JP2014062864A - 熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程途中のできるだけ早い段階で熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発光部の物理形状の検査を行うことができるようにする。
【解決手段】試料である熱アシスト磁気ヘッド素子を平面内で移動可能なテーブルに載置し、このテーブルを平面内で移動させながらこのテーブルに載置された試料の表面を探針を備えたカンチレバーを上下方向に振動させることにより短針で試料の表面を走査し、試料の表面を走査しているカンチレバーの探針が形成されている側と反対側の面に光を照射してカンチレバーからの反射光を検出することによりカンチレバーの振動を検出し、カンチレバーを上下方向に振動させる駆動信号とカンチレバーの振動を検出して得た検出信号との位相差を検出し、この検出した位相差の情報を用いて熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部の良否を判定するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄膜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方法及びその装置に係り、特に光学顕微鏡等の技術で検査不可能な熱アシスト磁気ヘッドが発生する近接場光の発生領域の物理形状を検査することのできる熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法及びその装置に関する。

次世代ハードディスクヘッドとして熱アシスト磁気ヘッドが各ハードディスクメーカに採用される計画である。熱アシスト磁気ヘッドから発生する近接場光の幅は２０ｎｍ以下であり、この幅はハードディスクの書き込みトラック幅を決める。実際の動作時の近接場光の強度分布や、発光部の物理形状に対する検査方法は未解決の重要な課題である。現在走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてヘッド（素子）の形状を測定することは可能であるが、破壊検査であり、量産向けの全数検査には適用困難である。

一方、これまでのハードディスク用磁気ヘッドのトラック幅検査は、ＨＧＡ（Ｈｅａｄ Ｇｉｍｂａｌ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）状態又は擬似ＨＧＡ状態という磁気ヘッド製造の最終工程で行っていた。生産コスト、の改善や製造プロセス条件の早期フィードバックという要望に応えるために、ウエハから切り出されたローバー状態において検査する方法が特許文献１に開示されている。

又、特許文献２には、原子間力顕微鏡において試料を横振動させ、この横振動によって励起されるカンチレバーの曲げまたはねじれ振動の位相と振幅を同時に計測し、振動振幅像および振動位相差像を形成することが記載されている。

更に、特許文献３には、原子間力顕微鏡のカンチレバーのＱ値を計測する場合に、探針と接触する試料の物性に応じてカンチレバーの共振周波数が変化し、出力信号の位相が変化するのを受けて位相比較器の出力が変化するのを受けてカンチレバーを常に共振周波数で振動させる構成について開示されている。

更に特許文献４には、磁気力顕微鏡を用いて、振幅変調信号を印加した磁気ヘッドから生じている磁界に応じた探針の振動の位相変化を測定し、振幅変調信号の値の変化に対する位相変位の変化をヘッドの磁界周波数依存性として測定することが記載されている。

特開２００９−２３０８４５号公報 特開平６−３２３８３４号公報 特開２００２−２７７３７８号公報 特開２００２−２６９７０８号公報

ヘッドが発生する近接場光又は近接場光発光部の物理形状の検査を目的とする専用の検査装置はまだ世の中に存在しない。また、現在磁気ヘッドへの性能検査においてはウエハから切り出されたローバーの状態における検査装置が使用されているが、熱アシスト磁気ヘッドに対しても同じくローバーというヘッド製造の早い段階での検査装置を開発する必要がある。

特許文献１には、磁気力顕微鏡などを用いて磁気ヘッドが発生する磁界の様子を直接観察することが記載されているが、熱アシスト磁気ヘッドの近接場光の発生領域の物理形状（近接場光の発生領域の位置及び大きさ）を検査することについては記載されていない。

特許文献２には、原子間力顕微鏡において、摩擦力を強く反映する映像として振動振幅像及び振動位相像を形成することについて記載されているが、熱アシスト磁気ヘッドの近接場光の発生領域の物理形状を検査することについては記載されていない。

さらに、特許文献３には、原子間力顕微鏡において、出力信号の位相差を検出してカンチレバーを常に共振周波数で振動させることについて記載されているが、出力信号の位相差の情報を用いて熱アシスト磁気ヘッドの近接場光の発生領域の物理形状を検査することについては記載されていない。

また、特許文献４には、探針の振動の位相差を検出することについては記載されているが、熱アシスト磁気ヘッドの近接場光の発生領域の物理形状を検査することについては記載されていない。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、製造工程途中のできるだけ早い段階で熱アシスト磁気ヘッドの近接場光の発生領域の物理形状の検査を行うことのできる熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法及びその装置を提供するものである。

上記した課題を解決するために、本発明では、近接場光発光部が形成された熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する検査装置を、試料である熱アシスト磁気ヘッド素子を載置して平面内で移動可能なテーブル手段と、このテーブル手段に載置された試料の表面を走査する探針を備えたカンチレバーと、このカンチレバーを試料の表面に対して上下方向に振動させる振動駆動手段と、この振動駆動手段により振動させられているカンチレバーの探針が形成されている側と反対側の面に光を照射してカンチレバーからの反射光を検出することによりカンチレバーの振動を検出する変位検出手段と、振動駆動手段でカンチレバーを上下方向に振動させる駆動信号と変位検出手段でカンチレバーの振動を検出して得た検出信号との位相差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出手段で検出した位相差の情報とテーブル手段の位置情報とを用いて熱アシスト磁気ヘッド素子の位相差画像を形成する位相差画像形成手段と、この位相差画像形成手段で形成した位相差画像を処理して熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部の良否を判定する判定手段とを備えて構成した。

又、上記目的を達成するために、本発明では、近接場光発光部が形成された熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する方法において、試料である熱アシスト磁気ヘッド素子を平面内で移動可能なテーブルに載置し、このテーブルを平面内で移動させながらこのテーブルに載置された試料の表面を探針を備えたカンチレバーを上下方向に振動させることにより短針で試料の表面を走査し、試料の表面を走査しているカンチレバーの探針が形成されている側と反対側の面に光を照射してカンチレバーからの反射光を検出することによりカンチレバーの振動を検出し、カンチレバーを上下方向に振動させる駆動信号とカンチレバーの振動を検出して得た検出信号との位相差を検出し、この検出した位相差の情報を用いて熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部の良否を判定するようにした。

本発明によれば、製造工程途中のできるだけ早い段階で熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発光部の物理形状の検査を非破壊で行うことができるという効果がある。

第１の実施例に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置の概略の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるカンチレバーの先端部分の探針と記録ヘッドの熱アシスト光発生部分を拡大した側面図である。 第１の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置におけるカンチレバーを振動させるための駆動波形と、カンチレバーからの反射信号を検出して得られた検出波形信号を示すグラフである。 第１の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置におけるカンチレバーを振動させるための駆動波形と、近接場光の発生領域を走査しているときのカンチレバーからの反射信号を検出して得られた検出波形信号を示すグラフである。 第１の実施形態に係る制御部ＰＣの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る位相差画像形成部で形成された熱アシスト磁気ヘッドの近接場発生領域と磁界発生領域とを含む画像である。 第１の実施形態に係る位相差画像形成部で形成された熱アシスト磁気ヘッドの近接場発生領域を含む画像である。 第１の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置の動作手順を示すフロー図である。 第１の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、探針の先端部分に比較的細い細線を固定した状態のカンチレバーと記録ヘッドの熱アシスト光発生部分を拡大した側面図である。 第１の実施形態の変形例に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置の制御ＰＣの概略の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置の概略の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態における表面に磁性膜を形成した探針を備えたカンチレバーと記録ヘッドの熱アシスト光発生部分を拡大した側面図である。 第２の実施携帯に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置の制御ＰＣの概略の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置の動作手順を示すフロー図である。

熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光の発生領域の物理形状を検査する方法としては、近接場光発光部で発生する近接場光の発生状態を検査する方法と、近接場光の発生領域の物理形状を検査する方法とがある。本発明では、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光の発生領域の物理形状を、走査プローブ顕微鏡で検出できるようにした。

以下に、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置の第１実施形態の基本的な構成を示すブロック図である。図１の熱アシスト磁気ヘッド検査装置は、スライダ単体（チップ）を切り出す前工程のローバー（ヘッドスライダが配列されたブロック）の状態で熱アシスト磁気ヘッドの近接場光の発生領域の物理形状を検査することが可能なものである。通常、３ｃｍ〜５ｃｍ程度の細長いブロック体としてウエハから切り出されたローバーは、４０個〜９０個程度のヘッドスライダが配列された構成となっている。この実施の形態に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置は、このローバー１をワークとして所定の検査を行うように構成されている。ローバー１は、通常、図示していないトレイ内に２０〜３０本程度、短軸方向に所定間隔で配列収納されている。図示していないハンドリングロボットは、ローバー１を図示してないトレイからで一本ずつ取り出して検査ステージ１０１に搬送する。検査ステージ１０１に搬送設置されたローバー１は後述のように検査される。

検査ステージ１０１は、ローバー１をＸ，Ｙ方向に移動可能なＸステージ１０６、Ｙステージ１０５を備えている。ローバー１は、その長軸方向の片側面がＹステージ１０５の基準面に一旦突き当てられることによって位置決めされる。Ｙステージ１０５の上面には、ローバー１の位置決め用の載置部１１４が設けられている。この載置部１１４の上面側縁部には、ローバー１の形状にほぼ合致した段差部（図示せず）が設けられている。ローバー１は、この段差部の底面と側面にそれぞれ当接されることによって所定位置に設置されるようになっている。段差部の後面には、ローバー１の後側面（熱アシスト磁気ヘッドの各接続端子のある面の反対面）が当接される。各当接面は、Ｘステージ１０６の移動方向（Ｘ軸）及びＺステージ１０４の移動方向（Ｚ軸）にそれぞれ平行で、かつ、直交した位置関係となる基準面を備えているので、ローバー１がＹステージ１０５の段差部の底面と側面に当接設置されることによってＸ方向とＺ方向の位置決めが実行されるようになっている。

Ｙステージ１０５の上方には、位置ずれ量測定用のカメラ１０３が設けられている。Ｚステージ１０４は、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope :ＡＦＭ）のカンチレバー部１００をＺ方向に移動させるものである。検査ステージ１０１のＸステージ１０６、Ｙステージ１０５、Ｚステージ１０４は、それぞれピエゾ素子で駆動されるピエゾステージで構成されている。所定の位置決めが終了すると、ローバー１は、載置部１１４に吸着保持される。

ピエゾドライバ１０７は、この検査ステージ１０１の各Ｘステージ１０６、Ｙステージ１０５、Ｚステージ１０４（ピエゾステージ）を駆動制御するものである。制御部ＰＣ３０は、モニタを含むパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を基本構成とする制御用コンピュータで構成されている。図に示すように、検査ステージ１０１のＹステージ１０５上の載置部１１４に載置されたローバー１の上方の対向する位置には、先端の尖った探針１２０が形成されて自由端となっているカンチレバー部１００が配置されている。カンチレバー部１００は、Ｚステージ１０４の下側に設けられた加振部１２２に取り付けられている。加振部１２２はピエゾ素子で構成され、ピエゾドライバ１０７からの励振電圧によって機械的共振周波数近傍の周波数の交流電圧が印加され、探針１２０は上下方向に振動される。

変位検出部は、半導体レーザ素子１０９と、４分割光ディテクタ素子からなる変位センサ１１０とから構成される。半導体レーザ素子１０９から出射した光はカンチレバー部１００上に照射され、カンチレバー部１００で反射された光は変位センサ１１０に導かれる。差動アンプ１１１は、変位センサ１１０から出力される４つの信号の差分信号に所定の演算処理を施してＤＣコンバータ１１２に出力する。すなわち、差動アンプ１１１は、変位センサ１１０から出力される４つの信号の差分に対応した変位信号をＤＣコンバータ１１２に出力する。従って、カンチレバー部１００が加振部１２２により加振されていない状態では、差動アンプ１１１からの出力はゼロになる。ＤＣコンバータ１１２は、差動アンプ１１１から出力される変位信号を実効値の直流信号に変換するＲＭＳ−ＤＣコンバータ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｄ ｖａｌｕｅ ｔｏ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）で構成される。

差動アンプ１１１から出力される変位信号は、カンチレバー部１００の変位に応じた信号であり、カンチレバー部１００は振動しているので交流信号となる。ＤＣコンバータ１１２から出力される信号は、フィードバックコントローラ１１３に入力される。フィードバックコントローラ１１３は、カンチレバー部１００の現在の振動の大きさをモニターするための信号として制御部ＰＣ３０にＤＣコンバータ１１２から入力した信号を出力すると共に、カンチレバー部１００の励振の大きさを調整するためのＺステージ１０４の制御用信号として制御部ＰＣ３０を通じて、ピエゾドライバ１０７にＤＣコンバータ１１２から入力した信号を出力する。

この信号を制御部ＰＣ３０でモニタし、その値に応じて、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を駆動するピエゾ素子（図示せず）を制御することによって、測定開始前に、カンチレバー部１００の初期位置を調整するようにしている。この実施の形態では、ハードディスクドライブのヘッド浮上高さをカンチレバー部１００の初期位置として設定する。

発信器１０２は、カンチレバー部１００を励振するための発振信号をピエゾドライバ１０７に供給するものである。ピエゾドライバ１０７は、この発信器１０２からの発振信号に基づいて加振部１２２を駆動してカンチレバー部１００を所定の周波数で振動させる。

図２は、ローバー１に形成されている熱アシスト磁気ヘッド素子４の磁界発生領域３及び熱アシスト光（近接場光）の発生領域２の構成を拡大してカンチレバー部１００と一緒に示した図である。

図２に示すように、カンチレバー部１００は、一定の振幅Ｈｆで振動したときの最下点が、ローバー１に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子４の表面にカンチレバー部１００の探針１２０の先端部が試料の表面と一定の間隔ｄを維持するように、Ｚステージ１０４によって位置決めされる。カンチレバー部１００は、発振器１０２からの発振信号を受けたピエゾドライバ１０７により、カンチレバー部１００の共振周波数又はその近傍の周波数で加振され、ローバー１に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子４の記録面に平行な平面内を数百nm〜数μmの範囲内でスキャンする。この実施の形態では、Ｘステージ１０６及びＹステージ１０７によってローバー１が移動される。

ここで、探針１２０がスキャンする範囲内で、試料であるローバー１の材質が均一である場合には、図３Ａに示すように、ピエゾドライバ１０７で駆動するカンチレバー部の加振波形３１０と探針１２０で熱アシスト磁気ヘッド素子４の記録面に平行な平面内をスキャンさせて変位センサ１１０で検出される変位信号波形３１１との位相差３２１は一定である。

しかし、スキャンする範囲内に近接場光の発生領域２又は磁界発生領域３のような他の部分と異なる材質の部分があると、探針１２０とこの異なる材質の部分との間に働く力（ファンデルワールス力）が変化する。その結果、図３Ｂに示すように、スキャンする範囲内における近接場光の発生領域２の表面と他の部分の表面とが同一平面内にあっても、カンチレバー部１００の振動波形が変化し、ピエゾドライバ１０７で駆動するカンチレバー部の加振波形３１０と探針１２０でローバー１上をスキャンさせて変位センサ１１０で検出される変位信号波形３１２との位相差３２２が、図３Ａの状態に対して変化する。

このとき、探針１２０の振幅Ｈｆも変動するが、この変動はＤＣコンバータ１１２で検出されて、フィードバックコントローラ１１３を介して制御用ＰＣ３０に入力され、制御用ＰＣ３０でピエゾドライバ１０７によるＺステージ１０４の駆動を制御することにより、振幅Ｈｆの変動は抑制される。

この変化した位相差を画像化することにより、位相差が変化した部分を材質が異なる領域として検出することができる。この検出した位相差が変化した領域の位置情報及び大きさ情報を予め設計情報を用いて設定しておいた基準値と比較し、基準値との差が許容できる範囲か否かを判定して近接場光の発生領域２が正しく形成されているか否かを検査する。

図４Ａに、制御部ＰＣ３０の構成を示す。作動アンプ１１１から入力されたカンチレバー部１００の変位に応じた信号（図３Ａの信号３１１及び図３Ｂの信号３１２）は、位相比較部３０２に入力される。また、位相比較部３０２には、発振器１０２から発信される信号（図３Ａ及び図３Ｂの信号３１０）を受信し、この発振器１０２からの信号と作動アンプ１１１から入力された信号との位相差を検出する。次に、検出された位相差情報は、検査ステージ１０１から送られてきたＹステージ１０５およびＸステージ１０６の位置情報と共に位相差画像形成部３０３に送られて図４Ｂに示すような位相差画像４０１が形成される。

この作成された位相差画像は領域判定部３０４へ送られて、位相差画像４０１から近接場光の発生領域２の画像４０２の中心と磁界発生領域３の画像４０３の中心との間隔Ｌ、及び近接場光の発生領域２の画像４０２の大きさＤが求められ、これらを予め設定しておいた基準値と比較して、それぞれ基準値からのずれ量が算出される。そして、この算出したそれぞれの基準値からのずれ量を予め設定しておいたしきい値と比較して、それぞれのずれ量が許容の範囲内であるか否かをチェックして、磁界発生領域３を基準としたときの近接場光の発生領域２の位置及び形状の良否を判定する。この良否の判定結果は、入出力部３１へ送られて図示していない画面上に表示される。

図５は、上述した熱アシスト磁気ヘッド検査装置の動作手順を示すフロー図である。
先ず複数設置されたローバーを１本ずつ取り出し、検査ステージ上に搬送し（Ｓ５０１）、カメラ１０３によるアライメントを行い（Ｓ５０２）、ローバー１に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部４（測定ヘッド）を測定位置に移動させて測定ヘッド（熱アシスト磁気ヘッド素子４）の位置決めを行う（Ｓ５０３）。次に、ピエゾドライバ１０７でＺテージ１０４を制御することによって、カンチレバー部１００の探針１２０を測定ヘッドの記録表面にアプローチさせる（Ｓ５０４）。

次に、発信器１０２からの発振信号に基づいてピエゾドライバ１０７で加振部１２２を駆動してカンチレバー部１００を所定の周波数で振動させる。この状態でピエゾドライバ１０７でＹステージ１０５とＸステージ１０６を駆動してローバー１をＸＹ平面内で移動させることにより、カンチレバー部１００はヘッドの記録面に平行する平面に数百nm〜数μmの範囲内でスキャンする（Ｓ５０５）。

このスキャンしているときに、カンチレバー１００の振動を、半導体レーザ素子１０９から発射されてカンチレバー１００で反射し変位センサ１１０で検出されたレーザの検出信号波形として検出する。そしてこの検出した信号波形を、発振器１０２から発信される駆動信号波形と比較して、その位相差を計測する（Ｓ５０６）。

次に、カンチレバーが上昇し、ローバー１の中で次に測定すべきヘッドがあるかをチェックし（Ｓ５０７）、有る場合には次の測定ヘッドがカンチレバーの下方に移動し（Ｓ５０８），Ｓ５０４からの操作を実行する。ローバー１の中で次に測定すべきヘッドが無くなった場合には、Ｚステージ１０４でカンチレバー部１００を上昇させた状態で測定が終了したローバー１を図示していないハンドリングユニットで取出して回収トレイに収納する（Ｓ５０９）。次に、図示していない供給トレイに未検査のローバー４０があるか否かをチェックし（Ｓ５１０）、未検査のローバー４０がある場合にはＳ５０１に戻って未検査のローバー４０を供給トレイ（図示せず）から取出して（Ｓ５１１），検査ステージ１０１に搬送してＳ５０１からのステップを実行する。一方、供給トレイうちに未検査のローバー４０が無い場合には、測定を終了する（Ｓ５１２）。

なお、上記した実施例においては、ローバー１の状態で検査することについて説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、ローバー１から切り出された熱アシスト磁気ヘッド素子４単体を載置部１１４に載置して上記に説明したのと同様な検査を行うようにしてもよい。

上記した実施例においては、探針１２０を試料であるローバー１の表面に対して一定の距離だけ離れた位置を振動の最下点として、試料であるローバー１の表面に直接接触しないようにして走査する方式で説明したが、探針１２０の振動の最下点を試料であるローバー１の表面に一致させて、振動の最下点で試料であるローバー１に接触させながら走査させる方式であってもよい。

また、上記した実施例においては、熱アシスト磁気ヘッド素子４の近接場光の発生領域２を含む領域と磁界発生領域３を含む領域との位相差画像を形成して、近接場光の発生領域２の画像４０２の中心と磁界発生領域３の画像４０３の中心との間隔Ｌ、及び近接場光の発生領域２の画像４０２の大きさＤを求めて、近接場光の発生領域２の位置と形状の良否を判定する方法について説明した。しかし、磁界発生領域３を含む領域は探針１２０で走査せずに、熱アシスト磁気ヘッド素子４の設計情報を用いて走査近接場光の発生領域２を含む領域だけを探針１２０で走査して、近接場光の発生領域２を含む領域の位相差画像を形成し、図４Ｃに示すように、近接場光の発生領域２の位相差画像４０２から、直交する2方向の寸法Ｄ１とＤ２とを求め、これらを予め設定した基準値と比較することにより、走査近接場光の発生領域２の形状の良否を判定するようにしてもよい。

本実施例によれば、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光の発生領域を、熱アシスト磁気ヘッド素子の製造工程の比較的上流の段階、例えばローバーの状態で、近接場光を発光させることなく検査することが可能である。また、検査装置に近接場光を発光させるための機構部を装備する必要が無くなり、検査装置の構成を比較的簡素化することができる。

上記した実施例においては、図２に示したように、探針１２０で試料であるローバー１の表面を走査する構成で説明したが、図６に示すように、探針１２０の先端部分に比較的硬い材質の細線を固定し、この細線でローバー１の表面を走査する構成としてもよい。この細線１２０１を構成する材料としては、カーボンナノファイバ（ＣＮＦ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、高密度カーボン(ＨＤＣ：ＤＬＣ)、又はタングステン（Ｗ）の何れかにすればよい。このような構成とすることにより、比較的硬い材質の細線１２０１がローバー１に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子４と接触することになり、探針１２０を直接接触させる場合と比べて、カンチレバー１００の寿命を延ばすことができる。
〔変形例〕
実施例１においては、差動アンプ１１１の出力を用いて制御部ＰＣ３０で位相差画像を作成することについて説明したが、本変形例においては、更に、フィードバックコントローラ１１３からのＺステージ１０４の振幅制御信号も用いる。

フィードバックコントローラ１１３では、差動アンプ１１１からの出力を受けてカンチレバー１００の振幅の変動を検出し、振動の変動を抑えようとする信号を出力する。

この振動の変動は、探針１２０を走査中に熱アシスト磁気ヘッド素子４の材質が変化にしたことによりカンチレバー１００の振動の振幅が変化することにより発生するものであって、熱アシスト磁気ヘッド素子４の材質境界の位置情報を含んでいる。
本変形例においては、図７に示すように、実施例１で説明した制御部ＰＣ３０を制御部ＰＣ３０´に置き換えた。制御部ＰＣ３０´では、ピエゾドライバ制御部３０５が差動アンプ１１１からの上記した情報を含む出力信号を受けてピエゾドライバ１０７に出力するＺステージ１０４を制御する信号を分岐して、領域設定部３０４´に入力する。

領域設定部３０４´においては、差動アンプ１１１からの出力と発振器１０２とからの信号を受けて位相比較部３０２で抽出した位相差情報を用いて位相差画像形成部３０３で形成した位相差画像と、ピエゾドライバ制御部３０５から出力された熱アシスト磁気ヘッド素子４の材質境界の位置情報を含むＺステージ１０４制御信号とを用いて、図４Ｂに示した位相差画像４０１から近接場光の発生領域２の画像４０２と磁界発生領域３の画像４０３との境界を特定する。そして、この特定した境界の情報から近接場光の発生領域２に対応する画像４０２の中心及び幅、磁界発生領域３に対応する画像４０３の中心を求め、画像４０２の中心と画像４０３の中心との間隔Ｌと画像４０２の幅Ｄとを算出する。これらを予め設定しておいた基準値と比較して基準値からのずれ量が算出される。そして、この算出した基準値からのずれ量を、それぞれを予め設定したしきい値と比較してそれぞれのずれ量が許容の範囲内であるか否かをチェックする。その結果に基づいて、磁界発生領域３を基準としたときの近接場光の発生領域２の位置及び大きさの良否を判定する。この良否の判定結果は、入出力部３１へ送られて図示していない画面上に表示される。

本変形例によれば、近接場光の発生領域２に対応する画像４０２の領域、及び磁界発生領域３に対応する画像４０３の領域を複数の情報を用いて決定することができるので、より高い精度で近接場光の発生領域２の位置及び大きさの良否を判定することができる。

本発明の第２の実施例を図面を参照しながら説明する。

図８に、本実施例に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置８０００の構成を示す。
本実施例に係る熱アシスト磁気ヘッド検査装置８０００の基本的な構成は、図１に示した実施例１における装置の構成と基本的には同じであるが、図９のカンチレバー１００の図中に太線で示すように、カンチレバー１００の探針１２０の表面に磁性膜１２１が形成されている点において異なる。また、制御部ＰＣ３５に励磁用信号出力部１００７を備えた点、及び、この励磁用信号出力部１００７から出力した熱アシスト磁気ヘッド素子部４の磁界発生領域３に磁界を発生させるための信号を、ローバー１に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部４に送るための信号ライン３０１を追加した点において異なる。

図１０に、本実施例における制御部ＰＣ３５の構成を示す。制御部ＰＣ３５には、差動アンプ１１１から出力された信号をＭＦＭ画像作成部１００２か位相比較部１００３の何れかに切替える信号切替回路部１００１、表面に磁性膜１２１が形成されたカンチレバー１００の探針１２０を振動させながら磁界発生領域３を含む領域を走査したときに、差動アンプ１１１から出力される信号を処理してＭＦＭ（Magnetic Force Microscope：磁気力顕微鏡）画像を作成するＭＦＭ画像作成部１００２を備えた点が実施例１の制御部ＰＣ３０と異なる。

信号切替回路部１００１は、検査ステージ１０１から出力されるＸステージ１０６及びＹステージ１０５の位置情報に基づいて、探針１２０が熱アシスト磁気ヘッド素子部４の磁界発生領域３を含む領域を走査しているときには、差動アンプ１１１から出力された信号を、検査ステージ１０１から出力されるＸステージ１０６及びＹステージ１０５の位置情報と共に、ＭＦＭ画像作成部１００２の側に出力する。ＭＦＭ画像作成部１００２は、差動アンプ１１１からの信号と検査ステージ１０１から出力されたＸステージ１０６及びＹステージ１０５の位置情報とを用いて、ＭＦＭ画像を形成する。

一方、探針１２０が熱アシスト磁気ヘッド素子部４の近接場光の発生領域２を含む領域を走査しているときには、差動アンプ１１１から出力された信号を、検査ステージ１０１から出力されるＸステージ１０６及びＹステージ１０５の位置情報と共に、位相比較部１００３の側に出力する。位相比較部１００３及び位相差画像形成部１００４における信号の処理については、実施例１で説明した制御部ＰＣ３０における処理と同じであるので、説明を省略する。

領域判定部１００５は、ＭＦＭ画像作成部１００２で形成したＭＦＭ画像と位相差画像形成部１００４で形成した位相差画像とを入力し、磁界発生領域３を基準として近接場光の発生領域２の位置及び大きさの良否を判定する。

励磁信号出力部１００７は、検査ステージ１０１から出力されるＸステージ１０６及びＹステージ１０５の位置情報に基づいて、探針１２０が熱アシスト磁気ヘッド素子部４の磁界発生領域３を含む領域を走査するときには、信号ライン３０１を介して、磁界発生領域３に磁界発生信号を送信する。

ピエゾドライバ制御部１００６は、差動アンプ１１１からの出力信号を受けて、ピエゾドライバ１０７にＺステージ１０４を制御する信号を出力する。

本実施例における熱アシスト磁気ヘッド検査装置８０００の動作手順は、実施例１で図５を用いて説明したものと、Ｓ５０６とＳ５０７とを除いて同じである。図５に示した実施例１のフロー図と異なる部分について、図１１を用いて説明する。

Ｓ５０４が完了した後、励磁用信号出力部１００７は、検査ステージ１０１から出力されるＸステージ１０６及びＹステージ１０５の位置情報を受けて、信号線３０１を介してローバー１に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部４の磁界発生領域３に磁界を発生させる信号を出力して、磁界発生領域３に磁界を発生させる（Ｓ５０５１）。つぎに、表面に磁性膜１２１が形成されたカンチレバー１００の探針１２０を上下に振動させながら、磁界を発生させた磁界発生領域３を含む領域を走査して（Ｓ５０５２）、ＭＦＭ画像形成部１００２で磁界発生領域３のＭＦＭ画像を作成する（Ｓ５０５３）。

次に、信号線３０１からのローバー１に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部４の磁界発生領域３に磁界を発生させる信号を遮断して、実施例１の場合と同様に、カンチレバー１００を上下に振動させながら近接場光の発生領域２を含む領域を探針１２０で走査して（Ｓ５０５４）、位相差画像形成部１００４で近接場光の発生領域２を含む領域の位相差画像を形成する（Ｓ５０５５）。更に、この位相差画像とＳ５０５２で作成したＭＦＭ画像とを用いて磁界発生領域３と近接場光の発生領域２の位置を特定し、近接場光の発生領域２の位置情報として、磁界発生領域３から近接場光の発生領域２までの距離を算出すると共に、位相差画像から近接場光の発生領域２の大きさを求める（Ｓ５０６１）。最後に、これら求めた値を予め設定したそれぞれの基準値と比較することにより、近接場光の発生領域２の位置及び大きさの良否を判定し（Ｓ５０６２）、その結果を、ＭＦＭ画像及び位相差画像と共に入出力部３１に出力する（Ｓ５０６３）。

本実施例においても、実施例１で説明したのと同様に、図６に示すように、探針１２０の先端部分に比較的硬い材質で表面に磁性膜を形成した細線を備え、この表面に磁性膜を形成した細線でローバー１の表面を走査する構成としてもよい。この細線１２０１を構成する材料としては、カーボンナノファイバ（ＣＮＦ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、高密度カーボン(ＨＤＣ：ＤＬＣ)、又はタングステン（Ｗ）の何れかにすればよい。このような構成とすることにより、比較的硬い材質の細線１２０１がローバー１に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子４と接触することになり、探針１２０を直接接触させる場合と比べて、カンチレバー１００の寿命を延ばすことができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１・・・ローバー ２・・・近接場光発光部 ４・・・熱アシスト磁気ヘッド素子 ３０、３０´、３５・・・制御部ＰＣ ３１・・・入出力部 １００・・・カンチレバー部 １０１・・・検査ステージ １０２・・・発信器 １０３・・・カメラ １０４・・・Ｚステージ １０５・・・Ｙステージ １０６・・・Ｘステージ １０７・・・ピエゾドライバ １０９・・・レーザ素子 １１０・・・変位センサ １１１・・・差動アンプ １１２・・・ＤＣコンバータ １１３・・・フィードバックコントローラ １１４・・・載置部 １２０・・・探針 １２２・・・加振部 ３０２，１００３・・・位相差比較部 ３０３、１００４・・・位相差画像形成部 ３０４、１００５・・・領域判定部 １００２・・・ＭＦＭ画像形成部。

Claims (10)

1. 近接場光発光部が形成された熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する検査装置であって、
   試料である熱アシスト磁気ヘッド素子を載置して平面内で移動可能なテーブル手段と、
   該テーブル手段に載置された試料の表面を走査する探針を備えたカンチレバーと、
   該カンチレバーを前記試料の表面に対して上下方向に振動させる振動駆動手段と、
   該振動駆動手段により振動させられている前記カンチレバーの前記探針が形成されてい
   る側と反対側の面に光を照射して前記カンチレバーからの反射光を検出することにより前
   記カンチレバーの振動を検出する変位検出手段と、
   前記振動駆動手段で前記カンチレバーを上下方向に振動させる駆動信号と、前記変位検出手段で前記カンチレバーの振動を検出して得た検出信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
   該位相差検出手段で検出した位相差の情報と前記テーブル手段の位置情報とを用いて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の位相差画像を形成する位相差画像形成手段と、
   該位相差画像形成手段で形成した位相差画像を処理して前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部の良否を判定する判定手段と
   を備えたことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置。
2. 前記熱アシスト磁気ヘッド素子は、ローバー上に複数形成されており、該ローバー上に複数形成された前記熱アシスト磁気ヘッド素子を検査することを特徴とする請求項１記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置。
3. 前記変位検出手段は、前記カンチレバーが前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部が形成された個所を走査するときと近接場光発光部が形成された個所以外の個所を走査するときの振動の位相の変化を検出し、前記位相差検出手段は、前記変位検出手段で検出した振動の位相の変化を、前記振動駆動手段で前記カンチレバーを上下方向に振動させる駆動信号に対する位相差として検出することを特徴とする請求項１記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置。
4. 前記探針の表面には、磁性膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置。
5. 前記カンチレバーの探針には、カーボンナノファイバ（ＣＮＦ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、高密度カーボン(ＨＤＣ：ＤＬＣ)、又はタングステン（Ｗ）の何れで形成された細線が装着されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置。
6. 近接場光発光部が形成された熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する方法であって、
   試料である熱アシスト磁気ヘッド素子を平面内で移動可能なテーブルに載置し、
   該テーブルを平面内で移動させながら該テーブルに載置された試料の表面を探針を備えたカンチレバーを上下方向に振動させることにより前記短針で前記試料の表面を走査し、
   該試料の表面を走査している前記カンチレバーの前記探針が形成されている側と反対側の面に光を照射して前記カンチレバーからの反射光を検出することにより前記カンチレバーの振動を検出し、
   前記カンチレバーを上下方向に振動させる駆動信号と、前記カンチレバーの振動を検出して得た検出信号との位相差を検出し、
   該検出した位相差の情報を用いて前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部の良否を判定する
   ことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
7. 前記検出した位相差の情報を用いて前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部の良否を判定することが、
   前記検出した位相差の情報と前記移動しているテーブルの位置情報とを用いて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の位相差画像を形成し、
   該形成した位相差画像を処理して前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部の良否を判定する
   ことを含むことを特徴とする請求項６記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
8. 前記熱アシスト磁気ヘッド素子は、ローバー上に複数形成されており、該ローバー上に複数形成された前記熱アシスト磁気ヘッド素子を検査することを特徴とする請求項６記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
9. 前記カンチレバーの振動を検出することにより、前記カンチレバーが前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部が形成された個所を走査するときと近接場光発光部が形成された個所以外の個所を走査するときの振動の位相の変化を検出し、前記位相差を検出することが、前記検出した振動の位相の変化を、前記カンチレバーを上下方向に振動させる駆動信号に対する位相差の変化として検出することを特徴とする請求項６記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
10. 前記探針の表面には磁性膜が形成されており、前記カンチレバーを上下方向に振動させながら前記磁性膜が形成された領域を前記探針で走査し、該走査中の前記カンチレバーの振動を検出した信号を用いて前記磁性膜が形成された領域の磁気力顕微鏡画像を形成し、該形成した磁気力顕微鏡画像と前記形成した位相差画像とを処理して前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部の良否を判定することを特徴とする請求項６乃至９の何れかに記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。

Images