の直径Ｓ１＝５０μｍとしたときに、図３で示す第１の段差ｄ１を浅くして８μｍ以下、例えば６μｍとし、中心から第２の段差テラス終端Ｅ２までの距離（直径）ｒ１＝７００μｍを残して形成する第２の段差ｄ２を深くして、合計段差を１５μｍ以上確保するように構成する。このように、２段階の段差構造とすることにより、中心部に集光する入射光３０を遮蔽することがない（図８参照）。
【００４８】
次に、図９〜図１２を用いて、本実施の形態の光アシスト型磁気ヘッドの製造方法の一実施の形態を説明する。
先ず、図１０に示すように、光透過性基板３Ｓとなる互いに同一の光学材料の第１ブロック６ａと第２ブロック６ｂを設ける。第１ブロック６ａの接合端面６ａ１には、図９に示すように、予め、主磁極２１と副磁極２２と、下層薄膜磁気ヘッドコイル線素２３Ａ及び上層薄膜磁気ヘッドコイル線素２３Ｂからなる薄膜磁気ヘッドコイル２３とを有した薄膜磁気ヘッド素子（ここでは、記録用薄膜磁気ヘッド素子）５が形成される。薄膜磁気ヘッドコイル２３はその端末から延長するように端子導出配線１２が一体に形成され、その終端に図２に示す電極パッド（いわゆるボンディングパッド）１３が形成される。
【００４９】
次に、図１１に示すように、薄膜磁気ヘッド素子５を挟むように第１ブロック６ａ及び第２ブロック６ｂの互いの接合端面６ａ１，６ｂ１を光学接着剤を介して突合わせて接合する。その後、ブロック接合体を薄膜磁気ヘッド素子５の先端側が臨むように所定のギャップデプスＤを残す位置まで平面研磨して、薄膜磁気ヘッド素子を有する光透過性基板３Ｓを得る。この光透過性基板３Ｓは、中央に薄膜磁気ヘッド素子５を有して、所要の大きさ例えば６ｍｍ×４ｍｍの大きさに形成される。なお、電極パッド１３が外部に臨むように、第１ブロック６ａは６ｍｍ×２ｍｍ、第２ブロック６ｂは４ｍｍ×２ｍｍの大きさに形成される。
【００５０】
次に、図示しないが、この光透過性基板３Ｓ上にレンズ本体３Ｌである疑似半球レンズを光学接着剤を介して接合する。
【００５１】
そして、図１２Ａに示すように、レンズ本体３Ｌを一体に接合した光透過性基板３Ｓの底面、すなわち磁気記録媒体と対向する対向面上に、第１のフォトレジスト膜２４Ａ、本例ではポジティブ型フォトレジスト膜を形成し、第１のフォトマスク２５を介して所要の光２６を照射して露光する。この露光処理は、薄膜磁気ヘッド素子５を有する所要面積の中央領域、本例では中心から直径５０μｍ±５μｍの円形領域に対応する部分以外が露光される。
【００５２】
次に、図１２Ｂに示すように、現像処理して、光透過性基板３Ｓの底面の中央領域に第１のレジストマスク２７を形成する。次いで、第１のレジストマスク２７を介して光透過性基板３Ｓの上記底面を選択的にエッチング除去して所要の深さの第１の段差ｄ１を形成する。例えば深さ６μｍの第１の段差ｄ１を形成する。
【００５３】
次に、図１２Ｃに示すように、再度、光透過性基板３Ｓの上記底面上に第２のフォトレジスト膜２４Ｂ、本例ではポジティブ型フォトレジスト膜を形成し、第２のフォトマスク２８を介して所要の光２６を照射して露光する。この露光処理は、第１の段差ｄ１の一部を含む所要面積の中央領域、本例では中心から直径７００μｍ±５０μｍの円形領域に対応する部分以外が露光される。
【００５４】
次に、図１２Ｄに示すように、現像処理して光透過性基板３Ｓの上記底面上に第２のレジストマスク２９を形成する。次いで、第２のレジストマスク２９を介して光透過性基板３Ｓの上記底面を選択エッチングして、第１の段差ｄ１より深い第２の段差ｄ２を形成する。例えば第１の段差ｄ１から１２μｍの深さ、したがって合計の深さが１８μｍとなるような第２の段差ｄ２を形成する。
【００５５】
このようにして、図１２Ｅに示すように、半球／超半球レンズ３を形成する。次に、図示しないが、この半球／超半球レンズ３上にスペーサ９を介して対物レンズ２を接合して、目的の光アシスト型磁気ヘッド１（図２参照）を得る。
【００５６】
なお、薄膜磁気ヘッド素子５としては、記録再生用磁気ヘッド素子とするときは、記録用磁気ヘッドと、例えば磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）による再生用ヘッドを積層して形成することができる。
【００５７】
図１３は、本発明による光アシスト型磁気ヘッドを有する磁気記録装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
本実施の形態の磁気記録装置６１は、光源部、例えば波長４００ｎｍの半導体レーザ素子を有する光源部６２と、本発明に係る光アシスト型磁気ヘッド１と、磁気記録媒体１１である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１１の配置部６４と、光アシスト型磁気ヘッド１の薄膜磁気ヘッド素子５（図示せず）の磁気ヘッドコイルに記録信号を供給する記録信号電源部、すなわち記録信号回路６５と、光源部６２からのレーザ光を光アシスト型磁気ヘッド１に導入すると共に、磁気記録媒体１１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６６へと導入する光学系６７とを有する。
【００５８】
磁気記録媒体１１は、ガラス基板１５上に軟磁性層１６、記録層１７が順次積層されて構成される。
【００５９】
光学系６７は、例えばコトメータレンズ（図示せず）とビームスプリッタ６８等を有して成る。また、光検出手段６６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１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６９を有する。また、光アシスト型磁気ヘッド１が、薄膜磁気記録ヘッド以外に、再生用薄膜磁気ヘッドを搭載する場合は、図示せざるも、ヘッド素子は再生信号回路に接続され、磁気信号再生動作を行う。
【００６０】
磁気記録媒体配置部６４は、例えば磁気ディスクである磁気記録媒体１１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。位置決め制御装置は、例えば２軸アクチュエータによって構成することができる。２軸アクチュエータは２群集光レンズ系４を有する本発明に係る光アシスト型磁気ヘッド１が搭載され、トラッキングサーボ信号、フォーカスサーボ信号及びギャップサーボ信号に基づき駆動して、２群集光レンズ系４をトラッキング方向に移動調整し、また光軸方向すなわちフォーカス方向に移動調整する。
【００６１】
本実施の形態の磁気記録装置６１では、磁気記録媒体１１が回転され、光源部６２から所要の波長、この例では４００ｎｍのレーザ光が光学系６７によって光アシスト型磁気ヘッド１の光軸に沿って導入され、この光アシスト型磁気ヘッド１による近接場光が、磁気記録媒体１１上に照射される。光アシスト型磁気ヘッド１は、対物レンズ２と半球／超半球レンズ３による２群集光レンズ４により、その開口数ＮＡが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１１上のスポットは微小となる。
【００６２】
そして、このスポットが回転する磁気記録媒体１１上に照射されると同時に、薄膜磁気ヘッド素子５の磁気ヘッドコイルに情報記録信号を供給することによって、薄膜磁気ヘッド素子５の主磁極の先端から記録信号磁界が磁気記録媒体１１に印加されて信号の記録がなされる。
【００６３】
本実施の形態の磁気記録装置６１によれば、光アシスト型磁気ヘッド１の磁気記録媒体１１と対向する面が、薄膜磁気ヘッド素子５が臨む中央領域を残して周辺に向って２段階の段差ｄ１，ｄ２で後退する形状とされるので、動作時の光アシスト型磁気ヘッド１と磁気記録媒体１１と相対的傾きに起因する両者の接触を回避することができる。従って、光アシスト型磁気ヘッド１と磁気記録媒体１１との間のギャップ制御として、安定したギャップ制御を行うことができ、実用に供する信頼性の高い磁気記録装置を提供できる。
【００６４】
次に、上述した光透過性基板の底面に２段階の段差を設けた効果を確認した実験結果を説明する。合計段差が１８μｍの２段階の段差を施した本発明による光アシスト型磁気ヘッドを形成し、図１３に示した磁気記録装置６１で光アシスト型磁気ヘッド１の底面と磁気記録媒体（ここでは磁気ディスク）１１表面との間の間隔を１０ｎｍに保つギャップサーボ特性を測定した。比較のために、段差が６μｍの１段の段差のみ施しただけで他の構成は２段階の段差を施したものと同様にした比較例の光アシスト型磁気ヘッドについても、同様の測定を行った。
【００６５】
なお、これらの実験においては、磁気記録を行わないため、記録ヘッドを内包しない構成を用いたが、実験の目的である光アシスト型磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触に関しては、記録ヘッドを内包する構成と同等であると考えた。また、実験において、磁気記録媒体（磁気ディスク）１１は回転せず、静止させて行った。
【００６６】
結果を図１４に示す。図１４は、縦軸に利得（ｄＢ）、位相（ｄｅｇ）をとり、横軸に周波数（Ｈｚ）をとって示す。グラフＩａは２段階の段差を施した場合の利得曲線、グラフＩｂは２段階の段差を施した場合の位相曲線である。グラフIIａは１段階の段差のみの場合の利得曲線、IIｂは１段階の段差のみの場合の位相曲線である。合計段差が６μｍである１段階の段差の場合は、グラフIIａ，IIｂに示す通り、数ｋＨｚの周波数領域に利得及び位相の変化が見られ、接触が生じているためと考えられる。これに対して、合計段差が１８μｍの２段階の段差の場合は、グラフＩａ、Ｉｂに示す通り、利得及び位相の周波数応答がスムーズであり、接触が生じていないことが確認される。
【００６７】
このように、２段階の段差を施すことにより、光アシスト型磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の接触を避けることができ、安定したギャップ制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る光アシスト型磁気ヘッドの一実施の形態を示す概略構成である。
【図２】本発明に係る光アシスト型磁気ヘッドの一実施の形態を示す一部破断した斜視図である。
【図３】本発明の２段階の段差の説明に供する概略断面図である。
【図４】本発明の説明に供する２群集光レンズ系の概略構成図である。
【図５】図４の２群集光レンズ系を用いた光入射角による波面収差特性を示す特性図である。
【図６】本実施の形態との比較に用いる参考例に係る光アシスト型磁気ヘッドの模式的構成図である。
【図７】Ａ，Ｂ  本実施の形態と参考例との比較説明に供する従来の半球／超半球レンズの例を示す構成図である。
【図８】本実施の形態と参考例との比較説明に供する線図である。
【図９】本発明に係る光アシスト型磁気ヘッドの製造方法の一実施の形態を示す薄膜磁気ヘッド素子の構成図である。
【図１０】本発明に係る光アシスト型磁気ヘッドの製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その１）である。
【図１１】本発明に係る光アシスト型磁気ヘッドの製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その２）である。
【図１２】Ａ〜Ｅ  本発明に係る光アシスト型磁気ヘッドの製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その３）である。
【図１３】本発明に係る磁気記録装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図１４】本発明と参考例を比較した利得及び位相の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１・・光アシスト型磁気ヘッド、２・・対物レンズ、３・・半球／超半球レンズ、３Ｌ・・レンズ本体（疑似半球レンズ）、３Ｓ・・光透過性基板、ｄ１，ｄ２・・２段階の段差、５・・薄膜磁気ヘッド素子、６ａ，６ｂ・・第１、第２ブロック、７・・突出部、ｇ１・・間隙、１１・・磁気記録媒体、１２・・端子導出配線、１３・・電極パッド、１５・・基板、１６・・軟磁性層、１７・・記録層、２４Ａ，２４Ｂ・・フォトレジスト膜、２５，２８・・フォトマスク、２６・・露光用の光、３０・・入射光、６１・・磁気記録装置、６２・・光源部、６４・・磁気記録媒体配置部
【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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