JP2005093046A

JP2005093046A - 磁気ヘッドを試験する方法および装置

Info

Publication number: JP2005093046A
Application number: JP2004254118A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Yanagimoto; 吉之柳本
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】スライダ以前の磁気ヘッドの不良品選別能力の向上
【解決手段】磁場発生手段を用いて、被測定磁気ヘッドの再生素子を試験する方法であって、前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記再生素子が検出する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を、前記磁場発生手段により発生するステップと、前記再生素子の幅方向を含む方向に前記磁場発生手段の前記再生素子に対する位置を変えながら、前記再生素子の出力信号を測定するステップと、前記測定の結果から、前記磁場発生手段が発生する磁場の強度分布による影響を取り除くステップと、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ヘッドを試験する方法および装置に関する。

従来、ハードディスクドライブの磁気ヘッドは、バーレベルまたはスライダレベルで中間検査が行われ、ＨＧＡレベルで最終検査が行われる。ＨＧＡレベルの磁気ヘッドは、バーレベルまたはスライダレベルの磁気ヘッドに比べてコストが高い。それゆえ、中間検査は、磁気ヘッドのコスト低減に貢献している。

なお、磁気ヘッドは、磁気再生素子もしくは磁気記録素子、または、磁気再生素子と磁気記録素子との組を意味し、ウェハ、バー、スライダ、または、ＨＧＡなどの形態で存在する。ここで、バーとは、ウェハを短冊状に切断したものであり、１００個程度の磁気ヘッドを含んでいる。また、スライダは、バーをさらに細かく切断したものであり、磁気ヘッド１つを含んでいる。さらに、ＨＧＡは、スライダをジンバルに搭載し、スライダに配線を施したものである。

ＨＧＡは、商品の形態であり、出荷前に完全な検査が行われる（最終検査）。最終検査において、ＨＧＡは、スピンスタンドに取り付けられ、データ発生装置や波形測定装置などが接続され、同様にスピンスタンドに取り付けられている磁気ディスクに対して実施に読み書きを行うことにより検査される。最終検査における主な測定項目としては、トラック平均振幅（ＴＡＡ）、ＴＡＡ安定度、オーバーライト特性、書き込み幅、読み出し幅などがある（例えば、特許文献１を参照。）。このように、最終検査では、測定項目が多いので検査に時間がかかる。また、ＨＧＡは、スライダに複数の部品が付加されている。従って、ＨＧＡを不良品として破棄した時の損失は大きい。その損失をできるだけ小さくするために中間検査が行われている。

中間検査では、準静的特性試験（Quasi Static Test；ＱＳＴ）が行われる（例えば、特許文献２、特許文献３、または特許文献４を参照。）。ＱＳＴでは、磁気ヘッドの再生素子であるＭＲ素子の外部磁場に対する感度などが測定される。具体的には、バーレベルまたはスライダレベルの磁気ヘッドを外部磁場発生装置の中に設置し、磁気ヘッドに対する静磁場の強度を段階的に変化させ、その磁場強度の変化に対する磁気ヘッドのＭＲ素子の抵抗値の変化を測定する。その測定結果から、ＭＲ素子の感度に相当するパラメータを得ることができる。ＭＲ素子の感度は、ＴＡＡの測定結果と相関がある。また、ＭＲ素子の抵抗値の測定結果から、ＴＡＡの非対称性やＴＡＡ安定度に対応するパラメータを得ることもできる。

特開平１１−０５３７０１号公報（第５頁、図２１）特開２００４−２２０２４号公報（第５頁、図１）特開２０００−１６３７２２号公報（第４頁、図１）特開平１０−１８８２３０号公報（第４頁、図１）

ＱＳＴでは、静磁場を加えてＭＲ素子の抵抗値を測定しているので、ＱＳＴによるＭＲ素子の感度は、短時間に変化する交流磁場を加えた場合の感度と異なることがある。現在、磁気ヘッドで読み書きするデータのビットレートは最大で８００Ｍｂｐｓに達し、磁気ヘッドで読み書きする信号の周波数は４００ＭＨｚにも及ぶ。４００ＭＨｚの交流磁場に対するＭＲ素子の感度は、静磁場に対する感度と異なることが予想される。例えば、ＭＲ素子そのものの性能が良くとも、素子に接続されたワイヤのインピーダンスが、磁気ヘッドの周波数特性を悪化させる。また、ＭＲ素子そのものも理想的な反応速度を有しているわけではなく、磁場の変化があってから実際に反応するまでの間に時間遅れが存在する。この時間遅れは、磁気ヘッドの周波数特性やインパルス応答に悪影響を及ぼす。従って、ＱＳＴによる測定結果は、最終試験のＴＡＡ測定などと十分な相関がとれない場合がある。その結果、中間検査で合格した磁気ヘッドは、最終検査で不良品と判断される場合がある。

また、ＱＳＴは、ＭＲ素子の特性を測定するものであるので、磁気ヘッドの読み出し性能（再生性能）しか試験していない。最終検査では、磁気ヘッドの読み出し性能と書き込み性能（記録性能）の両方が検査される。すなわち、ＱＳＴは、バーレベルまたはスライダレベルの磁気ヘッドの書き込み性能に問題があっても、それを検出することができない。

さらに、ＱＳＴは、磁気ヘッド全体に対して一様の磁場を発生させてＭＲ素子を試験する。従って、ＱＳＴは、ＭＲ素子の物理的な寸法に関する検査を実施できない。もちろん、記録素子の寸法に関する検査も実施できない。また、形状に関する検査、すなわち、磁気ヘッドのにじみ特性（Side Writing や Side Reading）なども測定することができない。

要するに、中間検査におけるＱＳＴは、十分に不良品を予備選別できていないのである。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。すなわち、本第一の発明は、磁場発生手段を用いて、被測定磁気ヘッドを試験する方法であって、前記被測定磁気ヘッドの再生素子よりも小さい領域のみに向けて、前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記再生素子が検出する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を、前記磁場発生手段により発生するステップと、前記再生素子の幅方向を含む方向に前記磁場発生手段の前記再生素子に対する位置を変えながら、前記再生素子の出力信号を測定するステップと、を含むことを特徴とするものである。

また、本第二の発明は、磁場発生手段を用いて、被測定磁気ヘッドを試験する方法であって、前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記被測定磁気ヘッドの再生素子が検出する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を、前記磁場発生手段により発生するステップと、前記再生素子の幅方向を含む方向に前記磁場発生手段の前記再生素子に対する位置を変えながら、前記再生素子の出力信号を測定するステップと、前記測定の結果から、前記磁場発生手段が発生する磁場の強度分布による影響を取り除くステップと、を含むことを特徴とするものである。

さらに、本第三の発明は、本第一の発明または本第二の発明の方法において、前記磁場発生手段が、記録素子を具備する試験用磁気ヘッドであることを特徴とするものである。

またさらに、本第四の発明は、磁場検出手段を用いて、被測定磁気ヘッドを試験する方法であって、前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記記録素子が発生する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を、前記被測定磁気ヘッドの記録素子よりも小さい領域のみに対して感度を有する前記記録素子により発生するステップと、前記記録素子の幅方向を含む方向に前記磁場検出手段の前記記録素子に対する位置を変えながら、前記磁場検出手段の出力信号を測定するステップと、を含むことを特徴とするものである。

また、本第五の発明は、磁場検出手段を用いて、被測定磁気ヘッドを試験する方法であって、前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記被測定磁気ヘッドの記録素子が発生する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を、前記記録素子により発生するステップと、前記記録素子の幅方向を含む方向に前記磁場検出手段の前記記録素子に対する位置を変えながら、前記磁場検出手段の出力信号を測定するステップと、前記測定の結果から、前記磁場検出手段の磁場感度分布による影響を取り除くステップと、を含むことを特徴とするものである。

さらに、本第六の発明は、本第四の発明または本第五の発明の方法において、前記磁場検出手段が、再生素子を具備する試験用磁気ヘッドを備えることを特徴とするものである。

またさらに、本第七の発明は、本第一の発明乃至本第六の発明のいずれかの方法において、前記交流磁場が、単一周波数を有することを特徴とするものである。

また、本第八の発明は、本第一の発明乃至本第七の発明のいずれかの方法を実施することにより磁気ヘッドを試験する装置である。

さらに、本第九の発明は、被測定磁気ヘッドを試験する装置であって、前記被測定磁気ヘッドの再生素子よりも小さい領域のみに向けて交流磁場を発生する手段と、前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記再生素子が検出する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を前記磁場発生手段に発生させるための信号発生手段と、前記磁場発生手段を前記再生素子の幅方向を含む方向に相対位置決めする手段と、を備えることを特徴とするものである。

またさらに、本第十の発明は、本第九の発明の装置において、前記再生素子の幅方向を含む方向に前記磁場発生手段の前記再生素子に対する位置を変えながら、前記再生素子の出力信号を測定することを特徴とするものである。

また、本第十一の発明は、本第九の発明または本第十の発明の方法において、前記再生素子の出力信号から、前記磁場発生手段が発生する磁場の強度分布による影響を取り除く手段を、さらに備えることを特徴とするものである。

さらに、本第十二の発明は、被測定磁気ヘッドを試験する装置であって、前記被測定磁気ヘッドの記録素子よりも小さい領域のみに対して感度を有する磁場検出手段と、前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記記録素子が発生する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を前記記録素子に発生させるための信号発生手段と、前記磁場検出手段を前記記録素子の幅方向を含む方向に相対位置決めする手段と、を備えることを特徴とするものである。

またさらに、本第十三の発明は、本第十二の発明の装置において、前記記録素子の幅方向を含む方向に前記磁場検出手段の前記記録素子に対する位置を変えながら、前記磁場検出手段の出力信号を測定することを特徴とするものである。

また、本第十四の発明は、本第十二の発明または本第十三の発明の装置において、前記磁場検出手段の出力信号から、前記磁場検出手段の磁場感度分布による影響を取り除く手段を、さらに備えることを特徴とするものである。

本発明の方法または装置によれば、高周波磁場に対する磁気ヘッドの検査を実施することができる。また、磁気ヘッドの記録素子および再生素子の寸法や形状に関する検査も行うことができる。その結果、最終検査における良品率が向上し、磁気ヘッドの生産効率が上がり、また、磁気ヘッドの生産コストが低減される。また、磁気ディスクを用いて検査しないので、回転中のディスクフラッタなど磁気ディスクが磁気ヘッドの検査結果に及ぼす影響を除去できる。

本発明を、添付の図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。本発明の第一の実施形態は、磁気ヘッドの再生素子を試験する装置１００であって、その概略構成を図１に示す。図１において、磁気ヘッド試験装置１００は、位置決め装置２００と、局所磁場発生装置３００と、測定装置４００とを備える。位置決め装置２００は、被測定物である磁気ヘッドスライダ５００を保持し、局所磁場発生装置３００と磁気ヘッドスライダ５００とを相対的に位置決めする装置である。磁気ヘッドスライダ５００は、再生素子５１０と記録素子５２０とを備える。磁気ヘッドスライダ５００は、再生素子５１０に電気的に接続された信号出力端子５１１および５１２を備える。位置決め装置２００は、ＸＹＺの３方向へ位置決め可能である。図１において、Ｘ方向は、再生素子５１０の幅方向である。また、Ｚ方向は、磁気ヘッドスライダ５００のエアーベアリング面５３０に垂直な方向である。さらに、Ｙ方向は、Ｘ方向とＺ方向に垂直な方向である。位置決め装置２００は、各方向において数ナノメートル〜数１０ナノメートル程度の精度での微小位置決めが可能である。このような位置決め精度を達成するために、位置決め装置２００は、駆動源としてピエゾアクチュエータなどを備え、移動距離センサとして容量式距離計やトンネル効果を利用するプローブなどを備える。局所磁場発生装置３００は、エアーベアリング面５３０を含む面内の領域であって再生素子５１０よりも小さい領域のみに向けて磁場を発生させる装置である。つまり、局所的な方向に磁場を発生させる装置である。なお、ここで言う「小さい領域のみ」および「局所的」は、実質的（測定上そのように見なせる程度）であれば良く、「他の領域に比べて当該小さい領域に対して集中的に」という概念も含まれる。これに対し、ＱＳＴ装置は、再生素子５１０の全体に対してほぼ均一な磁場を発生させる。本実施形態において、局所磁場発生装置３００は、再生素子５１０の至近に配置される時に再生素子５１０に局所磁場を発生させる装置であって、直径が５ナノメートルの空芯の巻き線型マイクロコイルである。言うまでもないが、該マイクロコイルの端面が局所磁場発生装置３００の磁場発生領域となる。該マイクロコイルの直径は、５ナノメートル以外であっても良いが、再生素子５１０の読み出し幅の１〜２％程度以下である事が望ましい。なお、局所磁場発生装置３００は、上記のマイクロコイルに限定されず、他の磁場発生手段を用いることもできる。その場合も、磁場発生領域の最大幅（または最大径）は、再生素子５１０の読み出し幅の１〜２％程度以下である事が望ましい。また、局所磁場発生装置３００は、測定装置４００に具備される信号源４０１に接続されており、信号源４０１から出力される高周波信号に応答して高周波磁場を発生する。なお、本明細書で言う高周波とは、磁気ヘッドスライダ５００が実際に製品として使用される時に再生素子５１０が検出する磁場もしくは記録素子５２０が発生する磁場と同程度またはそれ以上の周波数であって、ＱＳＴ装置で使用される周波数に比べて高いので、高周波と称される。局所磁場発生装置３００は、ＱＳＴ装置の磁場発生装置よりも小さく作られるので、インダクタンスが小さい。その結果、局所磁場発生装置３００は、５００ＭＨｚ以上の高周波での動作が可能である。測定装置４００は、信号源４０１に加えて、電圧計４０２を備える。信号源４０１は、出力信号の周波数および振幅レベルを変化または掃引することができる正弦波発振器である。電圧計４０２は、再生素子５１０と電気的に接続され、信号出力端子５１１および５１２を介して再生素子５１０から電気信号を受信する。測定装置４００は、図示しない演算処理回路または演算処理装置が備えられており、電圧計４０２が出力する信号をさらに処理する。その信号処理は、本実施形態に関する以下の全ての信号処理を含む。

以上のように構成された磁気ヘッド試験装置１００は、読み出し幅、にじみ特性（Side Reading）、および、周波数特性など再生素子５１０に関する項目を測定することができる。例えば、再生素子５１０の周波数特性を測定する場合、まず、位置決め装置２００により局所磁場発生装置３００を再生素子５１０の正面に位置決めする。この時、局所磁場発生装置３００と再生素子５１０との間隙は、１０ナノメートル程度である。この１０ナノメートルは、現在のハードディスクドライブ内における磁気ディスクと磁気ヘッドとの間隙に相当する。なお、局所磁場発生装置３００と再生素子５１０との間隙は、局所磁場発生装置３００が局所的な磁場を発生できる距離であれば１０ナノメートルに限定されない。また、局所磁場発生装置３００が発生する磁場は、再生素子５１０のギャップ中心を中心としてほぼ一様に分布する。そして、その状態で、信号源４０１が出力する信号の振幅を固定し、同出力信号の周波数を掃引させながら、電圧計４０２により再生素子５１０の出力信号を測定すると、再生素子５１０の周波数特性を測定することができる。また、読み出し幅を測定する場合、信号源４０１が出力する信号の周波数および振幅レベルを固定し、局所磁場発生装置３００と再生素子５１０との間隙を実質的に維持しつつ局所磁場発生装置３００の相対位置を理想的にはＸ方向に少なくともＸ方向を含む方向に変えながら、再生素子５１０の出力信号を測定する。この時、図２に示すような曲線Ｐ_１が得られる。図２において、Ｘ軸のゼロ値は、局所磁場発生装置３００が再生素子５１０のギャップ中心の正面に位置決めされていることを表してる。また、図２において、縦軸は再生素子５１０の出力信号の大きさを表す。この曲線Ｐ_１は、再生素子５１０の感度分布形状を表している。曲線Ｐ_１の半値幅Ｗ_１は、再生素子５１０の読み出し幅に相当する。さらに、信号源４０１が出力する信号の周波数および振幅レベルを固定し、局所磁場発生装置３００を相対移動させ、再生素子５１０の縁端部近傍に対して局所磁場発生装置３００から磁場を発生させると、再生素子５１０のにじみ特性（Side Reading）を測定することができる。もちろん、磁気ヘッド試験装置１００によれば、高周波磁場における再生素子５１０の感度に相当するパラメータを測定することもできる。

ところで、局所磁場発生装置３００は、磁場発生領域の最大幅（または最大径）が５ナノメーターを超えてしまう場合がある。また、局所磁場発生装置３００と再生素子５１０との間隙は、位置決め装置２００の精度不足などにより、比較的大きく（例えば、１マイクロメートル）なる場合がある。これらの場合、局所磁場発生装置３００から発生される磁場は、局所的な磁場ではなくなり、再生素子５１０の一部に磁場強度のピークを有し、かつ、再生素子５１０のより広い範囲に分布する磁場となる。その結果、図２に示す曲線Ｐ_１は、局所磁場発生装置３００から発生される磁場の強度分布関数により畳み込み積分（convolution）されて、図３に示すような曲線Ｐ_２となる。図３において、Ｘ軸のゼロ値は、局所磁場発生装置３００が再生素子５１０のギャップ中心の正面に位置決めされていることを表してる。また、図３において、縦軸は再生素子５１０の出力信号の大きさを表す。図３を見て明らかなように、曲線Ｐ_２の半値幅Ｗ_２は、曲線Ｐ_１の半値幅Ｗ_１とは異なる。この曲線形状の相違は、上記の磁場強度分布関数の標準偏差が大きいほど顕著である。そこで、本発明では、下式に示すように、得られた測定結果にさらに逆畳み込み積分（deconvolution）処理を施して、適切な曲線を復元する。その結果、曲線Ｐ_１と実質的に同じ曲線Ｐｄ_１（不図示）が得られる。最後に、得られた曲線Ｐｄ_１（不図示）について半値幅を調べれば、読み出し幅が得られる。

読み出し幅の測定に関する逆畳み込み積分処理は、次式の通りである。

ここで、ｘは、位置決め装置２００により位置決めされる再生素子５１０のＸ方向の位置である。Ｆ［］は、フーリエ変換を表す演算子である。Ｆ^−１［］は、逆フーリエ変換を表す演算子である。ｇ（ｘ）は、期待する適切な波形を表す関数である。ｍ（ｘ）は、再生素子５１０の出力信号を表す関数である。ｉ（ｘ）は、局所磁場発生装置３００と再生素子５１０との間隙分だけ局所磁場発生装置３００から離れた平面上における、局所磁場発生装置３００から発生される磁場のＸ方向における強度分布を表す関数である。ｉ（ｘ）は、局所磁場発生装置３００と再生素子５１０との間隙によって変化する。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態は、磁気ヘッドの記録素子を試験する装置６００であって、その概略構成を図２に示す。なお、図２において、図１と同一の構成要素については、図１と同じ参照番号を付して説明を省略または簡略する。図２において、磁気ヘッド試験装置６００は、位置決め装置２１０と、局所磁場検出装置７００と、測定装置４１０とを備える。位置決め装置２１０は、被測定物である磁気ヘッドスライダ５００を保持し、局所磁場検出装置７００と磁気ヘッドスライダ５００とを相対的に位置決めする装置である。図２において、Ｘ方向は、記録素子５２０の幅方向である。また、Ｚ方向は、磁気ヘッドスライダ５００のエアーベアリング面５３０に垂直な方向である。さらに、Ｙ方向は、Ｘ方向とＺ方向に垂直な方向である。磁気ヘッドスライダ５００は、記録素子５２０に電気的に接続された信号出力端子５２１および５２２を備える。局所磁場検出装置７００は、エアーベアリング面５３０を含む面内の領域であって記録素子５２０よりも小さい領域のみに対して感度を有する磁場検出装置である。つまり、局所的な磁場を検出する装置である。なお、ここで言う「小さい領域のみ」および「局所的」は、実質的（測定上そのように見なせる程度）であれば良く、「他の領域に比べて当該小さい領域に対して集中的に」という概念も含まれる。また、局所磁場検出装置７００は、検出した磁場強度に応じた信号を出力する。局所磁場検出装置７００の磁場検出領域は、最大幅または最大径が記録素子５２０の書き込み幅の１〜２％程度以下である事が望ましい。例えば、局所磁場検出装置７００は、幅が５ナノメートル程度のＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）やＴＭＲ素子などである。もちろん、局所磁場検出装置７００は、他の磁場検出手段を用いることもできる。その場合も、磁場検出領域の最大幅または最大径は、記録素子５２０の書き込み幅の１〜２％程度以下である事が望ましい。また、局所磁場検出装置７００は、電圧計４１２に接続されている。局所磁場検出装置７００は、局所磁場を検出するために小さく作られ、インダクタンスが小さい。その結果、局所磁場検出装置７００は、数１００ＭＨｚ以上の高周波での動作が可能である。信号源４１１は、記録素子５２０と電気的に接続され、信号入力端子５２１および５２２を介して記録素子５２０から電気信号を受信する。測定装置４１０は、図示しない演算処理回路または演算処理装置が備えられており、電圧計４１２が出力する電圧信号をさらに処理する。その信号処理は、本実施形態に関する以下の全ての信号処理を含む。

以上のように構成された磁気ヘッド試験装置６００は、オーバーライト特性、書き込み幅、にじみ特性（Side Writing）、および、周波数特性など記録素子５２０に関する項目を測定することができる。例えば、記録素子５２０の周波数特性を測定する場合、まず、位置決め装置２１０により局所磁場検出装置７００を記録素子５２０の正面に位置決めする。この時、局所磁場検出装置７００と記録素子５２０との間隙は、１０ナノメートル程度である。なお、局所磁場検出装置７００と記録素子５２０との間隙は、局所磁場検出装置７００が局所的な磁場を検出できる距離であれば１０ナノメートルに限定されない。そして、その状態で、電圧計４１２を参照して信号源４１１が出力する信号の振幅を固定し、同出力信号の周波数を掃引させながら、局所磁場検出装置７００の出力信号を測定すると、記録素子５２０の周波数特性を測定することができる。また、書き込み幅特性を測定する場合、信号源４１１が出力する信号の周波数および振幅レベルを固定し、局所磁場検出装置７００と記録素子５２０との間隙を実質的に維持しつつ局所磁場検出装置７００の相対位置を理想的にはＸ方向にまたは少なくともＸ方向を含む方向に変えながら、局所磁場検出装置７００の出力信号を測定する。この時、図５に示すような曲線Ｐ_３が得られる。この曲線Ｐ_３は、記録素子５２０の発生磁場分布形状を表している。曲線Ｐ_３の半値幅Ｗ_３は、記録素子５２０の書き込み幅に相当する。記録素子５２０の臨界磁場発生発生範囲は、記録素子５２０に印加される信号周波数が高い時よりも同周波数が低い時の方が狭い。所定の異なる２周波数（ＨＦとＬＦ）における臨界磁場発生範囲を測定し、両範囲の相違を調べることにより、オーバーライト特性が明らかになる。さらに、信号源４１１が出力する信号の周波数および振幅レベルを固定し、局所磁場検出装置７００を相対移動させ、局所磁場検出装置７００により記録素子５２０の縁端部近傍における磁場を検出すると、記録素子５２０に関するにじみ特性（Write Reading）を測定することができる。なお、上記で参照した曲線Ｐ_３は、図５に示す形状に限定されず、他の形状を呈する場合もある。例えば、曲線Ｐ_３は、頂上部分がより平坦である場合がある。

ところで、局所磁場検出装置７００は、磁場検出領域の最大幅（または最大径）が５ナノメーターを超えてしまう場合がある。また、局所磁場検出装置７００と記録素子５２０との間隙は、位置決め装置２１０の精度不足などにより、比較的大きく（例えば、１マイクロメートル）なる場合がある。これらの場合、局所磁場検出装置７００は、局所的な磁場ではなく、より広い範囲から発生される磁場を検出する。その結果、図５に示す曲線Ｐ_３は、記録素子５２０から発生される磁場の強度分布関数により畳み込み積分（convolution）されて、図６に示すような曲線Ｐ_４となる。図６において、Ｘ軸のゼロ値は、局所磁場検出装置７００が記録素子５２０のギャップ中心の正面に位置決めされていることを表してる。図６を見て明らかなように、曲線Ｐ_４の半値幅Ｗ_４は、曲線Ｐ_３の半値幅Ｗ_３とは異なる。この曲線形状の相違は、上記の磁場強度分布関数の標準偏差が大きいほど顕著である。そこで、本発明では、下式に示すように、得られた測定結果に逆畳み込み積分（deconvolution）処理を施して、適切な曲線を復元する。その結果、曲線Ｐ_３と実質的に同じ曲線Ｐｄ_３（不図示）が得られる。最後に、得られた曲線Ｐｄ_３（不図示）について半値幅を調べれば、書き込み幅が得られる。

書き込み幅の測定に関する逆畳み込み積分処理は、次式の通りである。

ここで、ｘは、位置決め装置２１０により位置決めされる記録素子５２０のＸ方向の位置である。Ｆ［］は、フーリエ変換を表す演算子である。Ｆ^−１［］は、逆フーリエ変換を表す演算子である。ｈ（ｘ）は、期待する適切な波形を表す関数である。ｎ（ｘ）は、局所磁場検出装置７００の出力信号を表す関数である。ｊ（ｘ）は、局所磁場検出装置７００と記録素子５２０との間隙分だけ局所磁場検出装置７００から離れた平面上の磁場に対する局所磁場検出装置７００のＸ方向における磁場感度分布を表す関数である。ｊ（ｘ）は、局所磁場検出装置７００と記録素子５２０との間隙によって変化する。

ところで、最終検査におけるＴＡＡ測定は、被測定物である磁気ヘッドの記録素子で磁気ディスクにトラックを書き込み、さらに、その書き込んだトラックを同磁気ヘッドの再生素子で読み取ることにより実施される。つまり、この場合のＴＡＡの測定結果は、記録素子と再生素子の両方の周波数特性の影響を受けるのである。従って、このようなＴＡＡに対しては、磁気ヘッド試験装置１００により得られる再生素子の周波数特性と磁気ヘッド試験装置６００により得られる記録素子の周波数特性との両特性を検討することにより、相関性の高い中間検査（予備選別）を実施することができる。

さて、以上に説明した各実施形態において、以下のような変更が可能である。例えば、局所磁場発生装置３００は、磁気ヘッド５００とは別の磁気ヘッドの記録素子を代用することができる。同様に、局所磁場発生装置７００は、磁気ヘッド５００とは別の磁気ヘッドの再生素子を代用することができる。ただし、これらの代用においては、センサとして用いる磁気ヘッドの記録素子の強度分布または再生素子の感度分布が及ぼす影響を、フーリエ変換処理を用いて測定結果から取り除く必要がある。その具体的な処理は、上記の２式と同様である。すなわち、実測定結果をフーリエ変換した結果を、強度分布をフーリエ変換した結果もしくは感度分布をフーリエ変換した結果またはそれらの両方で除算し、除算結果を逆フーリエ変換する。

また、磁気ヘッド試験装置１００および磁気ヘッド試験装置６００は、１つの試験装置とすることができる。この場合、位置決め装置２００と位置決め装置２１０、ならびに、測定装置４００と測定装置４１１は、それぞれ共通することができよう。

なお、位置決め装置２００は、所望の相対位置関係になるように再生素子５１０と局所磁場発生手段３００とを位置決めするものであれば良い。従って、位置決め装置２００は、再生素子５１０のみを絶対位置決めしても良いし、局所磁場発生手段３００のみを絶対位置決めしても良いし、それらの両方を絶対位置決めしても良い。また、位置決め装置２１０は、所望の相対位置関係になるように記録素子５２０と局所磁場検出手段７００とを位置決めするものであれば良い。従って、位置決め装置２１０は、記録素子５２０のみを絶対位置決めしても良いし、局所磁場検出手段７００のみを絶対位置決めしても良いし、それらの両方をのみを絶対位置決めしても良い。

さらに、測定装置４００または測定装置４１０で実施される信号処理は、外部装置に実施させるようにしても良い。その場合、例えば、図１において、図示しない信号処理装置が測定装置４００に接続されるであろう。また、同様に、図４において、図示しない信号処理装置が測定装置４１０に接続されるであろう。

本発明の第一の実施形態である磁気ヘッド試験装置１００の概略構成を示す図である。磁気ヘッド試験装置１００の測定結果を示す図である。磁気ヘッド試験装置１００の測定結果を示す図である。本発明の第二の実施形態である磁気ヘッド試験装置６００の概略構成を示す図である。磁気ヘッド試験装置６００の測定結果を示す図である。磁気ヘッド試験装置６００の測定結果を示す図である。

符号の説明

１００，６００磁気ヘッド試験装置
２００，２１０位置決め装置
３００局所磁場発生装置
４００，４１０測定装置
４０１，４１１信号源
４０２，４１２電圧計
５００磁気ヘッド
５１０再生素子
５１１，５１２信号出力端子
５２０記録素子
５２１，５２２信号入力端子
５３０エアーベアリング面
７００局所磁場検出装置

Claims

磁場発生手段を用いて、被測定磁気ヘッドを試験する方法であって、
前記被測定磁気ヘッドの再生素子よりも小さい領域のみに向けて、前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記再生素子が検出する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を、前記磁場発生手段により発生するステップと、
前記再生素子の幅方向を含む方向に前記磁場発生手段の前記再生素子に対する位置を変えながら、前記再生素子の出力信号を測定するステップと、
を含むことを特徴とする磁気ヘッド試験方法。
磁場発生手段を用いて、被測定磁気ヘッドを試験する方法であって、
前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記被測定磁気ヘッドの再生素子が検出する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を、前記磁場発生手段により発生するステップと、
前記再生素子の幅方向を含む方向に前記磁場発生手段の前記再生素子に対する位置を変えながら、前記再生素子の出力信号を測定するステップと、
前記測定の結果から、前記磁場発生手段が発生する磁場の強度分布による影響を取り除くステップと、
を含むことを特徴とする磁気ヘッド試験方法。
前記磁場発生手段は、記録素子を具備する試験用磁気ヘッドであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の磁気ヘッド試験方法。
磁場検出手段を用いて、被測定磁気ヘッドを試験する方法であって、
前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記記録素子が発生する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を、前記被測定磁気ヘッドの記録素子よりも小さい領域のみに対して感度を有する前記記録素子により発生するステップと、
前記記録素子の幅方向を含む方向に前記磁場検出手段の前記記録素子に対する位置を変えながら、前記磁場検出手段の出力信号を測定するステップと、
を含むことを特徴とする磁気ヘッド試験方法。
磁場検出手段を用いて、被測定磁気ヘッドを試験する方法であって、
前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記被測定磁気ヘッドの記録素子が発生する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を、前記記録素子により発生するステップと、
前記記録素子の幅方向を含む方向に前記磁場検出手段の前記記録素子に対する位置を変えながら、前記磁場検出手段の出力信号を測定するステップと、
前記測定の結果から、前記磁場検出手段の磁場感度分布による影響を取り除くステップと、
を含むことを特徴とする磁気ヘッド試験方法。
前記磁場検出手段は、再生素子を具備する試験用磁気ヘッドを備えることを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の磁気ヘッド試験方法。
前記交流磁場は、単一周波数を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の磁気ヘッド試験方法。
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の方法を実施することにより、磁気ヘッドを試験する装置。
被測定磁気ヘッドを試験する装置であって、
前記被測定磁気ヘッドの再生素子よりも小さい領域のみに向けて交流磁場を発生する手段と、
前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記再生素子が検出する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を前記磁場発生手段に発生させるための信号発生手段と、
前記磁場発生手段を前記再生素子の幅方向を含む方向に相対位置決めする手段と、
を備えることを特徴とする磁気ヘッド試験装置。
前記再生素子の幅方向を含む方向に前記磁場発生手段の前記再生素子に対する位置を変えながら、前記再生素子の出力信号を測定することを特徴とする請求項９に記載の磁気ヘッド試験装置。
前記再生素子の出力信号から、前記磁場発生手段が発生する磁場の強度分布による影響を取り除く手段を、さらに備えることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の磁気ヘッド試験装置。
被測定磁気ヘッドを試験する装置であって、
前記被測定磁気ヘッドの記録素子よりも小さい領域のみに対して感度を有する磁場検出手段と、
前記被測定磁気ヘッドが実際に製品として使用される時に前記記録素子が発生する磁場と同範囲またはそれ以上の周波数を有する交流磁場を前記記録素子に発生させるための信号発生手段と、
前記磁場検出手段を前記記録素子の幅方向を含む方向に相対位置決めする手段と、
を備えることを特徴とする磁気ヘッド試験装置。
前記記録素子の幅方向を含む方向に前記磁場検出手段の前記記録素子に対する位置を変えながら、前記磁場検出手段の出力信号を測定することを特徴とする請求項１２に記載の磁気ヘッド試験装置。
前記磁場検出手段の出力信号から、前記磁場検出手段の磁場感度分布による影響を取り除く手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１２または請求項１３のいずれかに記載の磁気ヘッド試験装置。