熱アシスト磁気ヘッドの検査装置及び検査方法
【課題】光導波路が形成された磁気ヘッド部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定された熱アシスト磁気ヘッドの不良品判別を簡易に行う。
【解決手段】半導体レーザの発光時間を変えながら駆動した状態で、スペクトラムアナライザを用いて波長モニタを行い、測定波長から推測される半導体レーザの内部温度が予め設定した温度範囲外となったとき、ジンバルアセンブリを不良品と判定する。
【解決手段】半導体レーザの発光時間を変えながら駆動した状態で、スペクトラムアナライザを用いて波長モニタを行い、測定波長から推測される半導体レーザの内部温度が予め設定した温度範囲外となったとき、ジンバルアセンブリを不良品と判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録装置に搭載される熱アシスト磁気ヘッドの検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を実現する記録方式として、熱アシスト磁気記録方式が提案されている（非特許文献１）。従来の磁気記録では、記録密度が１Ｔｂ／ｉｎ2以上になると、熱揺らぎによる記録情報の消失が問題となる。これを防ぐには、磁気記録媒体の保磁力を上げる必要があるが、記録ヘッドから発生させることができる磁界の大きさには限りがあるため、保磁力を上げすぎると媒体に記録ビットを形成することが不可能となる。この問題を解決するために、熱アシスト磁気記録方式では、記録の瞬間、磁気記録媒体を光で加熱し保磁力を低下させる。これにより、高保磁力媒体への記録が可能となり、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度が実現可能となる。
【０００３】
この熱アシスト磁気記録において、照射する光のスポット径は、記録ビットと同程度の大きさ（数１０ｎｍ）にする必要がある。なぜなら、光スポット径がそれよりも大きいと、隣接トラックの情報を消去してしまうからである。このような微小な領域を加熱するためには、近接場光を用いる。近接場光は、光波長以下の微小物体近傍に存在する局在した電磁場（波数が虚数成分を持つ光）であり、径が光波長以下の微小開口や金属の散乱体を用いて発生させる。例えば、高効率な近接場光発生素子として三角形の形状をした金属散乱体を用いることが提案されている（非特許文献２）。金属散乱体に光を入射すると、金属散乱体中にプラズモン共鳴が励起され、三角形の頂点に強い近接場光が発生する。この近接場光発生素子を用いることにより、光を数１０ｎｍ以下の領域に高効率に集めることが可能になる。
【０００４】
このような熱アシスト磁気ヘッドとして、特許文献１には、電磁コイル素子に対して磁気ヘッドの積層方向に近接した位置に光導波路が設けられた磁気ヘッド部を有するスライダと、このスライダとは別の光源支持基板に光源が設けられた光源ユニットとを備える熱アシスト磁気ヘッドが開示されている。この構成においては、光源の出射光を光導波路内に導入し、媒体対向面内にある光導波路の光出射面から出射させて、磁気記録媒体を局所的に加熱することができる。
【０００５】
更に、特許文献２では、熱アシスト磁気記録ヘッドに温度センサを備えて、記録前にヘッドの温度を調べることで、安定した記録を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８５５４８号公報
【特許文献２】特開２００９−４３３７７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, p.1839 (1999)
【非特許文献２】Technical Digest of 6th international conference on near field optics and related techniques, Netherlands, Aug. 27-31, 2000, p.55
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
熱アシストにて安定した記録を実現するためには、媒体上の近接場光の強度を一定にする必要がある。しかし、熱アシスト磁気記録ヘッドでは光源の温度等の外部環境変化による光学特性変化により近接場光素子への入射パワー変化が生じる可能性がある。代表的な光源として用いられる、半導体レーザ（ＬＤ）の出射パワーは温度に敏感であり、一般的な半導体レーザの動作保証温度は９０℃程度であるため、多くのレーザドライバ(ＬＤＤ：Laser Diode Driver)は半導体レーザの温調機構を設けている。一方で、熱アシスト磁気記録ヘッドは、周辺環境となるドライブ動作温度は約５０℃と高く、温調機構を設けるスペースもない。また、熱アシスト記録を行うために半導体レーザを記録時に一定の駆動電流で動作させているため、半導体レーザの温度上昇が発生する。そのため、熱アシスト磁気記録ヘッドでは、半導体レーザでの発熱はスライダ浮上時に空気中へスライダを介して放出する設計とすることで、半導体レーザの温度が９０℃を超えないようにする。つまり、熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリでは、半導体レーザ駆動時の温度が設計通りとなっているかを検査する必要がある。
【０００９】
ここで、特許文献１に記載された熱アシスト磁気ヘッドを作製するには、光源ユニットを、スライダの媒体対向面と反対側の面（背面）に重ねた後に保持する必要がある。この場合、磁気ヘッド部を有するスライダと光源ユニットとをそれぞれ独立に試験した上で、良品であるスライダと光源ユニットを保持し、熱アシスト磁気ヘッドを歩留まり良く製造できる。しかしながら、スライダと光源ユニットを一体化した後の熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリにおいて、各素子を独立に試験したときと同様の結果が得られる保証がない。すなわち、特許文献１には、各素子間を接続した際に生じる電気特性の変化や、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリとして用いる際の光源ユニットの温度変化に伴う光学特性について評価するための具体的な記述がない。また、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ組立時に素子破損等のトラブルが起こったときの検査手段も不明である。
【００１０】
一方で、特許文献２に記載された熱アシスト磁気ヘッドでは、温度センサを用いることで、スライダと光源ユニットを一体化した後の熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの記録時における光学特性を制御することができる。つまり、温度センサを用いることにより光学特性をモニタできるが、一つの熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリに対し、温度センサの実装、配線接続を行う必要がある。また、温度センサは設置個所の温度を計測するものであり、温度に敏感な光源ユニットの温度をモニタできるものではない。
【００１１】
また、他分野の例として、半導体レーザ単体の温度特性評価方法について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、一般的な半導体レーザ単体の性能を示す指標として用いられるＩ−Ｌ特性（Injection-current Light output characteristics）の温度依存性を示している。Ｉ−Ｌ特性とは、半導体レーザに印加する順電流に対する、検出パワーの関係を示したものである。また、半導体レーザの温度は、ペルチェ・ヒータ素子が組み込まれた半導体レーザの設置ステージを用いて制御されている。
【００１２】
図１から分かる様に、半導体レーザ温度の上昇により、同一パワーを得るために必要な電流が大きくなる、すなわちＩ−Ｌカーブが高電流側にシフトすることが分かる。特に９０℃以上となる高温では、パワーの対電流線形性が失われ飽和を起こしていることから、熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリにおいては半導体レーザが高温になると所望のパワーが得られなくなる。このときレーザが発振してパワーが出始める電流、すなわち「閾値電流」も、半導体レーザ温度の上昇に伴って高電流側にシフトする。なお、この閾値電流上昇の主な原因は、「利得の減少」であると考えられている。温度上昇によりバンド注入されている電子／ホールが熱的に高いエネルギー分布となることから、発振に寄与する電子／ホールの数が実効的に減少する。この下がった利得を補うために、更にキャリア密度を上げる必要があるため閾値電流が上昇する。そこで図２に示すように、半導体レーザの「閾値電流」の温度依存性に注目し、下式に示すような特性温度Ｔ0を求めることで、半導体レーザの温度特性を評価することができる。
【００１３】
Ｉth＝ｋ×exp（Ｔ／Ｔ0）
【００１４】
Ｉthは半導体レーザの閾値電流値、Ｔは半導体レーザ温度、ｋは比例係数であり、閾値電流Ｉthは温度Ｔとともに指数関数的に上昇していることが分かる。ここで、特性温度Ｔ0が大きな半導体レーザほど温度に対する影響が少ないため、温度特性に優れた半導体レーザとみなすことができる。しかし、熱アシスト磁気記録ヘッドは、前述したように周辺環境となるドライブ動作温度は約５０℃と高く、温調機構を設けるスペースもない。また、半導体レーザでの発熱はスライダ浮上時に空気中へスライダを介して放出する設計となっているため、組立時の熱の逃げ場がほとんどない状態では半導体レーザに一定電流を流すと半導体レーザの温度が急激に上昇してしまう。また、熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリでは、半導体レーザとスライダを数μｍと近接させて使用するため、スライダ表面からの反射光が半導体レーザに戻ることにより、半導体レーザの発光特性、例えば閾値電流や出力パワーが半導体レーザ単体のときと変化する可能性がある。そのため閾値電流の変化量は、半導体レーザとスライダの距離によって変わってしまうため、閾値電流変化量から温度上昇量を正確に見積もることは困難である。
【００１５】
そこで本発明は、簡易な操作にて不良品を高精度に判別可能な熱アシスト磁気ヘッドの検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ検査装置は、光導波路が形成された磁気ヘッド部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、半導体レーザから発生されたレーザ光が磁気ヘッド部の光導波路に入射される熱アシスト磁気ヘッドを検査するものであり、半導体レーザの発振波長を測定するスペクトラムアナライザと、半導体レーザからの出射光をスペクトルアナライザに導くための光伝送手段と、スペクトラムアナライザにて取得した波長を元に半導体レーザの温度を算出する計算部とを有し、半導体レーザを発光時間割合を変えながら駆動し、計算部にて算出した半導体レーザの温度が予め設定した温度範囲外となったとき、不良品と判定する。
【００１７】
半導体レーザの発光時間割合を変えることで、温調素子がなくても半導体レーザを駆動する際に生じるジュール発熱を用いて温度制御を行うことができ、検出に閾値電流を用いずに発振波長を用いることで、閾値電流変化の影響を除外した形で半導体レーザ温度が取得可能となる。
【００１８】
光検出手段は、集光光学素子及び光ファイバであってもよい。好ましくは、スペクトラムアナライザは、回折格子及びアレイ型ＣＣＤセンサを用いた可動部のないツェルニ・ターナー型分光器を用いることにより、検査時の半導体レーザを短い時間のみ発光させても波長測定が可能となるため、検査により熱アシスト磁気ヘッドを破損させる可能性を低くできる。
【００１９】
本発明に係る熱アシスト磁気ヘッド検査方法は、光導波路が形成された磁気ヘッド部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、半導体レーザから発生されたレーザ光が磁気ヘッド部の光導波路に入射される熱アシスト磁気ヘッドを検査する方法であり、発光時間割合を変えながら半導体レーザを駆動し、出射光の波長を検出する第１のステップと、検出した出射光の波長をもとに半導体レーザの温度を推定する第２のステップと、第２のステップで推定した半導体レーザの温度が予め設定した温度範囲外となったとき、不良品と判定する第３のステップとを有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易な操作にて熱アシスト磁気ヘッドの不良品を高精度に判別することができる。
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】半導体レーザにおけるＩ−Ｌ特性の温度依存性を示す図。
【図２】半導体レーザにおける閾値電流の温度依存性を示す図。
【図３】ハードディスク装置の構成例を示す概略図。
【図４】熱アシスト磁気記録ヘッドの構成例を示す斜視模式図。
【図５】熱アシスト磁気記録ヘッドの構成例を示す断面摸式図。
【図６】半導体レーザ対向面から見た、サブマウント付レーザの断面摸式図。
【図７】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造装置において組立時の構成例を示すブロック図。
【図８】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造装置においてレーザと第一の光検出手段の位置校正時における構成例を示す斜視摸式図。
【図９Ａ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図９Ｂ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図９Ｃ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図１０】熱アシスト磁気ヘッドの組立時における構成例を示す斜視摸式図。
【図１１】第一の光検出手段を用いて取得した検出最大光量分布図。
【図１２】熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの組立時における構成例を示す斜視摸式図。
【図１３】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリに用いるサスペンションの平面摸式図。
【図１４】サスペンションに設けたレーザ搭載用穴部付近でのサブマウント付レーザとＦＰＣの固定位置関係を示す模式図。
【図１５】サブマウント付レーザのレーザ及びサブマウントとＦＰＣの電極パッドの電気的接続位置関係を示す模式図。
【図１６】熱アシスト磁気記録ヘッド検査時の構成例を示すブロック図。
【図１７】熱アシスト磁気ヘッド検査時における構成例を示す斜視摸式図。
【図１８】半導体レーザにおける発光波長の温度依存性を示す図。
【図１９】複数の熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリの閾値電流値及び電気抵抗値の測定結果を示す図。
【図２０】半導体レーザの発光時間の割合に対する内部温度の測定結果を示す図。
【図２１】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造方法の第１の処理を示すフローチャート。
【図２２】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造方法の第２の処理を示すフローチャート。
【図２３】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造方法の第３から第６の処理までを示すフローチャート。
【図２４】熱アシスト磁気記録ヘッド検査装置の構成を示すブロック図。
【図２５】熱アシスト磁気記録ヘッド検査装置の概略図。
【図２６】熱アシスト磁気記録ヘッド検査方法の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面において、同一要素又は同一機能を有する要素には同じ符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見やすさのため、それぞれ任意となっている。
【００２４】
以下では、熱アシスト磁気ヘッドジンバルの製造方法及び検査方法について説明する。実施形態１には、検査機構を設けた熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ製造装置の例を示し、実施形態２には、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ検査装置の例を示す。
【００２５】
［実施形態１：熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ製造装置］
［１］ヘッドジンバルアセンブリ及びハードディスク装置の構成
まず、図３を参照して、ハードディスク装置の構成について説明する。半導体レーザ搭載スライダ１はサスペンション３に保持し、ボイスコイルモータ４からなるアクチュエータによって磁気ディスク２上の所望トラック位置に位置決めされる。ヘッド表面には浮上用パッドを形成し、磁気ディスク２の上を浮上量１０ｎｍ以下で浮上させた。磁気ディスク２は、モータによって回転駆動されるスピンドル５に保持して回転される。半導体レーザの駆動ドライバは、回路基板の上に配置した。この回路基板には、磁気ヘッド用のドライバも搭載した。記録信号は、信号処理用ＬＳＩ６で発生し、記録信号及び半導体レーザ用電源は、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）を通して半導体レーザ用ドライバに供給した。記録の瞬間、半導体レーザ搭載スライダ１中に設けたコイルを励磁して磁界を発生すると同時に、半導体レーザを発光させ、記録マークを形成した。磁気ディスク２上に記録されたデータは、半導体レーザ搭載スライダ１中に形成された磁気再生素子（ＧＭＲ又はＴＭＲ素子）で再生した。再生信号の信号処理は信号処理回路により行った。
【００２６】
ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）としては、サスペンション３の先端部に半導体レーザ搭載スライダ１となる熱アシスト磁気ヘッドが装着されている構成となっている。
【００２７】
［２］熱アシスト磁気ヘッドの構成
続いて、図４〜図６を参照して、熱アシスト磁気ヘッドの構成について説明する。図４に示されるように、熱アシスト磁気ヘッドは、スライダ基板１０及びデータ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド部９を有するスライダと、半導体レーザ７及び半導体レーザ７を保持するサブマウント８を有する光源ユニットを備える。スライダ基板１０ないし磁気ヘッド部９とサブマウント８は、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等の接着剤１１によって固着される。
【００２８】
［２．１］スライダ
スライダ基板１０は、図５に示されるように、板状である。スライダ基板１０の媒体対向面Ｓは、熱アシスト磁気記録ヘッドが適切な浮上量を得ることができるよう、所定形状に加工されている。スライダ基板１０は、導電性のアルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等によって形成することができる。スライダの媒体対向面Ｓ近傍に、磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生素子１３を配置し、図示はされていないが、近接場光発生素子１３の近傍に電磁変換素子が設けられている。電磁変換素子は、単磁極ヘッドからなる記録素子と、ＣＰＰ／ＧＭＲ型センサ素子からなる再生素子が積層されて構成されている。スライダの媒体対向面Ｓとは反対側の背面Ｆには、光発生・導入素子（光源）としてサブマウント８に固定された波長７８０ｎｍの光を発する半導体レーザ７が接着剤硬化物１１’を介してスライダに搭載されており、半導体レーザ７から出た光は光導波路１２を通して近接場光発生素子１３に照射される。光導波路１２は、波長７８０ｎｍの光に対してシングルモードになるように、長辺が５００ｎｍ、短辺が３００ｎｍ、屈折率が２．１８のＴａ2Ｏ5のコアの周りを、屈折率１．５のＳｉＯ2でできたクラッドが覆っている構造である。この光導波路１２では導波光のモード径は、ほぼ導波路コアのサイズと同じである。すなわち、導波される光のエネルギーは実質的にコア内に閉じ込められている。
【００２９】
光導波路１２は、読取ヘッド部と記録ヘッド部との間に配置されており、図５に示されるように、集積面と平行となるように媒体対向面Ｓから背面Ｆまで延在している。従って、光導波路１２の媒体対向面Ｓ側の端面は媒体対向面Ｓに露出しており、背面Ｆ側の端面は半導体レーザ７のレーザ光出射面と正対している。なお、背面Ｆは、媒体対向面Ｓと略平行とされている。本実施形態では、光導波路１２のコアの材料としてＴａ2Ｏ5（屈折率＝２．１８）、クラッドの材料としてＳｉＯ2（屈折率＝１．５）を利用したが、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きければコア及びクラッドの材料は他の材料でもよく、例えばＳｉＯ2（屈折率＝１．５）のクラッドに対して、コアをＡｌ2Ｏ3（屈折率＝１．６）、ＴｉＯ2（屈折率＝２．４）などにしてもよい。また、クラッドの材質を、屈折率がＳｉＯ2よりも小さなＭｇＦ2（屈折率＝１．４）にしてもよい。また、コアの材質として、Ｇｅなど他の材料をドープしたＳｉＯ2を用いてもよい。
【００３０】
近接場光発生素子１３は二等辺三角柱の形状をした金（Ａｕ）でできており、底辺は１００ｎｍ、斜辺は１３０ｎｍ、高さは２００ｎｍである。二等辺三角柱の頂点の部分は曲率半径約１０ｎｍの円弧状に加工されており、発生する近接場光のスポット直径は２５ｎｍ程度となる。半導体レーザ７からの光が光導波路１２に入射される際の結合効率を向上させるために、スポット径変換機構などをレーザダイオードユニット直下に形成しておくのがよい。光導波路１２に結合された光の照射によって、近接場光発生素子１３はプラズモン共鳴などの原理により、磁気ディスク表面に近接場光を発生させ、媒体表面の温度が上昇するが、本実施形態の近接場光発生素子１３に照射される光のパワーが約１０ｍＷのとき、媒体磁性膜の局所温度は約２００℃に上昇する。その際同時に、近接場光発生素子１３の温度も１５０度程度上昇し、近接場光発生素子１３の抵抗が熱散乱の影響で増大する。
【００３１】
［２．２］光源ユニット
図６に示すように、光源ユニットは、サブマウント８の上に半導体レーザ７が固定された構造を有し、半導体レーザ７は略直方体の形状をしている。サブマウント８は、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等によって形成された導電体である。半導体レーザ７は、光情報記録媒体に用いられる多重量子井戸構造を持つ半導体レーザと同様のものを使用できる。これらの半導体レーザは、多層構造の劈開面の前後に、全反射による発振を励起するためのＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等からなる反射膜１４が成膜されている。そして、一方の反射膜には活性層に対応する位置に開口が設けられており、反射膜１４が成膜されている面のうち開口に対応する領域が、レーザ光が放射される発光点１５となる。このような半導体レーザ７においては、膜厚方向に電圧が印加されることにより、発光点１５からレーザ光が出射される。半導体レーザ７は、ＧａＡｌＡｓ系等、他の半導体材料を用いた他の構成のものであってもよい。メタライズ層１７は、半導体レーザ７をサブマウント８に物理的に固定すると共に半導体レーザの底面と電気的なコンタクトを形成する為に設けられており、ＡｕＳｎ等の半田材料を用いることができる。
【００３２】
なお、半導体レーザ７は、劈開等の作業精度によりチップ化されサブマウント８上に実装されるため、断面観察したときに長方形ではなく、平行四辺形ないし、平行四辺形の角が丸まった形状となることが多い。そのため、半導体レーザ７の外形やエッジを基準として発光点１５を探すのは困難である。そこで、アライメント時には、半導体レーザ７の発光点１５を探すために、半導体レーザ７に形成された凹となるメサ構造１６を基準として、設計パラメータであるメサ構造１６と発光点１５の相対位置を参照することで容易に発光点１５を探すことができる。出射されるレーザ光の波長λは、例えば７８０ｎｍ〜８５０ｎｍ程度である。ただし、近接場光発生素子１３の金属材料に応じた適切な励起波長が存在し、かつ光導波路の設計波長に留意しなければならない。例えば、本実施形態では光導波路の設計波長に合わせλ＝７８０ｎｍとしたが、この波長はＡｕを用いた近接場光発生素子１３でも動作することを確認している。
【００３３】
半導体レーザ７の大きさとしては、例えば、幅２００μｍ〜３５０μｍ、長さ２００μｍ〜４００μｍ、厚み６０μｍ〜２００μｍ程度に設定することができる。ここで、半導体レーザ７の幅は、電流阻止層の対向端の間隔を下限として、例えば、１００μｍ程度まで小さくすることができる。ただし、半導体レーザ７の長さは、電流密度と関係し、それほど小さくすることはできない。いずれにしても、半導体レーザ７に関しては、搭載の際のハンドリングを考慮して、相当の大きさが確保されることが好ましい。ただし、特に半導体レーザの長さはスライダ全体の厚みを決めるパラメータとなり、また、サブマウント以外の光源支持基板を用いない本実施形態において４００μｍ以上に大きくすることは、スライダの浮上特性の観点から難しい。本実施形態では、幅２００μｍ、長さ２５０μｍ、厚み１００μｍの半導体レーザ７を用いた。
【００３４】
［３］熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置及び製造方法
続いて、図７〜図２３を参照して、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置及び製造方法について説明する。まず、上述の構成を有する磁気ヘッド部を含むスライダと、上述の構成を有するサブマウントに固定された半導体レーザとを製造する。続いて、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせを、下記の熱アシスト磁気ヘッドの製造装置を用いて、図２１から図２３に示したフローチャートに従って行う。
【００３５】
図７のブロック図に示すように、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置は、サブマウントを保持する第１の保持部１８にて、サブマウント８に固定された半導体レーザ７を保持する。スライダ１０を保持する第２の保持部２２は、第２の保持部２２の角度及び位置を調整する微調整移動部２１と微調整移動部制御装置を備えている。本装置では、微調整移動部を利用することで、磁気ヘッド部に形成された光導波路の位置を検出できる。
【００３６】
また、本装置は、半導体レーザ７の光をモニタするための第１の光検出手段２０を備えており、第１の光検出手段２０の位置を調整する移動部１９と移動部制御装置を備えている。本実施形態では、第１の光検出手段２０としてＣＣＤ等の撮像素子を使用した。撮像素子を使用することで、半導体レーザ７の光スポット位置、光スポット形状を観察することが可能となり、観察結果を解析することで第１の光検出手段２０と半導体レーザ７の相対位置、傾きを検出することが可能となる。
【００３７】
これら、第１の光検出手段の信号を演算し、組み立てのために各移動部制御装置をコントロールするのが制御ＰＣであり、制御ＰＣには、第１から第３の計算部がソフトウェアとして組み込まれている。第１の計算部では、第１の保持部１８に保持された半導体レーザ７のスポットを第１の光検出手段２０で検出する。また、移動部１９を用いて第１の光検出手段２０を走査することで、半導体レーザ７を保持した第１の保持部１８と第１の光検出手段２０の相対位置を制御する。こうして、第１の光検出手段２０にて取得した各々の輝度分布データを用いて、予め第１の保持部１８と位置関係が校正された第１の光検出手段２０と半導体レーザ７の相対位置及び相対傾き情報を算出する。第２の計算部では、微調整移動部２１を用いてスライダを走査し、第１の光検出手段にて取得した各位置での輝度データを用いて半導体レーザ７に対する磁気ヘッド部に設けた光導波路１２の位置情報を算出する。第３の計算部では、発光時間割合を変えながら半導体レーザを駆動し、スペクトラムアナライザを用いて測定された半導体レーザの発振波長を元に半導体レーザの温度を算出する。
【００３８】
実施形態１では、上記熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置を用いて、下記第１から第３の処理にて、熱アシスト磁気ヘッドを製造した。また、引き続き第４の処理を行うことで熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを製造し、第５及び第６の処理を行うことで熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの検査を行った。その製造方法を以下で詳しく述べる。
【００３９】
［３．１］第１の処理
図２１に示す第１の処理は、図８に示すように、第２の保持部２２を退避させた状態で行われる。
【００４０】
第１の保持部２２に保持された半導体レーザ７に、移動部１９を用いて第１の光検出手段２０である撮像素子を近接させた（Ｓ１１）。これは、制御ＰＣから移動部制御装置に指示し、その指示に従って移動部制御装置が移動部１９を駆動することによって実行される。続いて、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動し、半導体レーザ７を点灯する（Ｓ１２）。それにより第１の光検出手段２０は、半導体レーザ７の光スポットを検出し、第１の光検出手段２０は検出した輝度分布データを制御ＰＣに送信する（Ｓ１３）。制御ＰＣは、図９Ａから図９Ｃに示す手順により、第１の計算部で、半導体レーザ７と第１の光検出手段２０の相対位置、相対傾きを検出する（Ｓ１４）。
【００４１】
まず、図９Ａに示すように、初期状態で半導体レーザ７を点灯したときの第１の光検出手段２０上での光量分布を取得する。第１の光検出手段２０上で、第１の光検出手段２０の中心位置Ｃからずれた位置に、半導体レーザ７の光スポットＳが観察される。装置校正により、初期状態での第１の光検出手段２０と半導体レーザ７を保持する第１の保持部１８の相対位置・傾きは管理されている。半導体レーザ７の光スポットＳの形状は、原理上半導体レーザの反射層に平行な方向と垂直な方向とでビーム広がり角度が異なるため、第１の光検出手段２０で観察されるスポット形状は楕円形状となっている。また、半導体レーザ７は、半導体レーザの外形寸法ばらつきにより第１の保持部１８でのハンドリング状態が異なることを受け、通常、第１の光検出手段２０の受光面に対し若干の傾きを持っている。そのため、半導体レーザ７の光スポットＳの輝度分布は、輝度ピーク点を中心として点対称ではなく、傾斜をもった分布として観察される。この状態で制御ＰＣの第１の計算部は、第１の光検出手段２０の中心Ｃと半導体レーザ７の光スポットＳの相対位置Δｘ，Δｙを検出することができる。
【００４２】
続いて、図９Ｂに示すように、半導体レーザ７の光スポットＳが第１の光検出手段２０の受光面中心に来るように移動部１９を走査した。その上で、図９Ｃに示すように、第１の光検出手段２０の受光面の傾きを移動部１９を用いてΔθx、Δθyだけ動かすことで、半導体レーザ７の光スポットＳの輝度分布を、輝度ピーク点を中心として点対称となるよう調整することができる。このとき、第１の光検出手段２０の光受光面と半導体レーザ７の光スポットＳの相対傾きは、−Δθx，−Δθyと検出することができる。
【００４３】
［３．２］第２の処理
図２２示す第２の処理は、図１０に示すように、第１の処理のときと異なり第２の保持部２２を挿入した状態で行われる。
【００４４】
微調整移動部２１を用いて第２の保持部２２により保持されたスライダ（磁気ヘッド部）１０を、第１の保持部１８に固定された半導体レーザ７に近接させる（Ｓ２１）。これは、制御ＰＣから微調整移動部制御装置に指示し、その指示に従って微調整移動部制御装置が微調整移動部２１を駆動して第２の保持部２２を移動することによって実行される。続いて、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動し、半導体レーザ７を点灯させる（Ｓ２２）。そして、第１の光検出器２０にてスライダ透過後の出射光量を取得する。引き続き、微調整移動部２１を用いて第２の保持部２２に保持したスライダ１０を移動させながら、第１の光検出器２０で取得した輝度分布データを制御ＰＣに送信する。制御ＰＣは、取得した輝度分布データの最大輝度データと、微調整移動部２１の位置情報を用いて図１１に示すような検出最大光量分布を取得する（Ｓ２３）。
【００４５】
図１１に示すように、検出最大光量分布では、半導体レーザの光量分布と略相似形となる領域が検出される。これは、スライダと半導体レーザの位置ずれが生じると、光導波路近傍ではスポット光量が低下するため、スライダ内に設けた光導波路にカップリングする光量も低下し、結果としてスライダを透過する最大光量も低下するためである。すなわち、図１１に示すように検出最大光量分布が最も大きくなる位置を、スライダと半導体レーザの位置合わせができている位置として算出できる（Ｓ２４）。制御ＰＣは、算出された光導波路１２の座標（ｘ，ｙ）の情報を、メモリに格納して保存する（Ｓ２５）。
【００４６】
［３．３］第３の処理
図２３の一部に示す第３の処理は、図７に示す半導体レーザ・スライダ固定装置を用いて行われる。
【００４７】
第１の処理、第２の処理により半導体レーザとスライダの相対傾き、位置が特定されると、図５に示したように、スライダ基板１０の背面とサブマウント８の接着面に、硬化することによって接着剤１１となるＵＶ硬化型接着剤を塗布する（Ｓ３１）。ＵＶ硬化型接着剤としては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。
【００４８】
そして、微調整移動部を用いてスライダ１０をサブマウント８に保持された半導体レーザ７に近接させる（Ｓ３２）。その後、近接場光発生素子１３に設けた温度検出素子にて光導波路１２から近接場光発生素子１３に入射する光量をモニタし、その検出光量が最大となるように、すなわち半導体レーザ７の発光点が光導波路１２と重なるように、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせの微調整を行い、その位置で、スライダ基板１０の背面とサブマウントの接着面とを重ね合わせた（Ｓ３３）。その後、外部からＵＶ硬化型接着剤に紫外線を照射することによりＵＶ硬化型接着剤を硬化させ、スライダ基板１０とサブマウント８とを接着し、熱アシスト磁気ヘッドを作製した（Ｓ３４）。
【００４９】
［３．４］第４の処理
図２３の一部に示す第４の処理は、第３の処理で作製した熱アシスト磁気ヘッドを図１２に示すように、ロードビーム２３を有するサスペンション２４、ここでは図示しないＦＰＣとアセンブリすることで行われる。サスペンション２４は、第３の保持部２６に保持されており、ばね性を持つサスペンション２４の先端部のロードビーム２３をクランプ２７で抑えることにより、第４の処理を行う際のサスペンション２４を固定することができる。
【００５０】
図１３に、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ用サスペンション２４の平面摸式図を示す。サスペンション２４は、ロードビーム２３、サスペンション先端に固定されたスライダとハードディスク装置との電気的接続を行うＦＰＣ２５、弾性を有するフレクシャ部２８を備え、半導体レーザをスライダに固定する際に用いるレーザ搭載用穴部２９が設けられている。レーザ搭載用穴部のスペースを利用して、図５に示したようにサブマウント７に積載された半導体レーザ８をスライダ１０に対し倒立させた形態で固定を行う。
【００５１】
図１４に、図１１に示したレーザ搭載用穴部２９周辺の拡大図を示す。サブマウント８及び半導体レーザ７の各々は、ＦＰＣ２５上に設けた電極パッド３０近傍に配置される。電極パッド３０は、引出配線３１にてハードディスク装置へ接続されている。そこで、図１５に示す様に、サブマウント８及び半導体レーザ７を、導電性硬化物３２を介して、ＦＰＣ２５上に設けた電極パッド３０に接続した（Ｓ４１）。
【００５２】
［３．５］第５の処理・第６の処理
図２３の一部に示す第５及び第６の処理は、図１６のブロック図に示すように、半導体レーザ７の後方に光伝送手段３３を近接させた状態で行われる。
【００５３】
図１７に示すように、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置は、検査時に第３の保持部２６にて、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを保持する。本装置では、図１７に示すように、半導体レーザ７を、ＦＰＣ２５を介して外部電源を用いて駆動し（Ｓ５１）、光伝送手段３３を半導体レーザ７の後方に近付けることにより半導体レーザ７の出射光を取得し、スペクトルアナライザを用いることでその発振波長を計測した（Ｓ５２）。本実施形態では、光伝送手段３３として光ファイバ３４を使用した。光ファイバ被覆部３５を含めても直径１ｃｍ以下となる光ファイバ３４を使用することで、半導体レーザ７に対し光伝送手段３３を容易に後方から近接させ、半導体レーザ７の出射光の取得をスライダ基板１０と反対側から行うことができるので、既存の製造装置への検査機構の追加が容易となる。また、スペクトラムアナライザは、回折格子及びアレイ型ＣＣＤセンサを用いた可動部のないツェルニ・ターナー型分光器を用いることにより、検査時の半導体レーザを短い時間のみ発光させるだけで波長測定が可能となるため、検査により熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを破損させる可能性を低くできる。
【００５４】
図１８は、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造前に、半導体レーザの温度を変えながら、その発振波長をスペクトラムアナライザを用いて取得した結果を示す図である。半導体レーザの発振波長は温度に比例しており、その比例係数は０．３７７ｎｍ／℃であった。この比例係数は使用する半導体レーザの活性層の屈折率の温度係数と相関があり、本発明で使用するようなＧａＮ系の半導体であれば０．２〜０．４ｎｍ／℃となることが知られている。すなわち、半導体レーザの発振波長を測定することにより、半導体レーザの活性層の温度を直接知ることができるため、従来例のように温度センサを用いてスライダ全体の温度を取得するときに比べ高精度な測定が可能となる。また、予め設定した温度範囲は、合格品となった熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの温度に対し＋１０℃とすることで、不良品の検出波長範囲が約５ｎｍ以上となるため、波長測定精度の低いツェルニ・ターナー型分光器を用いた検査が可能となる。
【００５５】
なお、本実施例ではドライブ温度を５０℃、半導体レーザの駆動上限温度を９０℃とし、半導体レーザを熱アシスト磁気記録にて用いる際見込まれる温度上昇量を２０℃と仮定した。このとき、ＬＤ以外のＦＰＣや接着工程での電気特性のバラツキを考慮し「予め設定した温度範囲」を、＜＋１０℃とした。もちろん、ドライブ温度を５０℃より下げたり、駆動上限温度の高い半導体レーザを用いたりすることで、この「予め設定した温度範囲」を大きくすることも可能である。許容温度範囲Ｑとしては、１０〜４０℃の値が望ましい。上限となる４０℃は、一般的な半導体レーザの上限動作保証温度である９０℃程度と、熱アシスト磁気記録ヘッドが用いられるドライブ動作温度約５０℃の差であり、これ以上の温度差が付く環境では半導体レーザの発光が生じない可能性が高い。一方で、下限となる１０℃は、波長モニタで使用したスペクトラムアナライザの検出精度及び、使用半導体レーザの縦モード間隔より決定される。半導体レーザの縦モード間隔とは半導体レーザが発振できる波長間隔を示しており、半導体レーザの共振器長及び共振器材料の屈折率で決まる。例えば、本実施例で用いるレーザでは＜１ｎｍとなる。また、スペクトラムアナライザの検出精度は、検出に用いる回折格子の細かさと検出に用いるスリット幅、検出器の大きさで決定されるが、本実施例でおおよそ１〜２ｎｍである。それゆえに、今回の検出系を用いて波長測定精度が保証できる範囲としては２ｎｍ以上が望ましく、許容温度範囲Ｑに換算すると１０℃付近となる。
【００５６】
本実施形態では、製造された熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ５品（内不良品が１品含まれている）に対し、図１９に示すように半導体レーザの閾値電流値と半導体レーザを含む電気回路の抵抗値を測定した。半導体レーザの製造分野では、半導体レーザの不良解析を行う際に、不良品サンプルの閾値電流や抵抗値が正常品と比べ差異がないかを確認している。しかし、図１９から分かるように、今回製造された熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ５品では、正常品・不良品にて大きな差異が確認できなかった。これは、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリで観察される抵抗値は、半導体レーザ単体の抵抗値だけでなく、半導体レーザ固定部（導電性接着剤）や、ＦＰＣの抵抗値を合わせたものとなるため、全体の抵抗値だけで不良品判別が困難である。また、半導体レーザの閾値電流に対しても、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリでは、半導体レーザがスライダに対し、数μｍと近接して固定されるため、半導体レーザへの戻り光が発生し、半導体レーザ単体時と比べ閾値電流がシフトする。そのため、従来の半導体レーザ製造分野での不良品判別方法が使えないこととなる。
【００５７】
そこで、本実施形態では、図２０に示すように、検査用外部電源を用いて半導体レーザの発光時間を変更しながら波長測定を行った（Ｓ５３）。図１９での閾値電流・抵抗値は不良品・良品の区別が付かなかったが、図２０に示す波長測定結果を見ると、不良品サンプルだけは、発光時間が長い、すなわちdutyが大きくなったときに正常品に比べ、波長が５ｎｍ〜１０ｎｍ近く長くなっていることが分かった。図１８に示したように、本実施形態で使用した半導体レーザの温度係数は０．３７７ｎｍ／℃と判明しているので、不良品サンプルの半導体レーザの内部温度は標準品（合格品）と比べ１３．３〜２６．５℃上昇していると推定される（Ｓ６１）。
【００５８】
また、熱アシスト磁気ヘッドでは、検査品に対し合格品を判別するために下式を満たす「予め設定した温度範囲Ｑ」＜＋１０℃を用いることで、装置内に格納したリファレンスデータと検査品で測定した波長を比較するだけで半導体レーザの不良品判別が可能であり、検査時に内部温度が高いサンプルを不良品として除外することができた（Ｓ６２）。
【００５９】
【数１】
Ｑ：許容温度範囲
ΔＴ：検査品と合格品における半導体レーザの温度差
Ｔ1：第１の発光時間割合（duty）
Ｔ2：第２の発光時間割合（duty）
Δλrms：区間Ｔ1からＴ2までの合格品（リファレンス）半導体レーザ（ＬＤ）を基準としたときの検査品（ＨＧＡ）のＬＤの波長シフト量の二乗平均平方根
λLD：検査品（ＨＧＡ）のＬＤの発振波長
λref：合格品（リファレンス）ＬＤの発振波長
α：半導体レーザ発振波長の温度係数（ｎｍ／deg）
【００６０】
上式において、任意の第１の発光時間割合（duty）Ｔ1，第２の発光時間割合（duty）Ｔ2の組み合わせに対して、ΔＴ＜Ｑ／(Ｔ2-Ｔ1)を満たすとき合格とすることができる。λLD(t)は、検査品（ＨＧＡ）のＬＤにおけるＴ2からに変えたときに測定される半導体レーザの発振波長である。一方で、λref(t)は、合格品（リファレンス）ＬＤにおける第１の発光時間割合Ｔ1（duty）から第２の発光時間割合Ｔ2（duty）に変えたときに測定される半導体レーザの発振波長である。この両者の差の二乗平均平方根Δλrmsが、合格品に比べ検査品ＨＧＡのＬＤ実装時にＬＤ温度上昇分の区間平均波長シフト量を示しており、半導体レーザの温度係数αを乗じることで検査品と合格品における半導体レーザの温度差ΔＴを見積もることが可能となる。
【００６１】
Ｔ1及びＴ2の値は０〜１の任意の値を取ることができるが、精度高い検査を実現するためにはＴ1とＴ2の差を大きくした方が良い。しかし、Ｔ1及びＴ2を大きくすると、実際のハードディスク装置と異なりＨＧＡが媒体上で浮上していない検査状態では、ＬＤの温度が大きくなりすぎて、正常品でもＬＤ発光自体ができなくなる程ＬＤの温度上昇が生じる。そのため、Ｔ1は０．０５程度とできるだけ０に近くし、Ｔ2は０．３程度に抑えた方が好ましい。
【００６２】
［４］作用
続いて、本実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの作用について説明する。
書き込み又は読み出し動作時には、熱アシスト磁気ヘッドは、回転する磁気ディスクの表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、読取ヘッド部及び記録ヘッド部の媒体対向面Ｓ側の端が磁気ディスクと微小なスペーシングを介して対向することによって、データ信号磁界の感受による読み出しと、データ信号磁界の印加による書き込みとが行われる。ここで、図５に示すように、データ信号の書き込みの際、半導体レーザ７から光導波路１２を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生素子１３に到達し、近接場光発生素子１３から近接場光が発生する。この近接場光によって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。そして、熱アシスト磁気記録方式を採用することにより、高保磁力の磁気ディスクに垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを用いて書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、例えば、１Ｔｂ／ｉｎ2級の記録密度を達成することが可能となる。
【００６３】
以上、本発明を熱アシスト磁気記録ヘッドに適用した実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した態様に限定されるものではない。例えば、本実施形態では近接場光発生素子１３が三角形状をしていたが、凹形状や、台形状としてもよく、また、三角形状又は台形状の板を、その頂点同士又は短辺同士が所定距離離間して対向するように一対配置した、ボウタイ型と呼ばれる構造でもよい。また、近接場光発生素子１３は、レーザ光の波長よりも小さい開口とすることもできる。本実施形態では電磁変換素子は、単磁極ヘッドからなる記録素子と、ＣＰＰ／ＧＭＲ型センサ素子からなる再生素子が積層された構成とした。しかし、記録素子は、様々な構造とすることができる。１層の薄膜コイル、あるいは２層以上の薄膜コイルを設けてもよく、更には、ヘリカルコイルとしてもよい。同様に、再生センサは、磁気抵抗変化率の高い巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲ（Anisotropy Magneto Resistive）素子、トンネル接合で生じる磁気抵抗効果を利用したＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）素子、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ素子等を利用してもよい。また、光を利用して再生してもよい。記録ビットからの戻り光の偏光の回転を検出することで、記録ビットの磁化の向きが検出可能である。本実施形態で用いた半導体レーザの駆動ドライバ、磁気ヘッドドライバは、信号処理用ＬＳＩと共にＩＣチップ化しサスペンションの途中に装着してもよい。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態の係る熱アシスト磁気ヘッドジンバル製造装置は、熱アシスト磁気ヘッドジンバルの製造と共に検査を行う装置である。このうち、検査に関する装置構成及び機能は、以下に説明する実施形態２にも適用可能である。
【００６５】
本実施形態の係る熱アシスト磁気ヘッドジンバル製造装置は、サブマウントを保持する第１の保持部と、磁気ヘッド部を保持する第２の保持部と、第２の保持部の位置及び角度を調整可能な微調整移動部と、半導体レーザからの光をモニタするための第１の光検出手段と、第１の光検出手段の位置及び角度を調整可能な移動部と、第１の光検出手段の位置及び角度を移動部によって調整して取得した輝度分布データを用いて光検出手段と半導体レーザの相対位置及び相対傾き情報を算出する第１の計算部と、第１の保持部によって保持された半導体レーザを駆動しながら第２の保持部に保持した磁気ヘッド部を微調整移動部によって移動し、光検出手段で取得した輝度分布データを用いて、半導体レーザに対する磁気ヘッド部に設けた光導波路の位置を算出する第２の計算部と、磁気ヘッド部と半導体レーザを固定するための半導体レーザ・スライダ固定装置と、半導体レーザの出射光を取得するための第２の光検出手段と、第２の光検出手段により取得した光の波長を測定するスペクトラムアナライザと、スペクトラムアナライザにて取得した光の波長を元に不良品を判別する第３の計算部を有し、第１の計算部で得られた情報及び第２の計算部で得られた情報を用いて半導体レーザの発光点が光導波路の延長軸と一致するように磁気ヘッド部を微調整移動部にて移動させた後、半導体レーザ・スライダ固定装置により熱アシスト磁気ヘッドを組み立て、熱アシスト磁気ヘッドとサスペンション、ＦＰＣ基板をアセンブリした後、ＦＰＣ基板を前記半導体レーザの発光時間を変えながら駆動させ、第３の計算部にて熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの不良品を選別することができる。
【００６６】
第１の光検出手段は、撮像素子とすることで、磁気ヘッド部に設けた光導波路と半導体レーザの位置合わせを容易に行うことができる。第２の光検出手段を光ファイバすることで、半導体レーザの出射光の取得をスライダと反対側から行うことができるので、既存の製造装置への検査機構追加が容易となる。スペクトラムアナライザは、回折格子及びアレイ型ＣＣＤセンサを用いた可動部のないツェルニ・ターナー型分光器を用いることにより、検査時の半導体レーザを短い時間のみ発光させても波長測定が可能となるため、検査により熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを破損させる可能性を低くできる。
【００６７】
また、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド製造方法は、熱アシスト磁気ヘッドジンバルの製造と共に検査を行う方法である。このうち、検査に関する部分は、以下に説明する実施形態２にも適用可能である。
【００６８】
本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド製造方法は、半導体レーザが固定されたサブマウントを第１の保持部で保持し、第１の保持部に設けられた半導体レーザを駆動し、第１の光検出手段で検出した輝度分布データをもとに光検出手段と半導体レーザの相対位置及び相対傾きを算出する第１のステップと、半導体レーザを駆動し、半導体レーザの下方で第２の保持部に保持された磁気ヘッド部を２次元移動しながら半導体レーザの出力を第１の光検出手段でモニタすることにより磁気ヘッド部に設けられた光導波路の位置を算出する第２のステップと、その状態で磁気ヘッド部にサブマウントを接着して固定し熱アシスト磁気ヘッドを製造する第３のステップと、その状態で熱アシスト磁気ヘッドとサスペンション、ＦＰＣ基板をアセンブリし、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを製造する第４のステップと、ＦＰＣ基板を介して半導体レーザを駆動させ、スペクトラムアナライザを用いて第２の光検出手段で検出した半導体レーザの出射光の波長をもとに予め取得した合格品である半導体レーザの発振波長の温度依存性データを格納した情報を参照することで検査品と合格品における半導体レーザの温度差を推定する第５のステップと、第５のステップで求めた検査品と合格品における半導体レーザの温度差が予め設定した温度範囲外となったとき、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを不良品と選別する第６のステップとを有する。
【００６９】
［実施形態２：熱アシスト磁気ヘッド検査装置］
実施形態２では、図２４から図２６を用いて熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ検査装置の例を示す。検査装置では実施形態１のような組立機構は必要としないため、装置駆動部の数を削減することができる。また、光伝送手段について、実施形態１の光ファイバに加え、集光光学素子（レンズ）を用いることで、半導体レーザの後方へ光ファイバをミクロン単位で近づける必要がなくなるため、熱アシスト磁気ヘッドの検査が簡易に行うことができ、かつ安価な検査装置を提供できる。
【００７０】
図２４及び図２５を参照して、熱アシスト磁気ヘッド検査装置の構成例について説明する。図２４にブロックを示し、図２５に概略図を示すように、本実施例の熱アシスト磁気ヘッド検査装置は、光ファイバ３４、光ファイバ被覆部３５、及び集光光学素子（レンズ）３８を有する光伝送手段３７と、光伝送手段３７を走査する微調整移動部２１を備える。また、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを保持するヘッドジンバル保持部３６を備えるが、組立動作が必要ないので、実施形態１とは異なりその他の移動部が必要ない構成となっている。熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ、すなわちサブマウント付きレーザ７、スライダ基板１０、接着剤硬化物１１’、ロードビーム２３、サスペンション２４、クランプ２７は、実施形態１と構成上違いがないので説明を省略する。もちろん、実施形態１の構成物と同様のものであってもよいし、サイズ等が異なるものであってもよい。
【００７１】
続いて、図２６を参照して、実施形態２における熱アシスト磁気ヘッドの検査装置及び検査方法について説明する。実施形態１と共通の部分については説明を省略する。
【００７２】
まず、熱アシスト磁気記録ヘッドシンバルアセンブリをヘッドジンバル保持部３６にセットした（Ｓ７１）。ＦＰＣ基板を介して外部電源を用いて半導体レーザを駆動し（Ｓ７２）し、半導体レーザ後方から光伝送手段３７を介しスペクトラムアナライザを用いて半導体レーザの波長を検出した（Ｓ７３）。同様の波長検出を検査用外部電源により半導体レーザの発光時間を変更しながら行ったところ（Ｓ７４）、実施形態１と同様に正常品４品に対し、１品だけが半導体レーザの波長が５〜１０ｎｍ長くなっていることが分かった。本実施形態１と同様のレーザを使用したため半導体レーザの温度係数は０．３７７ｎｍ／℃と判明しており、不良品サンプルの半導体レーザの内部温度は正常品と比べ１３．３〜２６．５℃上昇していると推定された（Ｓ７５）。熱アシスト磁気ヘッドでは、ハードディスク装置の内部温度を考慮して許容温度が決められており、実施形態１と同様に許容範囲を＋１０℃としていたため、内部温度が高いサンプルを不良品として除外することができた（Ｓ７６）。
【００７３】
なお、本発明は上記した実施形態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、上記した実施形態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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態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】
【００７４】
１ 半導体レーザ搭載スライダ
２ 磁気ディスク
３ サスペンション
４ ボイスコイルモータ
５ スピンドル
６ 信号処理用ＬＳＩ
７ 半導体レーザ
８ サブマウント
９ 磁気ヘッド部
１０ スライダ基板
１１ 接着剤
１１’接着剤硬化物
１２ 光導波路
１３ 近接場光発生素子
１４ 反射膜
１５ 発光点
１６ メサ構造
１７ メタライズ層
１８ 第１の保持部
１９ 移動部
２０ 第１の光検出手段
２１ 微調整移動部
２２ 第２の保持部
２３ ロードビーム
２４ サスペンション
２５ ＦＰＣ
２６ 第３の保持部
２７ クランプ
２８ フレクシャ部
２９ レーザ搭載用穴部
３０ 電極パッド
３１ 引出配線
３２ 導電性硬化物
３３ 光伝送手段
３４ 光ファイバ
３５ 光ファイバ被覆部
３６ ヘッドジンバル保持部
３７ 光検出手段
３８ 集光光学素子（レンズ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録装置に搭載される熱アシスト磁気ヘッドの検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を実現する記録方式として、熱アシスト磁気記録方式が提案されている（非特許文献１）。従来の磁気記録では、記録密度が１Ｔｂ／ｉｎ2以上になると、熱揺らぎによる記録情報の消失が問題となる。これを防ぐには、磁気記録媒体の保磁力を上げる必要があるが、記録ヘッドから発生させることができる磁界の大きさには限りがあるため、保磁力を上げすぎると媒体に記録ビットを形成することが不可能となる。この問題を解決するために、熱アシスト磁気記録方式では、記録の瞬間、磁気記録媒体を光で加熱し保磁力を低下させる。これにより、高保磁力媒体への記録が可能となり、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度が実現可能となる。
【０００３】
この熱アシスト磁気記録において、照射する光のスポット径は、記録ビットと同程度の大きさ（数１０ｎｍ）にする必要がある。なぜなら、光スポット径がそれよりも大きいと、隣接トラックの情報を消去してしまうからである。このような微小な領域を加熱するためには、近接場光を用いる。近接場光は、光波長以下の微小物体近傍に存在する局在した電磁場（波数が虚数成分を持つ光）であり、径が光波長以下の微小開口や金属の散乱体を用いて発生させる。例えば、高効率な近接場光発生素子として三角形の形状をした金属散乱体を用いることが提案されている（非特許文献２）。金属散乱体に光を入射すると、金属散乱体中にプラズモン共鳴が励起され、三角形の頂点に強い近接場光が発生する。この近接場光発生素子を用いることにより、光を数１０ｎｍ以下の領域に高効率に集めることが可能になる。
【０００４】
このような熱アシスト磁気ヘッドとして、特許文献１には、電磁コイル素子に対して磁気ヘッドの積層方向に近接した位置に光導波路が設けられた磁気ヘッド部を有するスライダと、このスライダとは別の光源支持基板に光源が設けられた光源ユニットとを備える熱アシスト磁気ヘッドが開示されている。この構成においては、光源の出射光を光導波路内に導入し、媒体対向面内にある光導波路の光出射面から出射させて、磁気記録媒体を局所的に加熱することができる。
【０００５】
更に、特許文献２では、熱アシスト磁気記録ヘッドに温度センサを備えて、記録前にヘッドの温度を調べることで、安定した記録を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８５５４８号公報
【特許文献２】特開２００９−４３３７７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, p.1839 (1999)
【非特許文献２】Technical Digest of 6th international conference on near field optics and related techniques, Netherlands, Aug. 27-31, 2000, p.55
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
熱アシストにて安定した記録を実現するためには、媒体上の近接場光の強度を一定にする必要がある。しかし、熱アシスト磁気記録ヘッドでは光源の温度等の外部環境変化による光学特性変化により近接場光素子への入射パワー変化が生じる可能性がある。代表的な光源として用いられる、半導体レーザ（ＬＤ）の出射パワーは温度に敏感であり、一般的な半導体レーザの動作保証温度は９０℃程度であるため、多くのレーザドライバ(ＬＤＤ：Laser Diode Driver)は半導体レーザの温調機構を設けている。一方で、熱アシスト磁気記録ヘッドは、周辺環境となるドライブ動作温度は約５０℃と高く、温調機構を設けるスペースもない。また、熱アシスト記録を行うために半導体レーザを記録時に一定の駆動電流で動作させているため、半導体レーザの温度上昇が発生する。そのため、熱アシスト磁気記録ヘッドでは、半導体レーザでの発熱はスライダ浮上時に空気中へスライダを介して放出する設計とすることで、半導体レーザの温度が９０℃を超えないようにする。つまり、熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリでは、半導体レーザ駆動時の温度が設計通りとなっているかを検査する必要がある。
【０００９】
ここで、特許文献１に記載された熱アシスト磁気ヘッドを作製するには、光源ユニットを、スライダの媒体対向面と反対側の面（背面）に重ねた後に保持する必要がある。この場合、磁気ヘッド部を有するスライダと光源ユニットとをそれぞれ独立に試験した上で、良品であるスライダと光源ユニットを保持し、熱アシスト磁気ヘッドを歩留まり良く製造できる。しかしながら、スライダと光源ユニットを一体化した後の熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリにおいて、各素子を独立に試験したときと同様の結果が得られる保証がない。すなわち、特許文献１には、各素子間を接続した際に生じる電気特性の変化や、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリとして用いる際の光源ユニットの温度変化に伴う光学特性について評価するための具体的な記述がない。また、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ組立時に素子破損等のトラブルが起こったときの検査手段も不明である。
【００１０】
一方で、特許文献２に記載された熱アシスト磁気ヘッドでは、温度センサを用いることで、スライダと光源ユニットを一体化した後の熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの記録時における光学特性を制御することができる。つまり、温度センサを用いることにより光学特性をモニタできるが、一つの熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリに対し、温度センサの実装、配線接続を行う必要がある。また、温度センサは設置個所の温度を計測するものであり、温度に敏感な光源ユニットの温度をモニタできるものではない。
【００１１】
また、他分野の例として、半導体レーザ単体の温度特性評価方法について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、一般的な半導体レーザ単体の性能を示す指標として用いられるＩ−Ｌ特性（Injection-current Light output characteristics）の温度依存性を示している。Ｉ−Ｌ特性とは、半導体レーザに印加する順電流に対する、検出パワーの関係を示したものである。また、半導体レーザの温度は、ペルチェ・ヒータ素子が組み込まれた半導体レーザの設置ステージを用いて制御されている。
【００１２】
図１から分かる様に、半導体レーザ温度の上昇により、同一パワーを得るために必要な電流が大きくなる、すなわちＩ−Ｌカーブが高電流側にシフトすることが分かる。特に９０℃以上となる高温では、パワーの対電流線形性が失われ飽和を起こしていることから、熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリにおいては半導体レーザが高温になると所望のパワーが得られなくなる。このときレーザが発振してパワーが出始める電流、すなわち「閾値電流」も、半導体レーザ温度の上昇に伴って高電流側にシフトする。なお、この閾値電流上昇の主な原因は、「利得の減少」であると考えられている。温度上昇によりバンド注入されている電子／ホールが熱的に高いエネルギー分布となることから、発振に寄与する電子／ホールの数が実効的に減少する。この下がった利得を補うために、更にキャリア密度を上げる必要があるため閾値電流が上昇する。そこで図２に示すように、半導体レーザの「閾値電流」の温度依存性に注目し、下式に示すような特性温度Ｔ0を求めることで、半導体レーザの温度特性を評価することができる。
【００１３】
Ｉth＝ｋ×exp（Ｔ／Ｔ0）
【００１４】
Ｉthは半導体レーザの閾値電流値、Ｔは半導体レーザ温度、ｋは比例係数であり、閾値電流Ｉthは温度Ｔとともに指数関数的に上昇していることが分かる。ここで、特性温度Ｔ0が大きな半導体レーザほど温度に対する影響が少ないため、温度特性に優れた半導体レーザとみなすことができる。しかし、熱アシスト磁気記録ヘッドは、前述したように周辺環境となるドライブ動作温度は約５０℃と高く、温調機構を設けるスペースもない。また、半導体レーザでの発熱はスライダ浮上時に空気中へスライダを介して放出する設計となっているため、組立時の熱の逃げ場がほとんどない状態では半導体レーザに一定電流を流すと半導体レーザの温度が急激に上昇してしまう。また、熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリでは、半導体レーザとスライダを数μｍと近接させて使用するため、スライダ表面からの反射光が半導体レーザに戻ることにより、半導体レーザの発光特性、例えば閾値電流や出力パワーが半導体レーザ単体のときと変化する可能性がある。そのため閾値電流の変化量は、半導体レーザとスライダの距離によって変わってしまうため、閾値電流変化量から温度上昇量を正確に見積もることは困難である。
【００１５】
そこで本発明は、簡易な操作にて不良品を高精度に判別可能な熱アシスト磁気ヘッドの検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ検査装置は、光導波路が形成された磁気ヘッド部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、半導体レーザから発生されたレーザ光が磁気ヘッド部の光導波路に入射される熱アシスト磁気ヘッドを検査するものであり、半導体レーザの発振波長を測定するスペクトラムアナライザと、半導体レーザからの出射光をスペクトルアナライザに導くための光伝送手段と、スペクトラムアナライザにて取得した波長を元に半導体レーザの温度を算出する計算部とを有し、半導体レーザを発光時間割合を変えながら駆動し、計算部にて算出した半導体レーザの温度が予め設定した温度範囲外となったとき、不良品と判定する。
【００１７】
半導体レーザの発光時間割合を変えることで、温調素子がなくても半導体レーザを駆動する際に生じるジュール発熱を用いて温度制御を行うことができ、検出に閾値電流を用いずに発振波長を用いることで、閾値電流変化の影響を除外した形で半導体レーザ温度が取得可能となる。
【００１８】
光検出手段は、集光光学素子及び光ファイバであってもよい。好ましくは、スペクトラムアナライザは、回折格子及びアレイ型ＣＣＤセンサを用いた可動部のないツェルニ・ターナー型分光器を用いることにより、検査時の半導体レーザを短い時間のみ発光させても波長測定が可能となるため、検査により熱アシスト磁気ヘッドを破損させる可能性を低くできる。
【００１９】
本発明に係る熱アシスト磁気ヘッド検査方法は、光導波路が形成された磁気ヘッド部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、半導体レーザから発生されたレーザ光が磁気ヘッド部の光導波路に入射される熱アシスト磁気ヘッドを検査する方法であり、発光時間割合を変えながら半導体レーザを駆動し、出射光の波長を検出する第１のステップと、検出した出射光の波長をもとに半導体レーザの温度を推定する第２のステップと、第２のステップで推定した半導体レーザの温度が予め設定した温度範囲外となったとき、不良品と判定する第３のステップとを有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易な操作にて熱アシスト磁気ヘッドの不良品を高精度に判別することができる。
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】半導体レーザにおけるＩ−Ｌ特性の温度依存性を示す図。
【図２】半導体レーザにおける閾値電流の温度依存性を示す図。
【図３】ハードディスク装置の構成例を示す概略図。
【図４】熱アシスト磁気記録ヘッドの構成例を示す斜視模式図。
【図５】熱アシスト磁気記録ヘッドの構成例を示す断面摸式図。
【図６】半導体レーザ対向面から見た、サブマウント付レーザの断面摸式図。
【図７】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造装置において組立時の構成例を示すブロック図。
【図８】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造装置においてレーザと第一の光検出手段の位置校正時における構成例を示す斜視摸式図。
【図９Ａ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図９Ｂ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図９Ｃ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図１０】熱アシスト磁気ヘッドの組立時における構成例を示す斜視摸式図。
【図１１】第一の光検出手段を用いて取得した検出最大光量分布図。
【図１２】熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの組立時における構成例を示す斜視摸式図。
【図１３】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリに用いるサスペンションの平面摸式図。
【図１４】サスペンションに設けたレーザ搭載用穴部付近でのサブマウント付レーザとＦＰＣの固定位置関係を示す模式図。
【図１５】サブマウント付レーザのレーザ及びサブマウントとＦＰＣの電極パッドの電気的接続位置関係を示す模式図。
【図１６】熱アシスト磁気記録ヘッド検査時の構成例を示すブロック図。
【図１７】熱アシスト磁気ヘッド検査時における構成例を示す斜視摸式図。
【図１８】半導体レーザにおける発光波長の温度依存性を示す図。
【図１９】複数の熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリの閾値電流値及び電気抵抗値の測定結果を示す図。
【図２０】半導体レーザの発光時間の割合に対する内部温度の測定結果を示す図。
【図２１】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造方法の第１の処理を示すフローチャート。
【図２２】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造方法の第２の処理を示すフローチャート。
【図２３】熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ製造方法の第３から第６の処理までを示すフローチャート。
【図２４】熱アシスト磁気記録ヘッド検査装置の構成を示すブロック図。
【図２５】熱アシスト磁気記録ヘッド検査装置の概略図。
【図２６】熱アシスト磁気記録ヘッド検査方法の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面において、同一要素又は同一機能を有する要素には同じ符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見やすさのため、それぞれ任意となっている。
【００２４】
以下では、熱アシスト磁気ヘッドジンバルの製造方法及び検査方法について説明する。実施形態１には、検査機構を設けた熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ製造装置の例を示し、実施形態２には、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ検査装置の例を示す。
【００２５】
［実施形態１：熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ製造装置］
［１］ヘッドジンバルアセンブリ及びハードディスク装置の構成
まず、図３を参照して、ハードディスク装置の構成について説明する。半導体レーザ搭載スライダ１はサスペンション３に保持し、ボイスコイルモータ４からなるアクチュエータによって磁気ディスク２上の所望トラック位置に位置決めされる。ヘッド表面には浮上用パッドを形成し、磁気ディスク２の上を浮上量１０ｎｍ以下で浮上させた。磁気ディスク２は、モータによって回転駆動されるスピンドル５に保持して回転される。半導体レーザの駆動ドライバは、回路基板の上に配置した。この回路基板には、磁気ヘッド用のドライバも搭載した。記録信号は、信号処理用ＬＳＩ６で発生し、記録信号及び半導体レーザ用電源は、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）を通して半導体レーザ用ドライバに供給した。記録の瞬間、半導体レーザ搭載スライダ１中に設けたコイルを励磁して磁界を発生すると同時に、半導体レーザを発光させ、記録マークを形成した。磁気ディスク２上に記録されたデータは、半導体レーザ搭載スライダ１中に形成された磁気再生素子（ＧＭＲ又はＴＭＲ素子）で再生した。再生信号の信号処理は信号処理回路により行った。
【００２６】
ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）としては、サスペンション３の先端部に半導体レーザ搭載スライダ１となる熱アシスト磁気ヘッドが装着されている構成となっている。
【００２７】
［２］熱アシスト磁気ヘッドの構成
続いて、図４〜図６を参照して、熱アシスト磁気ヘッドの構成について説明する。図４に示されるように、熱アシスト磁気ヘッドは、スライダ基板１０及びデータ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド部９を有するスライダと、半導体レーザ７及び半導体レーザ７を保持するサブマウント８を有する光源ユニットを備える。スライダ基板１０ないし磁気ヘッド部９とサブマウント８は、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等の接着剤１１によって固着される。
【００２８】
［２．１］スライダ
スライダ基板１０は、図５に示されるように、板状である。スライダ基板１０の媒体対向面Ｓは、熱アシスト磁気記録ヘッドが適切な浮上量を得ることができるよう、所定形状に加工されている。スライダ基板１０は、導電性のアルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等によって形成することができる。スライダの媒体対向面Ｓ近傍に、磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生素子１３を配置し、図示はされていないが、近接場光発生素子１３の近傍に電磁変換素子が設けられている。電磁変換素子は、単磁極ヘッドからなる記録素子と、ＣＰＰ／ＧＭＲ型センサ素子からなる再生素子が積層されて構成されている。スライダの媒体対向面Ｓとは反対側の背面Ｆには、光発生・導入素子（光源）としてサブマウント８に固定された波長７８０ｎｍの光を発する半導体レーザ７が接着剤硬化物１１’を介してスライダに搭載されており、半導体レーザ７から出た光は光導波路１２を通して近接場光発生素子１３に照射される。光導波路１２は、波長７８０ｎｍの光に対してシングルモードになるように、長辺が５００ｎｍ、短辺が３００ｎｍ、屈折率が２．１８のＴａ2Ｏ5のコアの周りを、屈折率１．５のＳｉＯ2でできたクラッドが覆っている構造である。この光導波路１２では導波光のモード径は、ほぼ導波路コアのサイズと同じである。すなわち、導波される光のエネルギーは実質的にコア内に閉じ込められている。
【００２９】
光導波路１２は、読取ヘッド部と記録ヘッド部との間に配置されており、図５に示されるように、集積面と平行となるように媒体対向面Ｓから背面Ｆまで延在している。従って、光導波路１２の媒体対向面Ｓ側の端面は媒体対向面Ｓに露出しており、背面Ｆ側の端面は半導体レーザ７のレーザ光出射面と正対している。なお、背面Ｆは、媒体対向面Ｓと略平行とされている。本実施形態では、光導波路１２のコアの材料としてＴａ2Ｏ5（屈折率＝２．１８）、クラッドの材料としてＳｉＯ2（屈折率＝１．５）を利用したが、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きければコア及びクラッドの材料は他の材料でもよく、例えばＳｉＯ2（屈折率＝１．５）のクラッドに対して、コアをＡｌ2Ｏ3（屈折率＝１．６）、ＴｉＯ2（屈折率＝２．４）などにしてもよい。また、クラッドの材質を、屈折率がＳｉＯ2よりも小さなＭｇＦ2（屈折率＝１．４）にしてもよい。また、コアの材質として、Ｇｅなど他の材料をドープしたＳｉＯ2を用いてもよい。
【００３０】
近接場光発生素子１３は二等辺三角柱の形状をした金（Ａｕ）でできており、底辺は１００ｎｍ、斜辺は１３０ｎｍ、高さは２００ｎｍである。二等辺三角柱の頂点の部分は曲率半径約１０ｎｍの円弧状に加工されており、発生する近接場光のスポット直径は２５ｎｍ程度となる。半導体レーザ７からの光が光導波路１２に入射される際の結合効率を向上させるために、スポット径変換機構などをレーザダイオードユニット直下に形成しておくのがよい。光導波路１２に結合された光の照射によって、近接場光発生素子１３はプラズモン共鳴などの原理により、磁気ディスク表面に近接場光を発生させ、媒体表面の温度が上昇するが、本実施形態の近接場光発生素子１３に照射される光のパワーが約１０ｍＷのとき、媒体磁性膜の局所温度は約２００℃に上昇する。その際同時に、近接場光発生素子１３の温度も１５０度程度上昇し、近接場光発生素子１３の抵抗が熱散乱の影響で増大する。
【００３１】
［２．２］光源ユニット
図６に示すように、光源ユニットは、サブマウント８の上に半導体レーザ７が固定された構造を有し、半導体レーザ７は略直方体の形状をしている。サブマウント８は、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等によって形成された導電体である。半導体レーザ７は、光情報記録媒体に用いられる多重量子井戸構造を持つ半導体レーザと同様のものを使用できる。これらの半導体レーザは、多層構造の劈開面の前後に、全反射による発振を励起するためのＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等からなる反射膜１４が成膜されている。そして、一方の反射膜には活性層に対応する位置に開口が設けられており、反射膜１４が成膜されている面のうち開口に対応する領域が、レーザ光が放射される発光点１５となる。このような半導体レーザ７においては、膜厚方向に電圧が印加されることにより、発光点１５からレーザ光が出射される。半導体レーザ７は、ＧａＡｌＡｓ系等、他の半導体材料を用いた他の構成のものであってもよい。メタライズ層１７は、半導体レーザ７をサブマウント８に物理的に固定すると共に半導体レーザの底面と電気的なコンタクトを形成する為に設けられており、ＡｕＳｎ等の半田材料を用いることができる。
【００３２】
なお、半導体レーザ７は、劈開等の作業精度によりチップ化されサブマウント８上に実装されるため、断面観察したときに長方形ではなく、平行四辺形ないし、平行四辺形の角が丸まった形状となることが多い。そのため、半導体レーザ７の外形やエッジを基準として発光点１５を探すのは困難である。そこで、アライメント時には、半導体レーザ７の発光点１５を探すために、半導体レーザ７に形成された凹となるメサ構造１６を基準として、設計パラメータであるメサ構造１６と発光点１５の相対位置を参照することで容易に発光点１５を探すことができる。出射されるレーザ光の波長λは、例えば７８０ｎｍ〜８５０ｎｍ程度である。ただし、近接場光発生素子１３の金属材料に応じた適切な励起波長が存在し、かつ光導波路の設計波長に留意しなければならない。例えば、本実施形態では光導波路の設計波長に合わせλ＝７８０ｎｍとしたが、この波長はＡｕを用いた近接場光発生素子１３でも動作することを確認している。
【００３３】
半導体レーザ７の大きさとしては、例えば、幅２００μｍ〜３５０μｍ、長さ２００μｍ〜４００μｍ、厚み６０μｍ〜２００μｍ程度に設定することができる。ここで、半導体レーザ７の幅は、電流阻止層の対向端の間隔を下限として、例えば、１００μｍ程度まで小さくすることができる。ただし、半導体レーザ７の長さは、電流密度と関係し、それほど小さくすることはできない。いずれにしても、半導体レーザ７に関しては、搭載の際のハンドリングを考慮して、相当の大きさが確保されることが好ましい。ただし、特に半導体レーザの長さはスライダ全体の厚みを決めるパラメータとなり、また、サブマウント以外の光源支持基板を用いない本実施形態において４００μｍ以上に大きくすることは、スライダの浮上特性の観点から難しい。本実施形態では、幅２００μｍ、長さ２５０μｍ、厚み１００μｍの半導体レーザ７を用いた。
【００３４】
［３］熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置及び製造方法
続いて、図７〜図２３を参照して、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置及び製造方法について説明する。まず、上述の構成を有する磁気ヘッド部を含むスライダと、上述の構成を有するサブマウントに固定された半導体レーザとを製造する。続いて、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせを、下記の熱アシスト磁気ヘッドの製造装置を用いて、図２１から図２３に示したフローチャートに従って行う。
【００３５】
図７のブロック図に示すように、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置は、サブマウントを保持する第１の保持部１８にて、サブマウント８に固定された半導体レーザ７を保持する。スライダ１０を保持する第２の保持部２２は、第２の保持部２２の角度及び位置を調整する微調整移動部２１と微調整移動部制御装置を備えている。本装置では、微調整移動部を利用することで、磁気ヘッド部に形成された光導波路の位置を検出できる。
【００３６】
また、本装置は、半導体レーザ７の光をモニタするための第１の光検出手段２０を備えており、第１の光検出手段２０の位置を調整する移動部１９と移動部制御装置を備えている。本実施形態では、第１の光検出手段２０としてＣＣＤ等の撮像素子を使用した。撮像素子を使用することで、半導体レーザ７の光スポット位置、光スポット形状を観察することが可能となり、観察結果を解析することで第１の光検出手段２０と半導体レーザ７の相対位置、傾きを検出することが可能となる。
【００３７】
これら、第１の光検出手段の信号を演算し、組み立てのために各移動部制御装置をコントロールするのが制御ＰＣであり、制御ＰＣには、第１から第３の計算部がソフトウェアとして組み込まれている。第１の計算部では、第１の保持部１８に保持された半導体レーザ７のスポットを第１の光検出手段２０で検出する。また、移動部１９を用いて第１の光検出手段２０を走査することで、半導体レーザ７を保持した第１の保持部１８と第１の光検出手段２０の相対位置を制御する。こうして、第１の光検出手段２０にて取得した各々の輝度分布データを用いて、予め第１の保持部１８と位置関係が校正された第１の光検出手段２０と半導体レーザ７の相対位置及び相対傾き情報を算出する。第２の計算部では、微調整移動部２１を用いてスライダを走査し、第１の光検出手段にて取得した各位置での輝度データを用いて半導体レーザ７に対する磁気ヘッド部に設けた光導波路１２の位置情報を算出する。第３の計算部では、発光時間割合を変えながら半導体レーザを駆動し、スペクトラムアナライザを用いて測定された半導体レーザの発振波長を元に半導体レーザの温度を算出する。
【００３８】
実施形態１では、上記熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置を用いて、下記第１から第３の処理にて、熱アシスト磁気ヘッドを製造した。また、引き続き第４の処理を行うことで熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを製造し、第５及び第６の処理を行うことで熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの検査を行った。その製造方法を以下で詳しく述べる。
【００３９】
［３．１］第１の処理
図２１に示す第１の処理は、図８に示すように、第２の保持部２２を退避させた状態で行われる。
【００４０】
第１の保持部２２に保持された半導体レーザ７に、移動部１９を用いて第１の光検出手段２０である撮像素子を近接させた（Ｓ１１）。これは、制御ＰＣから移動部制御装置に指示し、その指示に従って移動部制御装置が移動部１９を駆動することによって実行される。続いて、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動し、半導体レーザ７を点灯する（Ｓ１２）。それにより第１の光検出手段２０は、半導体レーザ７の光スポットを検出し、第１の光検出手段２０は検出した輝度分布データを制御ＰＣに送信する（Ｓ１３）。制御ＰＣは、図９Ａから図９Ｃに示す手順により、第１の計算部で、半導体レーザ７と第１の光検出手段２０の相対位置、相対傾きを検出する（Ｓ１４）。
【００４１】
まず、図９Ａに示すように、初期状態で半導体レーザ７を点灯したときの第１の光検出手段２０上での光量分布を取得する。第１の光検出手段２０上で、第１の光検出手段２０の中心位置Ｃからずれた位置に、半導体レーザ７の光スポットＳが観察される。装置校正により、初期状態での第１の光検出手段２０と半導体レーザ７を保持する第１の保持部１８の相対位置・傾きは管理されている。半導体レーザ７の光スポットＳの形状は、原理上半導体レーザの反射層に平行な方向と垂直な方向とでビーム広がり角度が異なるため、第１の光検出手段２０で観察されるスポット形状は楕円形状となっている。また、半導体レーザ７は、半導体レーザの外形寸法ばらつきにより第１の保持部１８でのハンドリング状態が異なることを受け、通常、第１の光検出手段２０の受光面に対し若干の傾きを持っている。そのため、半導体レーザ７の光スポットＳの輝度分布は、輝度ピーク点を中心として点対称ではなく、傾斜をもった分布として観察される。この状態で制御ＰＣの第１の計算部は、第１の光検出手段２０の中心Ｃと半導体レーザ７の光スポットＳの相対位置Δｘ，Δｙを検出することができる。
【００４２】
続いて、図９Ｂに示すように、半導体レーザ７の光スポットＳが第１の光検出手段２０の受光面中心に来るように移動部１９を走査した。その上で、図９Ｃに示すように、第１の光検出手段２０の受光面の傾きを移動部１９を用いてΔθx、Δθyだけ動かすことで、半導体レーザ７の光スポットＳの輝度分布を、輝度ピーク点を中心として点対称となるよう調整することができる。このとき、第１の光検出手段２０の光受光面と半導体レーザ７の光スポットＳの相対傾きは、−Δθx，−Δθyと検出することができる。
【００４３】
［３．２］第２の処理
図２２示す第２の処理は、図１０に示すように、第１の処理のときと異なり第２の保持部２２を挿入した状態で行われる。
【００４４】
微調整移動部２１を用いて第２の保持部２２により保持されたスライダ（磁気ヘッド部）１０を、第１の保持部１８に固定された半導体レーザ７に近接させる（Ｓ２１）。これは、制御ＰＣから微調整移動部制御装置に指示し、その指示に従って微調整移動部制御装置が微調整移動部２１を駆動して第２の保持部２２を移動することによって実行される。続いて、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動し、半導体レーザ７を点灯させる（Ｓ２２）。そして、第１の光検出器２０にてスライダ透過後の出射光量を取得する。引き続き、微調整移動部２１を用いて第２の保持部２２に保持したスライダ１０を移動させながら、第１の光検出器２０で取得した輝度分布データを制御ＰＣに送信する。制御ＰＣは、取得した輝度分布データの最大輝度データと、微調整移動部２１の位置情報を用いて図１１に示すような検出最大光量分布を取得する（Ｓ２３）。
【００４５】
図１１に示すように、検出最大光量分布では、半導体レーザの光量分布と略相似形となる領域が検出される。これは、スライダと半導体レーザの位置ずれが生じると、光導波路近傍ではスポット光量が低下するため、スライダ内に設けた光導波路にカップリングする光量も低下し、結果としてスライダを透過する最大光量も低下するためである。すなわち、図１１に示すように検出最大光量分布が最も大きくなる位置を、スライダと半導体レーザの位置合わせができている位置として算出できる（Ｓ２４）。制御ＰＣは、算出された光導波路１２の座標（ｘ，ｙ）の情報を、メモリに格納して保存する（Ｓ２５）。
【００４６】
［３．３］第３の処理
図２３の一部に示す第３の処理は、図７に示す半導体レーザ・スライダ固定装置を用いて行われる。
【００４７】
第１の処理、第２の処理により半導体レーザとスライダの相対傾き、位置が特定されると、図５に示したように、スライダ基板１０の背面とサブマウント８の接着面に、硬化することによって接着剤１１となるＵＶ硬化型接着剤を塗布する（Ｓ３１）。ＵＶ硬化型接着剤としては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。
【００４８】
そして、微調整移動部を用いてスライダ１０をサブマウント８に保持された半導体レーザ７に近接させる（Ｓ３２）。その後、近接場光発生素子１３に設けた温度検出素子にて光導波路１２から近接場光発生素子１３に入射する光量をモニタし、その検出光量が最大となるように、すなわち半導体レーザ７の発光点が光導波路１２と重なるように、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせの微調整を行い、その位置で、スライダ基板１０の背面とサブマウントの接着面とを重ね合わせた（Ｓ３３）。その後、外部からＵＶ硬化型接着剤に紫外線を照射することによりＵＶ硬化型接着剤を硬化させ、スライダ基板１０とサブマウント８とを接着し、熱アシスト磁気ヘッドを作製した（Ｓ３４）。
【００４９】
［３．４］第４の処理
図２３の一部に示す第４の処理は、第３の処理で作製した熱アシスト磁気ヘッドを図１２に示すように、ロードビーム２３を有するサスペンション２４、ここでは図示しないＦＰＣとアセンブリすることで行われる。サスペンション２４は、第３の保持部２６に保持されており、ばね性を持つサスペンション２４の先端部のロードビーム２３をクランプ２７で抑えることにより、第４の処理を行う際のサスペンション２４を固定することができる。
【００５０】
図１３に、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ用サスペンション２４の平面摸式図を示す。サスペンション２４は、ロードビーム２３、サスペンション先端に固定されたスライダとハードディスク装置との電気的接続を行うＦＰＣ２５、弾性を有するフレクシャ部２８を備え、半導体レーザをスライダに固定する際に用いるレーザ搭載用穴部２９が設けられている。レーザ搭載用穴部のスペースを利用して、図５に示したようにサブマウント７に積載された半導体レーザ８をスライダ１０に対し倒立させた形態で固定を行う。
【００５１】
図１４に、図１１に示したレーザ搭載用穴部２９周辺の拡大図を示す。サブマウント８及び半導体レーザ７の各々は、ＦＰＣ２５上に設けた電極パッド３０近傍に配置される。電極パッド３０は、引出配線３１にてハードディスク装置へ接続されている。そこで、図１５に示す様に、サブマウント８及び半導体レーザ７を、導電性硬化物３２を介して、ＦＰＣ２５上に設けた電極パッド３０に接続した（Ｓ４１）。
【００５２】
［３．５］第５の処理・第６の処理
図２３の一部に示す第５及び第６の処理は、図１６のブロック図に示すように、半導体レーザ７の後方に光伝送手段３３を近接させた状態で行われる。
【００５３】
図１７に示すように、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造装置は、検査時に第３の保持部２６にて、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを保持する。本装置では、図１７に示すように、半導体レーザ７を、ＦＰＣ２５を介して外部電源を用いて駆動し（Ｓ５１）、光伝送手段３３を半導体レーザ７の後方に近付けることにより半導体レーザ７の出射光を取得し、スペクトルアナライザを用いることでその発振波長を計測した（Ｓ５２）。本実施形態では、光伝送手段３３として光ファイバ３４を使用した。光ファイバ被覆部３５を含めても直径１ｃｍ以下となる光ファイバ３４を使用することで、半導体レーザ７に対し光伝送手段３３を容易に後方から近接させ、半導体レーザ７の出射光の取得をスライダ基板１０と反対側から行うことができるので、既存の製造装置への検査機構の追加が容易となる。また、スペクトラムアナライザは、回折格子及びアレイ型ＣＣＤセンサを用いた可動部のないツェルニ・ターナー型分光器を用いることにより、検査時の半導体レーザを短い時間のみ発光させるだけで波長測定が可能となるため、検査により熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを破損させる可能性を低くできる。
【００５４】
図１８は、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの製造前に、半導体レーザの温度を変えながら、その発振波長をスペクトラムアナライザを用いて取得した結果を示す図である。半導体レーザの発振波長は温度に比例しており、その比例係数は０．３７７ｎｍ／℃であった。この比例係数は使用する半導体レーザの活性層の屈折率の温度係数と相関があり、本発明で使用するようなＧａＮ系の半導体であれば０．２〜０．４ｎｍ／℃となることが知られている。すなわち、半導体レーザの発振波長を測定することにより、半導体レーザの活性層の温度を直接知ることができるため、従来例のように温度センサを用いてスライダ全体の温度を取得するときに比べ高精度な測定が可能となる。また、予め設定した温度範囲は、合格品となった熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの温度に対し＋１０℃とすることで、不良品の検出波長範囲が約５ｎｍ以上となるため、波長測定精度の低いツェルニ・ターナー型分光器を用いた検査が可能となる。
【００５５】
なお、本実施例ではドライブ温度を５０℃、半導体レーザの駆動上限温度を９０℃とし、半導体レーザを熱アシスト磁気記録にて用いる際見込まれる温度上昇量を２０℃と仮定した。このとき、ＬＤ以外のＦＰＣや接着工程での電気特性のバラツキを考慮し「予め設定した温度範囲」を、＜＋１０℃とした。もちろん、ドライブ温度を５０℃より下げたり、駆動上限温度の高い半導体レーザを用いたりすることで、この「予め設定した温度範囲」を大きくすることも可能である。許容温度範囲Ｑとしては、１０〜４０℃の値が望ましい。上限となる４０℃は、一般的な半導体レーザの上限動作保証温度である９０℃程度と、熱アシスト磁気記録ヘッドが用いられるドライブ動作温度約５０℃の差であり、これ以上の温度差が付く環境では半導体レーザの発光が生じない可能性が高い。一方で、下限となる１０℃は、波長モニタで使用したスペクトラムアナライザの検出精度及び、使用半導体レーザの縦モード間隔より決定される。半導体レーザの縦モード間隔とは半導体レーザが発振できる波長間隔を示しており、半導体レーザの共振器長及び共振器材料の屈折率で決まる。例えば、本実施例で用いるレーザでは＜１ｎｍとなる。また、スペクトラムアナライザの検出精度は、検出に用いる回折格子の細かさと検出に用いるスリット幅、検出器の大きさで決定されるが、本実施例でおおよそ１〜２ｎｍである。それゆえに、今回の検出系を用いて波長測定精度が保証できる範囲としては２ｎｍ以上が望ましく、許容温度範囲Ｑに換算すると１０℃付近となる。
【００５６】
本実施形態では、製造された熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ５品（内不良品が１品含まれている）に対し、図１９に示すように半導体レーザの閾値電流値と半導体レーザを含む電気回路の抵抗値を測定した。半導体レーザの製造分野では、半導体レーザの不良解析を行う際に、不良品サンプルの閾値電流や抵抗値が正常品と比べ差異がないかを確認している。しかし、図１９から分かるように、今回製造された熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ５品では、正常品・不良品にて大きな差異が確認できなかった。これは、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリで観察される抵抗値は、半導体レーザ単体の抵抗値だけでなく、半導体レーザ固定部（導電性接着剤）や、ＦＰＣの抵抗値を合わせたものとなるため、全体の抵抗値だけで不良品判別が困難である。また、半導体レーザの閾値電流に対しても、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリでは、半導体レーザがスライダに対し、数μｍと近接して固定されるため、半導体レーザへの戻り光が発生し、半導体レーザ単体時と比べ閾値電流がシフトする。そのため、従来の半導体レーザ製造分野での不良品判別方法が使えないこととなる。
【００５７】
そこで、本実施形態では、図２０に示すように、検査用外部電源を用いて半導体レーザの発光時間を変更しながら波長測定を行った（Ｓ５３）。図１９での閾値電流・抵抗値は不良品・良品の区別が付かなかったが、図２０に示す波長測定結果を見ると、不良品サンプルだけは、発光時間が長い、すなわちdutyが大きくなったときに正常品に比べ、波長が５ｎｍ〜１０ｎｍ近く長くなっていることが分かった。図１８に示したように、本実施形態で使用した半導体レーザの温度係数は０．３７７ｎｍ／℃と判明しているので、不良品サンプルの半導体レーザの内部温度は標準品（合格品）と比べ１３．３〜２６．５℃上昇していると推定される（Ｓ６１）。
【００５８】
また、熱アシスト磁気ヘッドでは、検査品に対し合格品を判別するために下式を満たす「予め設定した温度範囲Ｑ」＜＋１０℃を用いることで、装置内に格納したリファレンスデータと検査品で測定した波長を比較するだけで半導体レーザの不良品判別が可能であり、検査時に内部温度が高いサンプルを不良品として除外することができた（Ｓ６２）。
【００５９】
【数１】
Ｑ：許容温度範囲
ΔＴ：検査品と合格品における半導体レーザの温度差
Ｔ1：第１の発光時間割合（duty）
Ｔ2：第２の発光時間割合（duty）
Δλrms：区間Ｔ1からＴ2までの合格品（リファレンス）半導体レーザ（ＬＤ）を基準としたときの検査品（ＨＧＡ）のＬＤの波長シフト量の二乗平均平方根
λLD：検査品（ＨＧＡ）のＬＤの発振波長
λref：合格品（リファレンス）ＬＤの発振波長
α：半導体レーザ発振波長の温度係数（ｎｍ／deg）
【００６０】
上式において、任意の第１の発光時間割合（duty）Ｔ1，第２の発光時間割合（duty）Ｔ2の組み合わせに対して、ΔＴ＜Ｑ／(Ｔ2-Ｔ1)を満たすとき合格とすることができる。λLD(t)は、検査品（ＨＧＡ）のＬＤにおけるＴ2からに変えたときに測定される半導体レーザの発振波長である。一方で、λref(t)は、合格品（リファレンス）ＬＤにおける第１の発光時間割合Ｔ1（duty）から第２の発光時間割合Ｔ2（duty）に変えたときに測定される半導体レーザの発振波長である。この両者の差の二乗平均平方根Δλrmsが、合格品に比べ検査品ＨＧＡのＬＤ実装時にＬＤ温度上昇分の区間平均波長シフト量を示しており、半導体レーザの温度係数αを乗じることで検査品と合格品における半導体レーザの温度差ΔＴを見積もることが可能となる。
【００６１】
Ｔ1及びＴ2の値は０〜１の任意の値を取ることができるが、精度高い検査を実現するためにはＴ1とＴ2の差を大きくした方が良い。しかし、Ｔ1及びＴ2を大きくすると、実際のハードディスク装置と異なりＨＧＡが媒体上で浮上していない検査状態では、ＬＤの温度が大きくなりすぎて、正常品でもＬＤ発光自体ができなくなる程ＬＤの温度上昇が生じる。そのため、Ｔ1は０．０５程度とできるだけ０に近くし、Ｔ2は０．３程度に抑えた方が好ましい。
【００６２】
［４］作用
続いて、本実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの作用について説明する。
書き込み又は読み出し動作時には、熱アシスト磁気ヘッドは、回転する磁気ディスクの表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、読取ヘッド部及び記録ヘッド部の媒体対向面Ｓ側の端が磁気ディスクと微小なスペーシングを介して対向することによって、データ信号磁界の感受による読み出しと、データ信号磁界の印加による書き込みとが行われる。ここで、図５に示すように、データ信号の書き込みの際、半導体レーザ７から光導波路１２を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生素子１３に到達し、近接場光発生素子１３から近接場光が発生する。この近接場光によって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。そして、熱アシスト磁気記録方式を採用することにより、高保磁力の磁気ディスクに垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを用いて書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、例えば、１Ｔｂ／ｉｎ2級の記録密度を達成することが可能となる。
【００６３】
以上、本発明を熱アシスト磁気記録ヘッドに適用した実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した態様に限定されるものではない。例えば、本実施形態では近接場光発生素子１３が三角形状をしていたが、凹形状や、台形状としてもよく、また、三角形状又は台形状の板を、その頂点同士又は短辺同士が所定距離離間して対向するように一対配置した、ボウタイ型と呼ばれる構造でもよい。また、近接場光発生素子１３は、レーザ光の波長よりも小さい開口とすることもできる。本実施形態では電磁変換素子は、単磁極ヘッドからなる記録素子と、ＣＰＰ／ＧＭＲ型センサ素子からなる再生素子が積層された構成とした。しかし、記録素子は、様々な構造とすることができる。１層の薄膜コイル、あるいは２層以上の薄膜コイルを設けてもよく、更には、ヘリカルコイルとしてもよい。同様に、再生センサは、磁気抵抗変化率の高い巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲ（Anisotropy Magneto Resistive）素子、トンネル接合で生じる磁気抵抗効果を利用したＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）素子、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ素子等を利用してもよい。また、光を利用して再生してもよい。記録ビットからの戻り光の偏光の回転を検出することで、記録ビットの磁化の向きが検出可能である。本実施形態で用いた半導体レーザの駆動ドライバ、磁気ヘッドドライバは、信号処理用ＬＳＩと共にＩＣチップ化しサスペンションの途中に装着してもよい。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態の係る熱アシスト磁気ヘッドジンバル製造装置は、熱アシスト磁気ヘッドジンバルの製造と共に検査を行う装置である。このうち、検査に関する装置構成及び機能は、以下に説明する実施形態２にも適用可能である。
【００６５】
本実施形態の係る熱アシスト磁気ヘッドジンバル製造装置は、サブマウントを保持する第１の保持部と、磁気ヘッド部を保持する第２の保持部と、第２の保持部の位置及び角度を調整可能な微調整移動部と、半導体レーザからの光をモニタするための第１の光検出手段と、第１の光検出手段の位置及び角度を調整可能な移動部と、第１の光検出手段の位置及び角度を移動部によって調整して取得した輝度分布データを用いて光検出手段と半導体レーザの相対位置及び相対傾き情報を算出する第１の計算部と、第１の保持部によって保持された半導体レーザを駆動しながら第２の保持部に保持した磁気ヘッド部を微調整移動部によって移動し、光検出手段で取得した輝度分布データを用いて、半導体レーザに対する磁気ヘッド部に設けた光導波路の位置を算出する第２の計算部と、磁気ヘッド部と半導体レーザを固定するための半導体レーザ・スライダ固定装置と、半導体レーザの出射光を取得するための第２の光検出手段と、第２の光検出手段により取得した光の波長を測定するスペクトラムアナライザと、スペクトラムアナライザにて取得した光の波長を元に不良品を判別する第３の計算部を有し、第１の計算部で得られた情報及び第２の計算部で得られた情報を用いて半導体レーザの発光点が光導波路の延長軸と一致するように磁気ヘッド部を微調整移動部にて移動させた後、半導体レーザ・スライダ固定装置により熱アシスト磁気ヘッドを組み立て、熱アシスト磁気ヘッドとサスペンション、ＦＰＣ基板をアセンブリした後、ＦＰＣ基板を前記半導体レーザの発光時間を変えながら駆動させ、第３の計算部にて熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリの不良品を選別することができる。
【００６６】
第１の光検出手段は、撮像素子とすることで、磁気ヘッド部に設けた光導波路と半導体レーザの位置合わせを容易に行うことができる。第２の光検出手段を光ファイバすることで、半導体レーザの出射光の取得をスライダと反対側から行うことができるので、既存の製造装置への検査機構追加が容易となる。スペクトラムアナライザは、回折格子及びアレイ型ＣＣＤセンサを用いた可動部のないツェルニ・ターナー型分光器を用いることにより、検査時の半導体レーザを短い時間のみ発光させても波長測定が可能となるため、検査により熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを破損させる可能性を低くできる。
【００６７】
また、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド製造方法は、熱アシスト磁気ヘッドジンバルの製造と共に検査を行う方法である。このうち、検査に関する部分は、以下に説明する実施形態２にも適用可能である。
【００６８】
本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド製造方法は、半導体レーザが固定されたサブマウントを第１の保持部で保持し、第１の保持部に設けられた半導体レーザを駆動し、第１の光検出手段で検出した輝度分布データをもとに光検出手段と半導体レーザの相対位置及び相対傾きを算出する第１のステップと、半導体レーザを駆動し、半導体レーザの下方で第２の保持部に保持された磁気ヘッド部を２次元移動しながら半導体レーザの出力を第１の光検出手段でモニタすることにより磁気ヘッド部に設けられた光導波路の位置を算出する第２のステップと、その状態で磁気ヘッド部にサブマウントを接着して固定し熱アシスト磁気ヘッドを製造する第３のステップと、その状態で熱アシスト磁気ヘッドとサスペンション、ＦＰＣ基板をアセンブリし、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを製造する第４のステップと、ＦＰＣ基板を介して半導体レーザを駆動させ、スペクトラムアナライザを用いて第２の光検出手段で検出した半導体レーザの出射光の波長をもとに予め取得した合格品である半導体レーザの発振波長の温度依存性データを格納した情報を参照することで検査品と合格品における半導体レーザの温度差を推定する第５のステップと、第５のステップで求めた検査品と合格品における半導体レーザの温度差が予め設定した温度範囲外となったとき、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを不良品と選別する第６のステップとを有する。
【００６９】
［実施形態２：熱アシスト磁気ヘッド検査装置］
実施形態２では、図２４から図２６を用いて熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ検査装置の例を示す。検査装置では実施形態１のような組立機構は必要としないため、装置駆動部の数を削減することができる。また、光伝送手段について、実施形態１の光ファイバに加え、集光光学素子（レンズ）を用いることで、半導体レーザの後方へ光ファイバをミクロン単位で近づける必要がなくなるため、熱アシスト磁気ヘッドの検査が簡易に行うことができ、かつ安価な検査装置を提供できる。
【００７０】
図２４及び図２５を参照して、熱アシスト磁気ヘッド検査装置の構成例について説明する。図２４にブロックを示し、図２５に概略図を示すように、本実施例の熱アシスト磁気ヘッド検査装置は、光ファイバ３４、光ファイバ被覆部３５、及び集光光学素子（レンズ）３８を有する光伝送手段３７と、光伝送手段３７を走査する微調整移動部２１を備える。また、熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリを保持するヘッドジンバル保持部３６を備えるが、組立動作が必要ないので、実施形態１とは異なりその他の移動部が必要ない構成となっている。熱アシスト磁気ヘッドジンバルアセンブリ、すなわちサブマウント付きレーザ７、スライダ基板１０、接着剤硬化物１１’、ロードビーム２３、サスペンション２４、クランプ２７は、実施形態１と構成上違いがないので説明を省略する。もちろん、実施形態１の構成物と同様のものであってもよいし、サイズ等が異なるものであってもよい。
【００７１】
続いて、図２６を参照して、実施形態２における熱アシスト磁気ヘッドの検査装置及び検査方法について説明する。実施形態１と共通の部分については説明を省略する。
【００７２】
まず、熱アシスト磁気記録ヘッドシンバルアセンブリをヘッドジンバル保持部３６にセットした（Ｓ７１）。ＦＰＣ基板を介して外部電源を用いて半導体レーザを駆動し（Ｓ７２）し、半導体レーザ後方から光伝送手段３７を介しスペクトラムアナライザを用いて半導体レーザの波長を検出した（Ｓ７３）。同様の波長検出を検査用外部電源により半導体レーザの発光時間を変更しながら行ったところ（Ｓ７４）、実施形態１と同様に正常品４品に対し、１品だけが半導体レーザの波長が５〜１０ｎｍ長くなっていることが分かった。本実施形態１と同様のレーザを使用したため半導体レーザの温度係数は０．３７７ｎｍ／℃と判明しており、不良品サンプルの半導体レーザの内部温度は正常品と比べ１３．３〜２６．５℃上昇していると推定された（Ｓ７５）。熱アシスト磁気ヘッドでは、ハードディスク装置の内部温度を考慮して許容温度が決められており、実施形態１と同様に許容範囲を＋１０℃としていたため、内部温度が高いサンプルを不良品として除外することができた（Ｓ７６）。
【００７３】
なお、本発明は上記した実施形態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、上記した実施形態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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態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】
【００７４】
１ 半導体レーザ搭載スライダ
２ 磁気ディスク
３ サスペンション
４ ボイスコイルモータ
５ スピンドル
６ 信号処理用ＬＳＩ
７ 半導体レーザ
８ サブマウント
９ 磁気ヘッド部
１０ スライダ基板
１１ 接着剤
１１’接着剤硬化物
１２ 光導波路
１３ 近接場光発生素子
１４ 反射膜
１５ 発光点
１６ メサ構造
１７ メタライズ層
１８ 第１の保持部
１９ 移動部
２０ 第１の光検出手段
２１ 微調整移動部
２２ 第２の保持部
２３ ロードビーム
２４ サスペンション
２５ ＦＰＣ
２６ 第３の保持部
２７ クランプ
２８ フレクシャ部
２９ レーザ搭載用穴部
３０ 電極パッド
３１ 引出配線
３２ 導電性硬化物
３３ 光伝送手段
３４ 光ファイバ
３５ 光ファイバ被覆部
３６ ヘッドジンバル保持部
３７ 光検出手段
３８ 集光光学素子（レンズ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路が形成された磁気ヘッド部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、前記半導体レーザから発生されたレーザ光が前記磁気ヘッド部の前記光導波路に入射される熱アシスト磁気ヘッドを検査する熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、
前記半導体レーザの発振波長を測定するスペクトラムアナライザと、
前記半導体レーザからの出射光を前記スペクトルアナライザに導くための光伝送手段と、
前記スペクトラムアナライザにて取得した波長を元に前記半導体レーザの温度を算出する計算部とを有し、
前記半導体レーザを発光時間割合を変えながら駆動し、前記計算部にて算出した半導体レーザの温度が予め設定した温度範囲外となったとき、不良品と判定することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、前記光伝送手段は、集光光学素子及び光ファイバであることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、前記スペクトラムアナライザはツェルニ・ターナー型分光器であることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、第１の発光時間割合をＴ1、第２の発光時間割合をＴ2とするとき、区間Ｔ1からＴ2までの合格熱アシスト磁気ヘッドの半導体レーザを基準としたときの被検熱アシスト磁気ヘッドの半導体レーザの波長シフト量の二乗平均平方根をΔλrms、被検熱アシスト磁気ヘッドの半導体レーザの発振波長をλLD、合格熱アシスト磁気ヘッドの半導体レーザの発振波長をλref、前記半導体レーザの発振波長の温度係数をα（ｎｍ／deg）、許容温度範囲をＱとするとき、下式を満たす被検熱アシスト磁気ヘッドを合格品と判定することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【数１】
【請求項５】
請求項４に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、前記許容温度範囲Ｑは１０〜４０℃であり、前記半導体レーザ発振波長の温度係数αが０．２〜０．４ｎｍ／degを満たすことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【請求項６】
光導波路が形成された磁気ヘッド部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、前記半導体レーザから発生されたレーザ光が前記磁気ヘッド部の前記光導波路に入射される熱アシスト磁気ヘッドの検査方法であって、
発光時間割合を変えながら前記半導体レーザを駆動し、出射光の波長を検出する第１のステップと、
前記検出した出射光の波長をもとに前記半導体レーザの温度を推定する第２のステップと、
前記第２のステップで推定した前記半導体レーザの温度が予め設定した温度範囲外となったとき、不良品と判定する第３のステップと、
を有することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッドの検査方法。
【請求項７】
請求項６に記載の熱アシスト磁気ヘッドの検査方法において、
前記第２のステップでは、メモリに記憶している前記半導体レーザの発振波長と温度の関係を参照して前記半導体レーザの温度を推定することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査方法。
【請求項８】
請求項６に記載の熱アシスト磁気ヘッドの検査方法において、
前記第３のステップでは、前記推定した温度が標準品に対し＋１０℃以上となったものを不良品することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査方法。
【請求項１】
光導波路が形成された磁気ヘッド部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、前記半導体レーザから発生されたレーザ光が前記磁気ヘッド部の前記光導波路に入射される熱アシスト磁気ヘッドを検査する熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、
前記半導体レーザの発振波長を測定するスペクトラムアナライザと、
前記半導体レーザからの出射光を前記スペクトルアナライザに導くための光伝送手段と、
前記スペクトラムアナライザにて取得した波長を元に前記半導体レーザの温度を算出する計算部とを有し、
前記半導体レーザを発光時間割合を変えながら駆動し、前記計算部にて算出した半導体レーザの温度が予め設定した温度範囲外となったとき、不良品と判定することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、前記光伝送手段は、集光光学素子及び光ファイバであることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、前記スペクトラムアナライザはツェルニ・ターナー型分光器であることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、第１の発光時間割合をＴ1、第２の発光時間割合をＴ2とするとき、区間Ｔ1からＴ2までの合格熱アシスト磁気ヘッドの半導体レーザを基準としたときの被検熱アシスト磁気ヘッドの半導体レーザの波長シフト量の二乗平均平方根をΔλrms、被検熱アシスト磁気ヘッドの半導体レーザの発振波長をλLD、合格熱アシスト磁気ヘッドの半導体レーザの発振波長をλref、前記半導体レーザの発振波長の温度係数をα（ｎｍ／deg）、許容温度範囲をＱとするとき、下式を満たす被検熱アシスト磁気ヘッドを合格品と判定することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【数１】
【請求項５】
請求項４に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、前記許容温度範囲Ｑは１０〜４０℃であり、前記半導体レーザ発振波長の温度係数αが０．２〜０．４ｎｍ／degを満たすことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
【請求項６】
光導波路が形成された磁気ヘッド部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、前記半導体レーザから発生されたレーザ光が前記磁気ヘッド部の前記光導波路に入射される熱アシスト磁気ヘッドの検査方法であって、
発光時間割合を変えながら前記半導体レーザを駆動し、出射光の波長を検出する第１のステップと、
前記検出した出射光の波長をもとに前記半導体レーザの温度を推定する第２のステップと、
前記第２のステップで推定した前記半導体レーザの温度が予め設定した温度範囲外となったとき、不良品と判定する第３のステップと、
を有することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッドの検査方法。
【請求項７】
請求項６に記載の熱アシスト磁気ヘッドの検査方法において、
前記第２のステップでは、メモリに記憶している前記半導体レーザの発振波長と温度の関係を参照して前記半導体レーザの温度を推定することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査方法。
【請求項８】
請求項６に記載の熱アシスト磁気ヘッドの検査方法において、
前記第３のステップでは、前記推定した温度が標準品に対し＋１０℃以上となったものを不良品することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１３−９７８１９（Ｐ２０１３−９７８１９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６４０８（Ｐ２０１１−２３６４０８）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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