JP2016186833A - Inspection device and method for thermally-assisted magnetic head element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection device for a thermally-assisted magnetic head element capable of guaranteeing highly-accurate inspection of a thermally-assisted magnetic head even when a diameter of a measurement probe of a cantilever varies per cantilever.SOLUTION: An inspection device for a thermally-assisted magnetic head element comprises: a cantilever; a displacement detecting system which detects a displacement of the cantilever; a photodetector which detects scattered light from the cantilever; a signal processing unit which receives and processes an output signal from a displacement detecting unit and an output signal from the photodetector; and a control unit which controls the entire processing. The inspection device further comprises: a mounting part on which a near-field light generating sample is mounted; a laser light source which emits laser; a laser irradiation optical system which generates near-field light by irradiating the near-field light generating sample with laser; and a table unit mounted with the mounting part and the laser irradiation optical system and moving the near-field light generating sample between the place immediately under the cantilever and a place apart from the cantilever.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、走査プローブ顕微鏡を用いて微小熱源を測定して熱アシスト磁気ヘッド素子の熱アシスト光発光部と磁界発生部を検査する熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置及びその方法に関する。   The present invention relates to a thermal assist magnetic head element inspection apparatus and method for inspecting a heat assist light emitting section and a magnetic field generation section of a heat assist magnetic head element by measuring a minute heat source using a scanning probe microscope.

走査プローブ顕微鏡を用いて微小熱源を測定して熱アシスト磁気ヘッド素子の熱アシスト光発光部と磁界発生部を検査する技術分野の背景技術として、特開2013−101099号公報(特許文献1)、特開2011−247899号公報(特許文献2)及び特開2014−211409号公報(特許文献3)がある。   As a background art in the technical field of measuring a minute heat source using a scanning probe microscope and inspecting a heat-assisted light emitting part and a magnetic field generating part of a thermally-assisted magnetic head element, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-101099 (Patent Document 1), There exist Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-247899 (patent document 2) and Unexamined-Japanese-Patent No. 2014- 211409 (patent document 3).

特許文献1には、「熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する検査装置に、探針の表面に磁性膜が形成されていてこの磁性膜の表面に貴金属又は貴金属を含む合金の微粒子又は薄膜が形成されているカンチレバーと、カンチレバーの振動を検出する変位検出手段と、近接場光発光部から発生しカンチレバーの探針の貴金属又は貴金属を含む合金の微粒子又は薄膜で増強された近接場光による散乱光を検出する近接場光検出手段と、変位検出手段と近接場光検出手段とで検出して得た信号を処理する処理手段とを備えた。」と記載されている。   Patent Document 1 states that “in an inspection apparatus for inspecting a thermally assisted magnetic head element, a magnetic film is formed on the surface of a probe, and a fine particle or thin film of a noble metal or an alloy containing a noble metal is formed on the surface of the magnetic film. The cantilever, the displacement detection means for detecting the vibration of the cantilever, and the scattered light by the near-field light generated from the noble metal of the cantilever probe or the alloy particles containing the noble metal or the thin film generated from the near-field light emitting part. And a processing means for processing a signal obtained by the detection by the displacement detection means and the near-field light detection means ”.

また、特許文献2には、「先端にプローブを有するカンチレバーまたは任意の形状のプローブからなる測定対象に光を照射する光源と、前記光源を駆動する光源駆動回路と、前記光源から測定対象に照射した後の光を所定位置にスポット光として位置合わせを経て受光し光強度を検出する受光面の材質が半導体よりなる光検出器と、前記光検出器の検出信号を所定の増幅率で増幅する増幅器と、該増幅器の増幅率を任意に調整可能にする増幅器可変手段と、前記光源から前記測定対象への照射光強度を任意に変更する光強度可変手段と、を備えた走査型プローブ顕微鏡の変位検出方法において、前記光強度可変手段による前記光源の光強度の変更が、前記測定対象の変形が所定の変形量の値に納める調整と共に、前記増幅率可変手段の増幅率の調整により、前記光検出器での所望の感度での光検出を行なうことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡の変位検出方法。」が記載されている。   Further, Patent Document 2 states that “a light source that irradiates a measurement target composed of a cantilever having a probe at the tip or a probe of an arbitrary shape, a light source driving circuit that drives the light source, and a light source that irradiates the measurement target. The detected light is received as a spot light at a predetermined position through alignment, and the light receiving surface for detecting the light intensity is made of a semiconductor, and the detection signal of the light detector is amplified at a predetermined amplification factor. A scanning probe microscope comprising: an amplifier; amplifier variable means for arbitrarily adjusting an amplification factor of the amplifier; and light intensity variable means for arbitrarily changing irradiation light intensity from the light source to the measurement object. In the displacement detection method, the change of the light intensity of the light source by the light intensity varying means is adjusted so that the deformation of the measurement object falls within a predetermined deformation value, and the amplification factor of the amplification variable means By adjusting a scanning probe microscope displacement detecting method, characterized in that performing optical detection at a desired sensitivity in the photodetector. "It is described.

また、上記特許文献2には、「測定対象の反射率の違いによる受光強度の違いに応じて、光検出器での検出感度が所定の値となるように検出信号を増幅するようにした。」と記載されている。   Further, in Patent Document 2, “the detection signal is amplified so that the detection sensitivity at the photodetector becomes a predetermined value according to the difference in the received light intensity due to the difference in the reflectance of the measurement object. Is described.

さらに、特許文献3には、熱アシスト磁気ヘッド検査装置において、特定の磁性材料の薄膜の磁気特性の温度依存性を事前に入手しておき、探針の表面に前記特定の磁性材料を形成したカンチレバーを用いて熱アシスト磁気ヘッドが発生した近接場光による微小熱源のすぐ近傍にある書込み磁界を計測する際に、カンチレバー先端の探針が微小熱源と接触して温度が上昇して探針に形成した磁性材料の磁気特性が変化するのを利用して、事前に入手しておいた磁気特性の温度依存性のデータを用いて、近接場光の温度を推定するようにしたことが記載されている。   Further, in Patent Document 3, in the heat-assisted magnetic head inspection apparatus, the temperature dependence of the magnetic properties of a thin film of a specific magnetic material is obtained in advance, and the specific magnetic material is formed on the surface of the probe. When measuring the write magnetic field in the immediate vicinity of the micro heat source by the near-field light generated by the heat-assisted magnetic head using the cantilever, the probe at the tip of the cantilever comes into contact with the micro heat source and the temperature rises. It is described that the temperature of near-field light is estimated using the temperature dependence data of magnetic properties obtained in advance using the change in magnetic properties of the formed magnetic material. ing.

特開2013−101099号公報JP 2013-101099 A 特開2011−247899号公報JP 2011-247899 A 特開2014−211409号公報JP 2014- 211409 A

次世代ハードディスク用の磁気ヘッドとして、熱アシスト磁気ヘッド素子が検討されている。熱アシスト磁気ヘッド素子から発生する熱アシスト光即ち近接場光は、数十ナノメートル(nm)以下の範囲で発生する。この近接場光が熱源としてもつエネルギー密度または絶対温度が、ハードディスクの書き込みトラック幅を決める。そのため、熱アシスト磁気ヘッド素子の性能を調べるべく、上記した近接場光の空間強度分布等の情報を取得する検査方法が求められている。近年、熱アシスト磁気ヘッドが発生させる近接場光のような微小な発光エリアに対して、走査プローブ顕微鏡(Scan Probe Microscope: SPM)検査技術の1種である近接場光学顕微鏡(Scan Near-field Optical Microscope:SNOM)を用い,近接場光の空間強度分布等を測定する技術が注目されている(例えば、特許文献1)。   As a magnetic head for the next generation hard disk, a thermally assisted magnetic head element has been studied. Thermally assisted light generated from the thermally assisted magnetic head element, that is, near-field light, is generated within a range of several tens of nanometers (nm) or less. The energy density or absolute temperature of the near-field light as a heat source determines the write track width of the hard disk. Therefore, in order to examine the performance of the thermally assisted magnetic head element, an inspection method for acquiring information such as the spatial intensity distribution of the near-field light described above is required. In recent years, the Scan Near-field Optical, which is a kind of scanning probe microscope (SPM) inspection technology, for minute light-emitting areas such as near-field light generated by heat-assisted magnetic heads. A technique for measuring the spatial intensity distribution of near-field light using Microscope (SNOM) has attracted attention (for example, Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1に開示されている検査装置では、測定においてキーコンポーネントとなるカンチレバーの測定探針の径がカンチレバー毎にばらつきがあることについて配慮されておらず、カンチレバーを交換する毎に測定感度が変わってしまい、安定して精度良く検査することが困難であり、また、測定感度を精度良く校正することは困難である。   However, the inspection apparatus disclosed in Patent Document 1 does not take into consideration that the diameter of the measurement probe of the cantilever that is a key component in measurement varies among the cantilevers, and each time the cantilever is replaced, the measurement sensitivity Changes, it is difficult to inspect stably and accurately, and it is difficult to accurately calibrate the measurement sensitivity.

一方、上記特許文献2には、SPMによる検査方法において、「受光強度の違いに応じて、光検出器での検出感度が所定の値となるように検出信号を増幅する」ことにより、検出感度を調整する変位検出方法が開示されている。しかしながら、特許文献2の変位検出方法では、測定探針(プローブ)の径の違いにより散乱光強度が異なることを考慮しておらず、検出感度を精度良く調整することは困難である。   On the other hand, in Patent Document 2, in the inspection method by SPM, “detection sensitivity is amplified so that the detection sensitivity at the photodetector becomes a predetermined value according to the difference in received light intensity”. A displacement detection method for adjusting the angle is disclosed. However, the displacement detection method of Patent Document 2 does not consider that the scattered light intensity varies depending on the difference in the diameter of the measurement probe (probe), and it is difficult to adjust the detection sensitivity with high accuracy.

さらに、特許文献3に開示されている熱アシスト磁気ヘッド検査装置においては、測定においてキーコンポーネントとなるカンチレバーの測定探針の径がカンチレバー毎にばらつきがあることに対して配慮されておらず、カンチレバーを交換する毎に測定感度が変わってしまい、安定して精度良く検査することが困難であり、また、測定感度を精度良く校正することは困難である。   Further, in the thermally-assisted magnetic head inspection apparatus disclosed in Patent Document 3, no consideration is given to the fact that the diameter of the measuring probe of the cantilever that is a key component in the measurement varies from cantilever to cantilever. The measurement sensitivity changes every time the battery is replaced, and it is difficult to inspect stably and accurately, and it is difficult to calibrate the measurement sensitivity with high accuracy.

そこで本発明は、カンチレバーの測定探針の径がカンチレバー毎にばらつきがあっても高い精度での検査を保証することができる熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置及びその方法を提供するものである。   Accordingly, the present invention provides an inspection apparatus and method for a thermally assisted magnetic head element that can guarantee an inspection with high accuracy even if the diameter of the measurement probe of the cantilever varies among the cantilevers.

上記した課題を解決するために、本発明では、熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置を、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査するカンチレバーと、カンチレバーに光を照射してカンチレバーからの反射光を検出する変位検出系と、熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査するカンチレバーからの散乱光を検出する光検出器と、変位検出部からの出力信号と光検出器からの出力信号を受けて信号を処理する信号処理部と全体を制御する制御部とを備えて構成し、更に、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生する近接場光とほぼ同じ近接場光を発生させる近接場光発生サンプルを載置する載置部と、レーザを発射するレーザ光源と、レーザ光源から発射されたレーザを載置部に載置された近接場光発生サンプルに照射して近接場光発生サンプルから近接場光を発生させるレーザ照射光学系と、近接場光発生サンプルを載置する載置部とレーザ照射光学系とを載置して近接場光発生サンプルをカンチレバーの直下とカンチレバーから離れた場所との間を移動させるテーブル部とを備えるようにした。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, an inspection apparatus for a thermally assisted magnetic head element is used in a state where a near field light is generated from a near field light emitting unit of the thermally assisted magnetic head element. A cantilever that scans the surface, a displacement detection system that irradiates the cantilever with light and detects reflected light from the cantilever, a photodetector that detects scattered light from the cantilever that scans the surface of the thermally-assisted magnetic head element, and A signal processing unit that receives the output signal from the displacement detection unit and the output signal from the photodetector and processes the signal, and a control unit that controls the whole, and further, the near-field light of the heat-assisted magnetic head element From a mounting unit for mounting a near-field light generating sample that generates substantially the same near-field light as the near-field light generated from the light emitting unit, a laser light source that emits a laser, and a laser light source A laser irradiation optical system that irradiates a near-field light generation sample placed on the placement unit to generate near-field light from the near-field light generation sample, and a placement on which the near-field light generation sample is placed The mounting portion and the laser irradiation optical system are mounted to include a table portion that moves the near-field light generating sample between a position directly below the cantilever and a location away from the cantilever.

また、上記した課題を解決するために、本発明では、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態でカンチレバーで熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査し、熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査しているカンチレバーに光を照射してカンチレバーからの反射光を検出し、熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査するカンチレバーからの散乱光を光検出器で検出し、カンチレバーからの反射光を検出した信号と光検出器からの出力信号を受けて信号を処理して熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法において、予め、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生する近接場光とほぼ同じ近接場光を発生させる近接場光発生サンプルにレーザ光源から発射されたレーザを照射して近接場光発生サンプルから近接場光を発生させた状態で近接場光発生サンプルの表面をカンチレバーで走査してカンチレバーの探針からの散乱光を光検出器で検出して得た信号の情報を用いて熱アシスト磁気ヘッド素子を検査するようにした。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, the surface of the thermally-assisted magnetic head element is scanned with a cantilever in the state where near-field light is generated from the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head element. Irradiating light to the cantilever scanning the surface of the assist magnetic head element to detect the reflected light from the cantilever, detecting the scattered light from the cantilever scanning the surface of the heat assist magnetic head element with a photodetector, In a method for inspecting a heat-assisted magnetic head element that receives a signal that detects reflected light from a cantilever and an output signal from a photodetector and processes the signal to inspect the heat-assisted magnetic head element, The laser beam emitted from the laser light source to the near-field light generating sample that generates near-field light that is almost the same as the near-field light generated from the near-field light emitting part of the laser. The surface of the near-field light generation sample is scanned with a cantilever while the near-field light generation sample is generated by irradiating the laser, and the scattered light from the cantilever probe is detected with a photodetector. The heat-assisted magnetic head element is inspected using the information of the obtained signal.

本発明によれば、カンチレバーの測定探針の径がカンチレバー毎にばらつきがあっても高い精度での検査を保証することができる熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置および検査方法を提供することができるようになった。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the diameter of the measurement probe of a cantilever has dispersion | variation for every cantilever, the test | inspection apparatus and test | inspection method of a thermally assisted magnetic head element which can ensure a test | inspection with high precision can be provided. It became so.

本発明の実施例1乃至3に係る発光サンプルの断面図である。It is sectional drawing of the light emission sample which concerns on Example 1 thru | or 3 of this invention. 本発明の実施例1乃至3に係る発光サンプルの開口部の形状を示す発光サンプルの平面図である。It is a top view of the luminescent sample which shows the shape of the opening part of the luminescent sample which concerns on Example 1 thru | or 3 of this invention. 本発明の実施例1乃至3に係る発光サンプルにレーザを照射する照明系とレーザ光源の概略の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the schematic structure of the illumination system and laser light source which irradiate a laser to the light emission sample which concerns on Example 1 thru | or 3 of this invention. 本発明の実施例1乃至3に係る標準発光サンプルを搭載する熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the heat-assisted magnetic head element inspection apparatus which mounts the standard light emission sample which concerns on Example 1 thru | or 3 of this invention. 本発明の実施例1乃至3に係る検査装置の検出原理を説明する、計測している状態を示すカンチレバーと発光サンプル、及び検出器の側面図である。It is a side view of a cantilever, a luminescent sample, and a detector showing a measurement state, explaining the detection principle of the inspection apparatus according to Examples 1 to 3 of the present invention. 本発明の実施例1に係る検出方法を説明する図で、(a)はカンチレバーの探針の先端部の径が大きい場合の発光サンプルとカンチレバーの断面図、(b)はカンチレバーの探針の先端部の径が小さい場合の発光サンプルとカンチレバーの断面図、(c)は探針径と検出光量の関係を示すグラフである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the detection method based on Example 1 of this invention, (a) is sectional drawing of a light emission sample and cantilever when the diameter of the front-end | tip part of a cantilever probe is large, (b) is a probe of a cantilever probe. Sectional drawing of the light emission sample and cantilever in case the diameter of a front-end | tip part is small, (c) is a graph which shows the relationship between a probe diameter and a detected light quantity. 本発明の実施例1に係る検出方法を説明する処理フロー図である。It is a processing flowchart explaining the detection method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る検出原理を説明する図で、事前に既知な探針径(50nm〜100nm)を用いて、発光サンプルを測定した探針径と検出光量の関係を説明するグラフである。It is a figure explaining the detection principle which concerns on Example 2 of this invention, and is a graph explaining the relationship between the probe diameter which measured the luminescent sample, and the detected light quantity using the probe diameter (50-100nm) known in advance. is there. 本発明の実施例2に係る検出方法を説明する処理フロー図である。It is a processing flowchart explaining the detection method which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る発光サンプルに関するもので、(a)は開口形状が円型の場合の発光サンプルの平面図、(b)は発光サンプルをカンチレバーを用いた測定して得られた発光サンプルの画像、(c)は(b)の画像のラインA−Aの信号波形を示す波形図である。It relates to a luminescent sample according to Example 3 of the present invention, (a) is a plan view of the luminescent sample when the aperture shape is circular, and (b) is a luminescent obtained by measuring the luminescent sample using a cantilever. (C) is a waveform diagram showing a signal waveform of line AA in the image of (b).

本発明は、カンチレバーの測定探針の径がカンチレバー毎にばらつきがあっても高い精度での検査を保証することができるようにした熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置及び熱アシスト磁気ヘッドの検査方法に関するものである。   The present invention relates to a heat-assisted magnetic head element inspection apparatus and a heat-assisted magnetic head inspection method capable of assuring high-precision inspection even when the diameter of the measurement probe of the cantilever varies among the cantilevers. It is about.

また、本発明は、熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する装置を、熱アシスト磁気ヘッド素子を載置した平面内で移動可能なテーブルの隣に、近接場光を発光できる標準的なサンプルと前記発光サンプルを発光させられる照明光学系を付加し、前記発光サンプルの近接場光発光部から近接場光を発生させ、カンチレバーの探針が発光サンプルの表面の近傍で上下に振動することによる探針と近接場光との接触による近接場光の散乱光成分をPMTやPD等の光検出器で検出し、カンチレバーを交換する際に、上記近接場光発光サンプルを測ることで、カンチレバーの個体差による近接場光測定ばらつきを記録し、検出器のゲイン調整や、測定結果に補正を付加することで、測定感度のばらつきをなくすようにした。   The present invention also provides an apparatus for inspecting a thermally assisted magnetic head element, a standard sample capable of emitting near-field light next to a table movable in a plane on which the thermally assisted magnetic head element is mounted, and the light emission. A probe by adding an illumination optical system capable of emitting a sample, generating near-field light from the near-field light emitting portion of the light-emitting sample, and the cantilever probe oscillating up and down in the vicinity of the surface of the light-emitting sample; By detecting the scattered light component of the near-field light due to contact with the near-field light with a photodetector such as PMT or PD and exchanging the cantilever, by measuring the near-field light-emitting sample, the difference in individual cantilevers We recorded variations in near-field light measurement and eliminated variations in measurement sensitivity by adjusting the gain of the detector and adding corrections to the measurement results.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。本発明の要旨を超えない限り、本発明は以下説明する実施例及び図面に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. As long as the gist of the present invention is not exceeded, the present invention is not limited to the examples and drawings described below.

まず、図1及び図2により、本発明の標準近接場光発光サンプル(標準試料:以下、発光サンプルと記す。)の設計・製造情報について説明する。実施例1は、発光サンプルを搭載した熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置において、光発光サンプルを測ることで、カンチレバーの個体差による近接場光測定ばらつきを記録し、光検出器のゲイン調整や、測定結果に補正を付加することで、測定感度のばらつきをなくすことができる熱アシスト磁気ヘッド素子を検査するものである。   First, the design / manufacturing information of the standard near-field light-emitting sample of the present invention (standard sample: hereinafter referred to as a light-emitting sample) will be described with reference to FIGS. Example 1 is a thermal-assisted magnetic head element inspection apparatus equipped with a luminescent sample. By measuring the luminescent sample, the variation in near-field light measurement due to individual differences in the cantilever is recorded, and the gain adjustment of the photodetector is performed. By adding correction to the measurement result, a thermally assisted magnetic head element that can eliminate variations in measurement sensitivity is inspected.

熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置に搭載する発光サンプル100はSiO2基板1001上に成膜した薄膜に開口パターン1004を形成したサンプルである。具体的には、図1に示すように、SiO2基板1001(厚さ:0.625mm)にCr膜1002(厚さ:2〜5nm程度)を成膜し、その後にAu膜1003(厚さ:50nm程度)を成膜した。ここで、Cr膜1002はバッファ層として、Au膜1003がしっかりSiO2基板1001に付くようにするために形成した層である。Au膜1003は熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発光部の材質と同一であり、赤外領域の光に対して、近接場光発光能力が高く、且つ非常に安定な(酸化せず)材質である。   A light emitting sample 100 mounted on a thermal assist magnetic head element inspection apparatus is a sample in which an opening pattern 1004 is formed on a thin film formed on a SiO 2 substrate 1001. Specifically, as shown in FIG. 1, a Cr film 1002 (thickness: about 2 to 5 nm) is formed on a SiO 2 substrate 1001 (thickness: 0.625 mm), and then an Au film 1003 (thickness: About 50 nm). Here, the Cr film 1002 is a layer formed as a buffer layer so that the Au film 1003 is firmly attached to the SiO 2 substrate 1001. The Au film 1003 is the same as the material of the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head, and is a highly stable (non-oxidizing) material that has a high near-field light emitting capability for light in the infrared region. is there.

成膜したサンプルに対して、電子描画で各種形状の開口パターン1004を製作する。パターンの形状は各熱アシスト磁気ヘッドメーカが公開した情報を参考にして設計し、光学シミュレーションにより最適化し、開口50〜200nmのパターンを製作した。図2は各パターンの形状を示しており、(a)は円型、(b)はC型、(c)はV型、(d)はH型である。   Opening patterns 1004 having various shapes are manufactured by electronic drawing on the deposited sample. The shape of the pattern was designed with reference to information published by each heat-assisted magnetic head manufacturer, optimized by optical simulation, and a pattern with an opening of 50 to 200 nm was produced. FIG. 2 shows the shape of each pattern. (A) is a circular shape, (b) is a C shape, (c) is a V shape, and (d) is an H shape.

次に、図3により、本実施例による発光サンプル100への照明系402とレーザ光源301の構成について説明する。   Next, the configuration of the illumination system 402 and the laser light source 301 for the luminescent sample 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

レーザ光源301は波長790nmの近赤外領域の波長を持ち、パワーは0〜40Wで可変である。レーザ光源301の波長790nmは、発光サンプル100に形成した開口パターン104の寸法50〜200nmと比べて十分に大きいので、このレーザを開口パターン104から出射させると、開口パターン104の極近傍に、近接場光が発生する。   The laser light source 301 has a wavelength in the near infrared region of a wavelength of 790 nm, and the power is variable from 0 to 40W. The wavelength 790 nm of the laser light source 301 is sufficiently larger than the dimension 50 to 200 nm of the opening pattern 104 formed in the light emitting sample 100. Therefore, when this laser is emitted from the opening pattern 104, the laser light source 301 is close to the very vicinity of the opening pattern 104. Field light is generated.

照明系402は、コリメータレンズ303、十字ステージ304、集光レンズ305、ビームスプリッタ306、コリメータレンズ303と集光レンズ305を固定するパイプ307とを備えて構成されている。また、レーザ光源301と照明系402とは、偏波保持ファイバー302で接続されている。   The illumination system 402 includes a collimator lens 303, a cross stage 304, a condenser lens 305, a beam splitter 306, a collimator lens 303, and a pipe 307 that fixes the condenser lens 305. The laser light source 301 and the illumination system 402 are connected by a polarization maintaining fiber 302.

このような構成で、レーザ光源301から出射された直線偏光は偏波保持ファイバー302を通して、照明系402のコリメータレンズ303に伝搬され、コリメータレンズ303で準平行光化される。この準平行光化されたレーザは、集光レンズ305で集光されて、ビームスプリッタ306に入射する。集光してビームスプリッタ306に入射したレーザは、S偏光成分が反射されて励起光308となってビームスプリッタ306の上面から出射し、ビームスプリッタ306の上部で発光サンプル100に入射する。発光サンプル100にSiO2基板101から入射した励起光308は、SiO2基板101を透過して、表面のAu膜103によって形成された発光面に到達する。   With such a configuration, the linearly polarized light emitted from the laser light source 301 is propagated to the collimator lens 303 of the illumination system 402 through the polarization maintaining fiber 302 and is made quasi-parallel light by the collimator lens 303. The quasi-parallel laser is condensed by the condenser lens 305 and enters the beam splitter 306. The laser beam condensed and incident on the beam splitter 306 reflects the S-polarized component, becomes excitation light 308, exits from the upper surface of the beam splitter 306, and enters the emission sample 100 above the beam splitter 306. The excitation light 308 incident on the luminescent sample 100 from the SiO 2 substrate 101 passes through the SiO 2 substrate 101 and reaches the light emitting surface formed by the Au film 103 on the surface.

ここで、集光レンズ305の焦点位置が発光サンプル100の表面のAu膜103の位置に一致するように集光レンズ305の焦点位置を調節する。これにより、焦点に集光されて入射した励起光308によりAu膜103からは近接場光が発生する。また、コリメータレンズ303と集光レンズ305を固定するパイプ307を回転させることにより、ビームスプリッタ306で反射して励起光308となるS偏光の光量を調整することができる(一般的には発光サンプルパワーメータを用いて、ビームスプリッタ306の上面から出射するS偏光の光量が最大となるようにパイプ307を回転させて調整する)。また、パイプ307は十字動ステージ304に固定され、十字動ステージ304の位置を調整ねじ3041,3042で調整することで、発光サンプル100に入射してAu膜103に形成された開口パターン104に到達する光の位置を発光面(XY平面)で調整することができる。   Here, the focal position of the condenser lens 305 is adjusted so that the focal position of the condenser lens 305 coincides with the position of the Au film 103 on the surface of the light emitting sample 100. As a result, near-field light is generated from the Au film 103 by the excitation light 308 condensed and incident on the focal point. Further, by rotating the pipe 307 that fixes the collimator lens 303 and the condenser lens 305, the amount of S-polarized light that is reflected by the beam splitter 306 and becomes the excitation light 308 can be adjusted (generally, the light emission sample). Using a power meter, the pipe 307 is rotated and adjusted so that the amount of S-polarized light emitted from the upper surface of the beam splitter 306 is maximized). The pipe 307 is fixed to the cross motion stage 304, and the position of the cross motion stage 304 is adjusted by adjusting screws 3041 and 3042, so that the light enters the luminescent sample 100 and reaches the opening pattern 104 formed in the Au film 103. The position of the light to be adjusted can be adjusted on the light emitting surface (XY plane).

図4は、本発明に係る発光サンプルを搭載する熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置の第1実施形態の基本的な構成図である。   FIG. 4 is a basic configuration diagram of a first embodiment of a thermally-assisted magnetic head element inspection apparatus equipped with a luminescent sample according to the present invention.

本実施例に係る熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置1000は、走査型プローブ顕微鏡をベースとしている。熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置1000は、検査ステージ101、検査ステージ101に搭載されたXステージ106、Yステージ105、Zステージ104、Yステージ上にあってローバー40を載置する載置部114、カンチレバー1を振動させる加振部122、Xステージ106とYステージ105とZステージ104と加振部122とを図示していないピエゾ素子で駆動させるピエゾドライバ107、ピエゾドライバに高周波信号を送る発信機102、検査ステージ101に固定されてカンチレバー1と載置部114に載置されたローバー40を撮像するカメラ103、カンチレバー1にレーザビームを照射する半導体レーザ素子109、カンチレバー1で反射したレーザビームを検出する変位センサ110、変位センサ110の出力信号を増幅する差動アンプ111、差動アンプ111の出力信号をA/D変換するDCコンバータ112、DCコンバータ112の出力信号を受けてフィードバック信号を生成するフィードバックコントローラ113、カンチレバー1の先端部分に形成した探針11で反射散乱した光を検出する光検出器3、図3を用いて説明した照明系402、レーザ光源301、偏波面保持ファイバー302、発光サンプル100を載置する載置部401、ロックインアンプ(図示せず)を内蔵して全体を制御する制御部PC130を備えて構成されている。   The heat-assisted magnetic head element inspection apparatus 1000 according to this embodiment is based on a scanning probe microscope. The heat-assisted magnetic head element inspection apparatus 1000 includes an inspection stage 101, an X stage 106, a Y stage 105, a Z stage 104, and a Y stage mounted on the inspection stage 101. , A vibration unit 122 that vibrates the cantilever 1, a piezoelectric driver 107 that drives the X stage 106, the Y stage 105, the Z stage 104, and the vibration unit 122 with a piezoelectric element (not shown), and a transmission that sends a high-frequency signal to the piezoelectric driver A camera 103 for imaging the row bar 40 mounted on the cantilever 1 and the mounting unit 114, a semiconductor laser element 109 for irradiating the cantilever 1 with a laser beam, and a laser beam reflected by the cantilever 1 Displacement sensor 110 and displacement sensor 11 A differential amplifier 111 that amplifies the output signal of the signal, a DC converter 112 that A / D converts the output signal of the differential amplifier 111, a feedback controller 113 that receives the output signal of the DC converter 112 and generates a feedback signal, and the tip of the cantilever 1 A photodetector 3 for detecting light reflected and scattered by the probe 11 formed in the portion, an illumination system 402, a laser light source 301, a polarization plane holding fiber 302, and a luminescent sample 100 described with reference to FIG. The unit 401 includes a lock-in amplifier (not shown) and a control unit PC 130 that controls the whole.

本実施例に係る発光サンプル100を搭載する熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置1000は、走査型プローブ顕微鏡をベースとしている。発光サンプル100を搭載する熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置1000は、測定キーコンポーネントのカンチレバー1を交換する際、カンチレバー1の個体差による測定感度のばらつきを測定し、補正することと、熱アシスト磁気ヘッド素子の製造工程において、多数の薄膜熱アシスト磁気ヘッド素子が形成されたウェハを加工してスライダ単体(薄膜磁気ヘッドチップ)を切り出す前の工程のローバー40(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素子の発生する近接場光の強度分布を測定することが可能なものである。(通常、多数の薄膜磁気ヘッド素子が形成されたウエハから3cm〜10cm程度の細長いブロック体として切り出されたローバー40は、40個〜90個程度のヘッドスライダ(薄 膜磁気ヘッド素子)が配列された構成となっている。)
Yステージ105の上方にはローバー40と発光サンプル100の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は検査ステージ101のカラムに固定されており、カンチレバー1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、それぞれ図示していない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。
The inspection apparatus 1000 for a thermally assisted magnetic head element on which the luminescent sample 100 according to this embodiment is mounted is based on a scanning probe microscope. When the cantilever 1 of the measurement key component is replaced, the inspection apparatus 1000 for the heat-assisted magnetic head element on which the luminescent sample 100 is mounted measures and corrects variation in measurement sensitivity due to individual differences of the cantilever 1, and heat-assisted magnetism. In the manufacturing process of the head element, the row bar 40 (block in which the head sliders are arranged) in the process before cutting the slider unit (thin film magnetic head chip) by processing a wafer on which a large number of thin film thermally assisted magnetic head elements are formed. In this state, it is possible to measure the intensity distribution of near-field light generated by the thermally-assisted magnetic head element. (Normally, about 40 to 90 head sliders (thin film magnetic head elements) are arranged on the row bar 40 cut out as a long and narrow block of about 3 cm to 10 cm from a wafer on which a large number of thin film magnetic head elements are formed. It has become a configuration.)
Above the Y stage 105, a camera 103 for measuring the amount of positional deviation between the row bar 40 and the luminescent sample 100 is provided. The Z stage 104 is fixed to the column of the inspection stage 101, and moves the cantilever 1 in the Z direction. The X stage 106, the Y stage 105, and the Z stage 104 of the inspection stage 101 are each composed of a piezo stage that is driven by a piezo element (not shown).

ローバー40または発光サンプル100の所定の位置決めが終了すると、ローバー40に対して、制御部PC130から出力する発光及び励磁指令信号を供給し、ローバー40は、載置部114に磁気ヘッド素子の熱アシスト光発光部と書込み磁界発生部から熱アシスト光(近接場光)と磁界発生可能な状態で、Yステージ105に設けた図示していない吸着手段により吸着保持される。また、発光サンプル100に対して、制御部PC130から出力する発光指令信号をレーザ光源301に供給し、レーザ光源301からレーザ光を発生し、偏波保持光ファイバー302と照明系402を通して、発光サンプル100照射し、発光サンプル100は、発光サンプル載置部401に磁気ヘッド素子の熱アシスト光発光部と書込み磁界発生部から近接場光発生可能な状態で図示していない吸着手段により吸着保持される。   When the predetermined positioning of the row bar 40 or the luminescent sample 100 is completed, a light emission and excitation command signal output from the control unit PC 130 is supplied to the row bar 40, and the row bar 40 heats the magnetic head element to the mounting unit 114. In a state where heat assist light (near-field light) and a magnetic field can be generated from the light emitting unit and the writing magnetic field generation unit, they are sucked and held by a suction unit (not shown) provided on the Y stage 105. In addition, a light emission command signal output from the control unit PC 130 is supplied to the laser light source 301 with respect to the light emission sample 100, laser light is generated from the laser light source 301, and the light emission sample 100 is transmitted through the polarization maintaining optical fiber 302 and the illumination system 402. Irradiated, the luminescent sample 100 is adsorbed and held on the luminescent sample mounting unit 401 by an adsorbing means (not shown) in a state in which near-field light can be generated from the heat-assisted light emitting unit and the writing magnetic field generating unit of the magnetic head element.

ピエゾドライバ107は、この検査ステージ101のXステージ106、Yステージ105、Zステージ104をそれぞれ駆動するピエゾ素子(図示せず)を駆動制御するものである。制御部PC130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とロックインアンプで構成されている。図に示すように、検査ステージ101のYステージ105上に載置されたローバー40と発光サンプル載置部401に載置された発光サンプル100の上方の対向する位置には、前記近接場光と磁界との両方を測定できるカンチレバー1が配置されている。カンチレバー1は、その先端部分付近に探針11が形成されており、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、カンチレバー1の先端部の探針11は上下方向(Z方向)に振動される。   The piezo driver 107 drives and controls piezo elements (not shown) that drive the X stage 106, Y stage 105, and Z stage 104 of the inspection stage 101, respectively. The control unit PC 130 includes a control computer and a lock-in amplifier, which are basically composed of a personal computer (PC) including a monitor. As shown in the figure, the near-field light and the row bar 40 placed on the Y stage 105 of the inspection stage 101 and the light emitting sample 100 placed on the light emitting sample placing unit 401 are opposed to each other. A cantilever 1 that can measure both the magnetic field and the magnetic field is arranged. The cantilever 1 has a probe 11 formed in the vicinity of the tip thereof, and is attached to a vibration unit 122 provided on the lower side of the Z stage 104. The excitation unit 122 is composed of a piezo element, and an alternating voltage having a frequency near the mechanical resonance frequency is applied by the excitation voltage from the piezo driver 107, and the probe 11 at the tip of the cantilever 1 is moved in the vertical direction (Z direction). Vibrated.

カンチレバー1の探針11のZ方向の振動は、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とを備えて構成される変位検出部により検出される。この変位検出部においては、半導体レーザ素子109から出射したレーザがカンチレバー1の探針11が形成されている面と反対側の面に照射され、カンチレバー1で反射したレーザは変位センサ110に入射する。   The vibration in the Z direction of the probe 11 of the cantilever 1 is detected by a displacement detection unit including a semiconductor laser element 109 and a displacement sensor 110 composed of a four-split optical detector element. In this displacement detector, the laser emitted from the semiconductor laser element 109 is irradiated on the surface of the cantilever 1 opposite to the surface on which the probe 11 is formed, and the laser reflected by the cantilever 1 enters the displacement sensor 110. .

変位センサ110は、受光面が4つの領域に分割された4分割センサであり、変位センサ110の分割されたそれぞれの受光面に入射したレーザはそれぞれ光電変換されて4つの電気信号として出力される。ここで、変位センサ110は、カンチレバー1が加振部122により振動が加えられていない状態、即ち静止した状態で半導体レーザ素子109からレーザが照射されたときに、カンチレバー1からの反射光が4つに分割された受光面のそれぞれに等しく入射するような位置に設置されている。   The displacement sensor 110 is a four-divided sensor in which the light receiving surface is divided into four regions, and the laser incident on each of the divided light receiving surfaces of the displacement sensor 110 is photoelectrically converted and output as four electric signals. . Here, in the displacement sensor 110, when the laser is irradiated from the semiconductor laser element 109 in a state where the cantilever 1 is not vibrated by the vibration unit 122, that is, in a stationary state, the reflected light from the cantilever 1 is 4 It is installed at a position where it is equally incident on each of the light receiving surfaces divided into two.

差動アンプ111は、変位センサ110から出力される4つの電気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つの電気信号間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1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。   The differential amplifier 111 performs predetermined arithmetic processing on the difference signal of the four electrical signals output from the displacement sensor 110 and outputs the result to the DC converter 112. That is, the differential amplifier 111 outputs a displacement signal corresponding to the difference between the four electrical signals output from the displacement sensor 110 to the DC converter 112. Therefore, in a state where the cantilever 1 is not vibrated by the vibration unit 122, the output from the differential amplifier 111 becomes zero. The DC converter 112 is configured by an RMS-DC converter (Root Mean Squared to Direct Current converter) that converts a displacement signal output from the differential amplifier 111 into an effective DC signal.

差動アンプ111から出力される変位信号は、カンチレバー1の変位に応じた信号であり、カンチレバー1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に出力される。フィードバックコントローラ113は、カンチレバー1の現在の振動の大きさをモニタするための信号として制御部PC130にDCコンバータ112から出力される信号を出力すると共に、カンチレバー1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PC130を通じて、ピエゾドライバ107にDCコンバータ112から出力される信号を出力する。この信号を制御部PC130でモニタし、その値に応じて、ピエゾドライバ107により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1の初期位置を調整するようにしている。   The displacement signal output from the differential amplifier 111 is a signal corresponding to the displacement of the cantilever 1 and is an AC signal because the cantilever 1 vibrates. A signal output from the DC converter 112 is output to the feedback controller 113. The feedback controller 113 outputs a signal output from the DC converter 112 to the control unit PC 130 as a signal for monitoring the current magnitude of the cantilever 1 and adjusts the magnitude of the excitation of the cantilever 1. A signal output from the DC converter 112 is output to the piezo driver 107 through the control unit PC 130 as a control signal for the Z stage 104. This signal is monitored by the control unit PC 130, and the piezo driver 107 controls a piezo element (not shown) that drives the Z stage 104 according to the value, so that the initial position of the cantilever 1 is determined before the measurement is started. I try to adjust it.

書き込磁界を測定する磁気力顕微鏡(Magnetic Force Microscope: MFM)モードで測定を行う際、まずカンチレバー1は、ローバー40に形成された磁気ヘッド素子部の表面から、ヘッド浮上高さHf(探針振動の最下位置と試料表面との距離)に相当する高さにカンチレバー1の磁性膜と貴金属膜を形成した探針11の先端部が位置するように、Zステージ104によって位置決めされる。このヘッド浮上高さHfは、高速に回転する磁気ディスク(図示せず)上に磁気ヘッドを配置したときに磁気ディスクの表面に対して浮上する磁気ヘッドの高さに相当する。カンチレバー1は、ローバー40のヘッドの書込み磁界が発生する面に平行する平面を数μm〜数十μmの範囲内で、加振部122で駆動されて所定の周波数で振動しながらスキャンされる。   When performing measurement in a magnetic force microscope (MFM) mode for measuring a write magnetic field, first, the cantilever 1 is moved from the surface of the magnetic head element portion formed on the row bar 40 to a head flying height Hf (probe). The Z stage 104 is positioned so that the tip of the probe 11 on which the magnetic film and the noble metal film of the cantilever 1 are formed at a height corresponding to the distance between the lowest vibration position and the sample surface. The head flying height Hf corresponds to the height of the magnetic head flying above the surface of the magnetic disk when the magnetic head is placed on a magnetic disk (not shown) that rotates at high speed. The cantilever 1 is scanned by a vibration plane 122 driven by a vibration unit 122 within a range of several μm to several tens of μm in a plane parallel to the surface of the row bar 40 where the write magnetic field is generated.

近接場光を測定する走査型近接場光顕微鏡(Scanning Near−field Optical Microscope:SNOM)モードで熱アシスト磁気ヘッドと発光サンプルが発生する近接場光の測定を行う際、カンチレバー1の走査高さを0〜150nmの範囲で設定する。また、カンチレバーの振動状態をコントロールするために、発信機102から、カンチレバー1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。ピエゾドライバ107は、この発信機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1を所定の周波数で振動させ、測定目的によって、加振部122がカンチレバーの前記所定周波数での振動振幅を変化させられるようにしている。   When measuring near-field light generated by a thermally assisted magnetic head and a luminescent sample in a scanning near-field optical microscope (SNOM) mode for measuring near-field light, the scanning height of the cantilever 1 is measured. Set in the range of 0 to 150 nm. Further, an oscillation signal for exciting the cantilever 1 is supplied from the transmitter 102 to the piezo driver 107 in order to control the vibration state of the cantilever. The piezo driver 107 drives the excitation unit 122 based on the oscillation signal from the transmitter 102 to vibrate the cantilever 1 at a predetermined frequency. Depending on the measurement purpose, the excitation unit 122 causes the cantilever 1 to vibrate at the predetermined frequency. The vibration amplitude can be changed.

また、光電子増倍管(Photomultiplier Tube:PMT)またはフォトダイオード(Photodiode:PD)を備えて構成される光検出器3により検出した光信号は、制御部PC130にあるロックインアンプ(図示せず)に転送され、前記検出光信号をカンチレバー1の所定周波数信号、または所定周波数の整数倍の信号をリファレンス信号として入力しているロックインアンプでカンチレバー1の探針11が試料40の表面の近傍で上下に振動することによる探針11と近接場光との接触による近接場光の散乱光成分と、探針11の側面から反射した近接場光近傍にある他の伝搬光成分のカンチレバー1の周期振動と関係する光成分を検出できるようにしている。   In addition, an optical signal detected by the photodetector 3 including a photomultiplier tube (PMT) or a photodiode (Photodiode: PD) is a lock-in amplifier (not shown) in the control unit PC130. The probe 11 of the cantilever 1 is located in the vicinity of the surface of the sample 40 by a lock-in amplifier in which the detection light signal is input as a predetermined frequency signal of the cantilever 1 or an integer multiple of the predetermined frequency as a reference signal. The period of the cantilever 1 of the scattered light component of the near-field light caused by the contact between the probe 11 and the near-field light by vibrating up and down, and other propagating light components in the vicinity of the near-field light reflected from the side surface of the probe 11. The light component related to vibration can be detected.

図5により、本発明の実施例1に係る発光サンプルが発生する近接場光の測定を説明する。
発光サンプル100には、表面のAu膜1003に近接場光発生用の開口部1004が形成されており、発光サンプル100のSiO2基板1001の側からこの開口部1004に励起光308が照射されると、Au膜1003の表面の開口部1004の極近傍に近接場光502が発生する。カンチレバー1の探針11が発光サンプル100のAu膜1003に形成された開口部1004の発光表面との距離を10nm以下にして(または、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)モードのように試料表面に沿ってスキャンすることにして)、探針11の先端部分12が近接場光502の発光領域内に入って近接場光502と接触することにより、探針11の先端部分12の表面から散乱光503が発生する。光検出器3は探針11の先端部分12の表面から発生した散乱光503を検出し、制御部PC130に検出信号を出力する。
The measurement of near-field light generated by the luminescent sample according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
In the luminescent sample 100, an opening 1004 for generating near-field light is formed in the Au film 1003 on the surface, and when the excitation light 308 is irradiated onto the opening 1004 from the SiO 2 substrate 1001 side of the luminescent sample 100. The near-field light 502 is generated in the vicinity of the opening 1004 on the surface of the Au film 1003. The distance between the probe 11 of the cantilever 1 and the light emitting surface of the opening 1004 formed in the Au film 1003 of the light emitting sample 100 is set to 10 nm or less (or as in the atomic force microscope (AFM) mode). By scanning along the sample surface), the tip portion 12 of the probe 11 enters the light emitting region of the near-field light 502 and comes into contact with the near-field light 502, whereby the surface of the tip portion 12 of the probe 11 Scattered light 503 is generated. The photodetector 3 detects the scattered light 503 generated from the surface of the tip portion 12 of the probe 11 and outputs a detection signal to the control unit PC130.

一方、測定のキーコンポーネントであるカンチレバー1は消耗品なので、定期的に交換する必要がある。カンチレバー1を交換する際、カンチレバー1の個体差による測定のばらつきが発生する。図6はカンチレバー1の探針11の先端部分12の径による測定ばらつきの例として、探針11の先端部分12の径が大きい場合を(a)に、探針11の先端部分12の径が小さい場合を(b)に示す。また、探針11の先端部分12の径のばらつきと検出光量(検出信号のピーク値)の関係を(c)に示す。   On the other hand, since the cantilever 1 which is a key component of measurement is a consumable item, it must be periodically replaced. When the cantilever 1 is replaced, measurement variations due to individual differences in the cantilever 1 occur. FIG. 6 shows, as an example of measurement variation due to the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 of the cantilever 1, when the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 is large (a), the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 is large. The small case is shown in (b). Further, (c) shows the relationship between the variation in the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 and the detected light amount (peak value of the detection signal).

この(c)に示したグラフより、探針11の先端部分12の径が変化すると、検出される光量に差が生じることが判る。すなわち、発光サンプル100の表面における近接場光の発光強度が同じであっても、探針11の先端部分12の径が異なることにより、検出器3で検出される散乱光の強度に差が生じてしまうことになる。従って、カンチレバー1を交換することにより発生するカンチレバー1の個体差による測定のばらつきを抑えるためには、探針11の先端部分12の径の変化による散乱光の強度に差を事前に検出して、これを補正する必要がある。   From the graph shown in (c), it can be seen that when the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 changes, a difference occurs in the amount of light detected. That is, even if the near-field light emission intensity on the surface of the luminescent sample 100 is the same, the difference in the intensity of the scattered light detected by the detector 3 occurs due to the difference in the diameter of the tip portion 12 of the probe 11. It will end up. Therefore, in order to suppress variation in measurement due to individual differences in the cantilever 1 generated by exchanging the cantilever 1, a difference is detected in advance in the intensity of scattered light due to a change in the diameter of the tip portion 12 of the probe 11. It is necessary to correct this.

探針11の先端部分12はカーボンナノファイバの表面に磁性膜とAuの極薄い膜が形成されて作られており、その径はおよそ70nmお20nm程度である。本実施例では、事前にSEM観察により、探針11の先端部分12の径が70nmのカンチレバー1を選出し、この選出したカンチレバー1を標準サンプルとする。そして、この標準サンプルを用いて近接場光の発光が一定である発光サンプル100に対して測定を行い、標準となる探針を用いた場合に探針11の先端部分12からの散乱光を検出器3で検出した検出値を確認し、基準値として記録するようにした。   The tip portion 12 of the probe 11 is made by forming a magnetic film and a very thin film of Au on the surface of the carbon nanofiber, and the diameter is about 70 nm to about 20 nm. In this embodiment, a cantilever 1 having a tip portion 12 of a probe 11 having a diameter of 70 nm is selected in advance by SEM observation, and the selected cantilever 1 is used as a standard sample. Then, measurement is performed on the luminescent sample 100 in which the emission of near-field light is constant using this standard sample, and scattered light from the tip portion 12 of the probe 11 is detected when a standard probe is used. The detection value detected by the device 3 was confirmed and recorded as a reference value.

次に、カンチレバー1を交換した際には、この交換したカンチレバー1で発光サンプル100上の近接場光を発生させた領域を走査し、探針11の先端部分12からの散乱光を検出器3で検出し、先に記憶しておいた標準サンプルを用いて測定したときの検出値(基準値)と比較する。この比較の結果、基準値と異なっていた場合には、基準値と同じになるように、光検出器3のゲイン(例えば、バイアス電圧)を調整して、発光サンプル100上の近接場光を発生させた領域を走査したときの探針11の先端部分12からの散乱光を検出器3で検出したときの検出信号レベルを合せる。   Next, when the cantilever 1 is replaced, the replaced cantilever 1 scans the region where the near-field light is generated on the luminescent sample 100, and the scattered light from the tip portion 12 of the probe 11 is detected by the detector 3. And compare with the detected value (reference value) when measured using the previously stored standard sample. As a result of this comparison, if it is different from the reference value, the gain (for example, bias voltage) of the photodetector 3 is adjusted so as to be the same as the reference value, and the near-field light on the luminescent sample 100 is adjusted. The detection signal level when the scattered light from the tip portion 12 of the probe 11 when the generated region is scanned is detected by the detector 3 is matched.

このようにして、交換したカンチレバー1に対して、発光サンプル100を用い、基準となるカンチレバー1を用いた場合と同じ出力レベルとなるように検出器3のゲインが調整された状態で、Xステージ106を駆動して載置部114に載置されたローバー40をこの交換したカンチレバー1の下に移動させ、この交換したカンチレバー1を用いてローバー40に形成された各素子の熱アシスト光発光部と書込み磁界発生部の検査を行う。   In this way, the X stage is used in the state where the gain of the detector 3 is adjusted to the same output level as in the case of using the luminescent sample 100 for the replaced cantilever 1 and using the reference cantilever 1. 106 is driven to move the row bar 40 placed on the placement unit 114 under the replaced cantilever 1, and the heat-assisted light emitting unit of each element formed on the row bar 40 using the replaced cantilever 1. And inspect the writing magnetic field generator.

図7に、本実施例における検査のフローを示す。
まず、探針11の先端部分12の径が所定の値の基準となるカンチレバー1を選定し(S101)、この基準となるカンチレバー1を加振部122に取り付けて(S102)、Xステージ106を駆動して発光サンプル100に形成した開口部1004をカンチレバー1の探針11の直下に位置させる(S103)。次に、レーザ光源301からレーザを発射して発光サンプル100の開口部1004の近傍に近接場光を発生させた状態で、加振部122で基準となるカンチレバー1を加振しながらYステージ105を駆動して探針11を発光サンプル100の開口部1004近傍の近接場光発生領域を走査させて、探針11の先端部分12から発生した散乱光を光検出器3で検出する(S104)。この検出した値を、基準値として、制御部PC130に記憶する(S105)。
FIG. 7 shows an inspection flow in this embodiment.
First, the cantilever 1 in which the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 is a reference having a predetermined value is selected (S101), the reference cantilever 1 is attached to the vibration unit 122 (S102), and the X stage 106 is moved. The opening 1004 formed in the luminescent sample 100 by driving is positioned immediately below the probe 11 of the cantilever 1 (S103). Next, in a state where near-field light is generated in the vicinity of the opening 1004 of the luminescent sample 100 by emitting a laser from the laser light source 301, the Y stage 105 is vibrated while vibrating the cantilever 1 serving as a reference by the vibration unit 122. Is driven to scan the near-field light generation region in the vicinity of the opening 1004 of the luminescent sample 100, and the scattered light generated from the tip portion 12 of the probe 11 is detected by the photodetector 3 (S104). . This detected value is stored in the control unit PC 130 as a reference value (S105).

次に、カンチレバー1を交換した際について説明する。まず、交換するカンチレバー1を加振部122に取り付けて(S106)、Xステージ106を駆動して発光サンプル100に形成した開口部1004をカンチレバー1の探針11の直下に位置させる(S107)。次に、レーザ光源301からレーザを発射して発光サンプル100の開口部1004の近傍に近接場光を発生させた状態で、加振部122で基準となるカンチレバー1を加振しながらYステージ105を駆動して探針11を発光サンプル100の開口部1004近傍の近接場光発生領域を走査させて、探針11の先端部分12から発生した散乱光を光検出器3で検出する(S108)。この検出した値を、S105で記憶した基準となるカンチレバー1を用いて測定した値と同じ値になるように、光検出器3のゲインを調整する(S109)。   Next, the case where the cantilever 1 is replaced will be described. First, the cantilever 1 to be replaced is attached to the vibration unit 122 (S106), and the X stage 106 is driven to position the opening 1004 formed in the luminescent sample 100 directly below the probe 11 of the cantilever 1 (S107). Next, in a state where near-field light is generated in the vicinity of the opening 1004 of the luminescent sample 100 by emitting a laser from the laser light source 301, the Y stage 105 is vibrated while vibrating the cantilever 1 serving as a reference by the vibration unit 122. Is driven to scan the near-field light generation region in the vicinity of the opening 1004 of the luminescent sample 100, and the scattered light generated from the tip portion 12 of the probe 11 is detected by the photodetector 3 (S108). . The gain of the photodetector 3 is adjusted so that the detected value becomes the same value as the value measured using the reference cantilever 1 stored in S105 (S109).

次に、光検出器3のゲインが調整された状態で、Xステージ106を駆動して発光サンプル100を交換したカンチレバー1の下から移動させ、代わりにローバー40を交換したカンチレバー1の下に位置させてローバー40に形成された素子の検査を行う(S110)。ローバー40の検査については、特許文献1及び3に記載されている方法により行う。   Next, in a state where the gain of the photodetector 3 is adjusted, the X stage 106 is driven and moved from below the cantilever 1 where the luminescent sample 100 is exchanged, and instead the position is below the cantilever 1 where the row bar 40 is exchanged. The element formed on the row bar 40 is inspected (S110). The inspection of the row bar 40 is performed by the methods described in Patent Documents 1 and 3.

本実施例によれば、カンチレバー1を交換する際に、まず発光サンプル100を用いて近接場光を測定して光検出器3の検出値が予め標準サンプルを用いて測定し記憶しておいた基準値と同じになるように光検出器3のゲインを調整し、この交換したカンチレバーに合わせてゲインを調整した光検出器3を用いてローバー40に形成された各素子を検査するようにしたので、交換したカンチレバー1の特性のばらつきによる測定感度のばらつきを小さくすることができる。その結果、近接場光発光領域の寸法のばらつきを精度よく検査することができるようになった。   According to the present embodiment, when the cantilever 1 is replaced, first, the near-field light is measured using the luminescent sample 100, and the detection value of the photodetector 3 is previously measured and stored using the standard sample. The gain of the photodetector 3 is adjusted to be the same as the reference value, and each element formed in the row bar 40 is inspected using the photodetector 3 whose gain is adjusted according to the replaced cantilever. Therefore, variation in measurement sensitivity due to variation in characteristics of the replaced cantilever 1 can be reduced. As a result, it has become possible to accurately inspect the dimensional variation of the near-field light emitting region.

本発明の第2の実施例を、図を用いて説明する。
本発明の実施例2に係る測定方法に利用する発光サンプルを搭載する熱アシスト磁気ヘッド検査装置は、実施例1で説明した発光サンプルを搭載する熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置と基本的には同じ構造を有している。ここでの重複の説明を省略する。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The heat-assisted magnetic head inspection apparatus equipped with the luminescent sample used in the measurement method according to Example 2 of the present invention is basically the same as the heat-assisted magnetic head element inspection apparatus equipped with the luminescent sample described in Example 1. It has a structure. The description of duplication here is omitted.

実施例2において、実施例1と異なる点は、実施例2のカンチレバー交換する際の、探針の径を光検出器3の出力値から、逆推算する点である。   The second embodiment is different from the first embodiment in that the diameter of the probe is reversely estimated from the output value of the photodetector 3 when the cantilever is replaced in the second embodiment.

本実施例においては、複数のカンチレバー1について探針11の先端部分12の径をSEMで測定しておき、このカンチレバー1を用いて発光サンプル100で発生させた近接場光を計測したときの光検出器3の出力を記録し、図8に示すような探針11の先端部分12の径と光検出器3の出力の関係を示す校正曲線を予め作成しておく。次に、カンチレバーを交換したときに、その交換したカンチレバー1を用いて発光サンプル100で発生させた近接場光を計測して光検出器3の出力を求め、先に作成しておいた校正曲線から計測した光検出器3の出力に対応する探針11の先端部分12の径を求める。   In this embodiment, the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 is measured with a SEM for a plurality of cantilevers 1, and the light when the near-field light generated in the luminescent sample 100 is measured using the cantilever 1. The output of the detector 3 is recorded, and a calibration curve showing the relationship between the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 and the output of the photodetector 3 as shown in FIG. Next, when the cantilever is replaced, the near-field light generated in the luminescent sample 100 is measured by using the replaced cantilever 1 to obtain the output of the photodetector 3, and the calibration curve prepared previously The diameter of the tip portion 12 of the probe 11 corresponding to the output of the photodetector 3 measured from is obtained.

この求めた探針11の先端部分12の径の情報を用いることにより、交換したカンチレバー1でローバー40の素子を検査した場合に、素子の近接場光発光領域の寸法を求めることができる。   By using the obtained information on the diameter of the tip portion 12 of the probe 11, when the element of the row bar 40 is inspected with the replaced cantilever 1, the dimension of the near-field light emitting region of the element can be obtained.

図9に、本実施例における検査のフローを示す。
まず、複数のカンチレバー1について、探針11の先端部分12の径をSEMを用いて測定する(S201)、このうちの1つのカンチレバー1を加振部122に取り付けて(S202)、Xステージ106を駆動して発光サンプル100に形成した開口部1004をカンチレバー1の探針11の直下に位置させる(S203)。次に、レーザ光源301からレーザを発射して発光サンプル100の開口部1004の近傍に近接場光を発生させた状態で、加振部122で基準となるカンチレバー1を加振しながらYステージ105を駆動して探針11を発光サンプル100の開口部1004近傍の近接場光発生領域を走査させて、探針11の先端部分12から発生した散乱光を光検出器3で検出する(S204)。この検出した値を、制御部PC130に記憶する(S205)。
FIG. 9 shows an inspection flow in this embodiment.
First, with respect to a plurality of cantilevers 1, the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 is measured using an SEM (S201), and one of these cantilevers 1 is attached to the excitation unit 122 (S202), and the X stage 106 And the opening 1004 formed in the luminescent sample 100 is positioned directly below the probe 11 of the cantilever 1 (S203). Next, in a state where near-field light is generated in the vicinity of the opening 1004 of the luminescent sample 100 by emitting a laser from the laser light source 301, the Y stage 105 is vibrated while vibrating the cantilever 1 serving as a reference by the vibration unit 122. Is driven to scan the near-field light generation region in the vicinity of the opening 1004 of the luminescent sample 100, and the scattered light generated from the tip portion 12 of the probe 11 is detected by the photodetector 3 (S204). . The detected value is stored in the control unit PC 130 (S205).

次に、S202〜S205までを、SEMを用いて先端部分12の径を測定した別のカンチレバー1と交換して少なくとも2回実行する。このようにしてS202〜S205までを少なくとも3回実行した後、図8のグラフに示すような探針11の先端部分12の径と光検出器3の検出値の関係を校正用の基礎データとして作成する(S206)。   Next, S202 to S205 are executed at least twice by exchanging with another cantilever 1 in which the diameter of the tip portion 12 is measured using the SEM. After executing S202 to S205 at least three times in this way, the relationship between the diameter of the tip 12 of the probe 11 and the detection value of the photodetector 3 as shown in the graph of FIG. 8 is used as basic data for calibration. Create (S206).

次に、カンチレバー1を交換した際について説明する。まず、交換するカンチレバー1を加振部122に取り付けて(S207)、Xステージ106を駆動して発光サンプル100に形成した開口部1004をカンチレバー1の探針11の直下に位置させる(S208)。次に、レーザ光源301からレーザを発射して発光サンプル100の開口部1004の近傍に近接場光を発生させた状態で、加振部122でカンチレバー1を加振しながらYステージ105を駆動して探針11を発光サンプル100の開口部1004近傍の近接場光発生領域を走査させて、探針11の先端部分12から発生した散乱光を光検出器3で検出する(S209)。この検出した値を、S206で求めた探針11の先端部分12の径と光検出器3の検出値の関係から現在のカンチレバー1の探針11の先端部分12の径を求める(S210)。   Next, the case where the cantilever 1 is replaced will be described. First, the cantilever 1 to be exchanged is attached to the vibration unit 122 (S207), and the X stage 106 is driven to position the opening 1004 formed in the luminescent sample 100 directly below the probe 11 of the cantilever 1 (S208). Next, the Y stage 105 is driven while the cantilever 1 is vibrated by the vibration unit 122 in a state in which near-field light is generated in the vicinity of the opening 1004 of the luminescent sample 100 by emitting a laser from the laser light source 301. Then, the probe 11 is scanned in the near-field light generation region near the opening 1004 of the luminescent sample 100, and the scattered light generated from the tip portion 12 of the probe 11 is detected by the photodetector 3 (S209). The detected diameter of the tip portion 12 of the probe 11 of the cantilever 1 is obtained from the relationship between the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 obtained in S206 and the detection value of the photodetector 3 (S210).

次に、Xステージ106を駆動して発光サンプル100を交換したカンチレバー1の下から移動させ、代わりにローバー40を交換したカンチレバー1の下に位置させてローバー40に形成された素子の検査を行う(S211)。この時、ローバー40に形成された素子の近接場光発光領域の寸法は、光検出器3の出力信号から求めた近接場光発光領域寸法からS210で求めた探針11の先端部分12の径を差し引くことにより、実際の近接場光発光領域の寸法を求めることができる。なお、ローバー40の検査については、特許文献1及び3に記載されている方法により行う。   Next, the X stage 106 is driven to move the luminescent sample 100 from below the exchanged cantilever 1, and instead, the element formed on the row bar 40 is inspected by placing the row bar 40 below the exchanged cantilever 1. (S211). At this time, the size of the near-field light emission region of the element formed on the row bar 40 is the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 obtained in S210 from the near-field light emission region size obtained from the output signal of the photodetector 3. The actual size of the near-field light emitting region can be obtained by subtracting. In addition, about the test | inspection of the rover 40, it performs by the method described in patent document 1 and 3. FIG.

このように、探針11の先端部分12の径を推定できれば、近接場光の幅を測定する際に、測定幅と探針11の先端部分12の径の差からは実際の光スポットの幅を計算でき、探針径のばらつきにより発生した近接場光幅の測定ばらつきを抑制できる。   Thus, if the diameter of the tip portion 12 of the probe 11 can be estimated, when measuring the width of the near-field light, the width of the actual light spot is determined from the difference between the measurement width and the diameter of the tip portion 12 of the probe 11. And the measurement variation in the near-field light width caused by the variation in the probe diameter can be suppressed.

本発明の第3の実施例を説明する。
本実施例3に係る測定方法を利用する発光サンプルを搭載する熱アシスト磁気ヘッド検査装置は、実施例1で説明した発光サンプルを搭載する熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置と基本的には同じ構造を有しているので、重複の説明を省略する。
A third embodiment of the present invention will be described.
The heat-assisted magnetic head inspection apparatus equipped with the luminescent sample using the measurement method according to the third embodiment has basically the same structure as the heat-assisted magnetic head element inspection apparatus equipped with the luminescent sample described in the first embodiment. Since it has, description of duplication is abbreviate | omitted.

実施例3において、設計情報が既知である発光サンプルに対する測定を行うことにより、装置の測定アルゴリズムを決定することを説明する。   In Example 3, it will be described that the measurement algorithm of the apparatus is determined by performing measurement on a luminescent sample whose design information is known.

実施例3の発明では、発光サンプルは熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発光部と似た構造で設計・製造した。発光サンプルの発光部(開口部)の形状情報は既知であるため、発光サンプルに対する測定結果を用いて、各種熱アシスト磁気ヘッドの測定結果に対する測定アルゴリズムを決定しやすくなることを特徴としている。   In the invention of Example 3, the luminescent sample was designed and manufactured with a structure similar to the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head. Since the shape information of the light emitting part (opening) of the luminescent sample is known, the measurement algorithm for the measurement result of various heat-assisted magnetic heads can be easily determined using the measurement result for the luminescent sample.

図10は、発光サンプル100に形成した開口1004の形状が円型の場合の一例を示している。発光サンプル100は、熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発生用の開口部と同形状(100nm程度円形)に設計し、製造した。実際できたサンプルの近接場光発生用の開口部の寸法はSEMにて測定した。   FIG. 10 shows an example in which the shape of the opening 1004 formed in the luminescent sample 100 is circular. The luminescent sample 100 was designed and manufactured in the same shape as the near-field light generating opening of the thermally-assisted magnetic head (circular about 100 nm). The dimensions of the opening for generating near-field light in the actual sample were measured by SEM.

その結果、(a)に示したように、開口幅90.6nmである。このサンプルに対して、カンチレバー1を用いて測定した結果を、図10(b)に画像を、図10(c)に(b)の画像のA−A断面における信号プロファイルを示す。測定した結果の信号プロファイルから、実際の発光サンプル100の近接場光発光開口部1004のサイズと一致する幅の基準を探す。その結果、測定プロファイルのピークから30%のところが90nmとなることがわかった。ゆえに、このカンチレバー1を用いてローバー40に形成された素子を検査した場合、測定プロファイルのピークから30%のところで幅の測定基準を設定すればよいと考えられる。   As a result, as shown in (a), the opening width is 90.6 nm. FIG. 10B shows an image obtained by measuring the sample using the cantilever 1, and FIG. 10C shows a signal profile in the AA section of the image shown in FIG. 10B. A reference for a width that matches the size of the near-field light emission opening 1004 of the actual light emission sample 100 is searched from the signal profile of the measurement result. As a result, it was found that 30% of the measurement profile peak was 90 nm. Therefore, when the element formed on the row bar 40 is inspected using the cantilever 1, it is considered that the width measurement standard should be set at 30% from the peak of the measurement profile.

カンチレバー1が消耗して別なカンチレバー1に取り換えたときには、同様に発光サンプル100に形成した開口1004を測定して、得られた測定プロファイルから発光サンプルの近接場光発光開口部のサイズと一致する幅の基準を探して、この取り換えたカンチレバーで検査するときの測定基準とすればよい。   When the cantilever 1 is consumed and replaced with another cantilever 1, the opening 1004 formed in the luminescent sample 100 is similarly measured, and the obtained measurement profile matches the size of the near-field light emitting opening of the luminescent sample. Find the width standard and use it as the measurement standard when inspecting with this replaced cantilever.

その他の形状開口についても、上記と同じ方法で事前に発光サンプルの測定を行うことで、測定アルゴリズム、即ち幅の測定基準の設定を行うことができる。   With respect to the other shape openings, the measurement algorithm, that is, the width measurement standard can be set by measuring the luminescent sample in advance by the same method as described above.

このように、本発明では、上記発光サンプルは熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発光部と似た構造で設計・製造した。発光部の形状情報は既知であるため、発光サンプルに対する測定結果を用いて、各種熱アシスト磁気ヘッドの測定結果に対する測定アルゴリズムを決定しやすくなる。   Thus, in the present invention, the light-emitting sample is designed and manufactured with a structure similar to the near-field light-emitting portion of the thermally-assisted magnetic head. Since the shape information of the light emitting unit is known, it becomes easy to determine the measurement algorithm for the measurement results of various heat-assisted magnetic heads using the measurement results of the light emitting sample.

なお、上記実施例においては、磁気ヘッド素子をローバーの状態で検査することについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、磁気ヘッド素子をローバーから1個ずつ切り出したスライダの状態でも、実施例1又は実施例2又は実施例3で説明した熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置で測定可能である。   In the above embodiment, the magnetic head element is inspected in the state of the row bar. However, the present invention is not limited to this. For example, a slider in which the magnetic head elements are cut out from the row bar one by one. Even in this state, it can be measured by the heat-assisted magnetic head element inspection apparatus described in the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment.

また、上記の実施例においては、ガラス基板上にできた発光サンプルを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、事前に確認ができた安定的な発光ができる熱アシスト磁気ヘッド素子を発光サンプルの代替品としても、実施例1又は実施例2又は実施例3で説明した発光サンプルを搭載する熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置で測定可能である。   In the above embodiment, the light emitting sample formed on the glass substrate has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the heat assist capable of performing stable light emission that can be confirmed in advance. Even if the magnetic head element is used as a substitute for the luminescent sample, it can be measured by the heat-assisted magnetic head element inspection apparatus equipped with the luminescent sample described in the first, second, or third embodiment.

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。   As mentioned above, although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. Yes.

1・・・カンチレバー 11・・・カンチレバー先端探針 3・・・光検出器
40・・・ローバー 101・・・測定ステージ 102・・・発信機 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・・・半導体レーザ素子 100・・・発光サンプル 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 122・・・加振部 130・・・制御部PC 301・・・レーザ光源 302・・・偏波保持ファイバ 303・・・コリメータレンズ 304・・・十字動ステージ 305・・・集光レンズ 306・・・偏光ビームスプリッタ 307・・・レンズ固定パイプ 401・・・発光サンプル載置部 402・・・照明系 1004・・・近接場光発光の開口部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cantilever 11 ... Cantilever tip probe 3 ... Photodetector
40 ... Rover 101 ... Measurement stage 102 ... Transmitter 103 ... Camera 104 ... Z stage 105 ... Y stage 106 ... X stage 107 ... Piezo driver 109 ... Semiconductor laser device 100 ... Luminescent sample 110 ... Displacement sensor 111 ... Differential amplifier 112 ... DC converter 113 ... Feedback controller 114 ... Mounting part 122 ... Excitation part 130- ..Control unit PC 301 ... Laser light source 302 ... Polarization maintaining fiber 303 ... Collimator lens 304 ... Cross motion stage 305 ... Condensing lens 306 ... Polarizing beam splitter 307 ... Lens fixing pipe 401... Luminescence sample placement section 402... Illumination system 1004. Opening.

Claims (12)

熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査するカンチレバーと、
前記カンチレバー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変位検出系と、
前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査する前記カンチレバーからの散乱光を検出する光検出器と、
前記変位検出部からの出力信号と前記光検出器からの出力信号を受けて信号を処理する信号処理部と
全体を制御する制御部と
を備えた熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置であって、
更に、前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生する近接場光とほぼ同じ近接場光を発生させる近接場光発生サンプルを載置する載置部と、
レーザを発射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から発射されたレーザを前記載置部に載置された前記近接場光発生サンプルに照射して前記近接場光発生サンプルから前記近接場光を発生させるレーザ照射光学系と、
前記近接場光発生サンプルを載置する載置部と前記レーザ照射光学系とを載置して前記近接場光発生サンプルを前記カンチレバーの直下と前記カンチレバーから離れた場所との間を移動させるテーブル部と
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。
A cantilever that scans the surface of the thermally-assisted magnetic head element in a state in which near-field light is generated from the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head element;
A displacement detection system for irradiating the cantilever with light and detecting reflected light from the cantilever;
A photodetector for detecting scattered light from the cantilever that scans the surface of the thermally-assisted magnetic head element;
A heat-assisted magnetic head element inspection apparatus comprising: a signal processing unit that receives an output signal from the displacement detection unit and an output signal from the photodetector; and a control unit that controls the whole,
Furthermore, a mounting unit for mounting a near-field light generating sample that generates near-field light that is substantially the same as the near-field light generated from the near-field light emitting unit of the thermally-assisted magnetic head element;
A laser light source for emitting a laser;
A laser irradiation optical system that irradiates the near-field light generation sample placed on the mounting portion with a laser emitted from the laser light source and generates the near-field light from the near-field light generation sample;
A table on which the mounting section for mounting the near-field light generating sample and the laser irradiation optical system are mounted to move the near-field light generating sample between a position directly below the cantilever and a location away from the cantilever. And a thermally assisted magnetic head element inspection apparatus.
請求項1記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置であって、前記制御部は、前記レーザ照射光学系で前記載置部に載置された前記近接場光発生サンプルに前記レーザ光源から発射されたレーザを照射した状態で前記カンチレバーを作動させて前記光検出器で検出した信号に基づいて、前記光検出器のゲインを調整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装置。   2. The inspection apparatus for a heat-assisted magnetic head element according to claim 1, wherein the control unit is emitted from the laser light source onto the near-field light generating sample placed on the placement unit in the laser irradiation optical system. An apparatus for inspecting a thermally assisted magnetic head element, wherein the gain of the photodetector is adjusted based on a signal detected by the photodetector by operating the cantilever in a state where the laser is irradiated. 請求項2記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置であって、前記制御部は、前記ゲインを調整した光検出器の出力を受けて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の前記近接場光の発光領域の長さのばらつきを管理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装置。   3. The thermal assist magnetic head element inspection apparatus according to claim 2, wherein the control unit receives an output of the photodetector having the gain adjusted and receives an output region of the near-field light of the thermal assist magnetic head element. An inspection apparatus for a thermally assisted magnetic head element, characterized by managing variations in length. 請求項1記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置であって、前記制御部は、前記レーザ照射光学系で前記載置部に載置された前記近接場光発生サンプルに前記レーザ光源から発射されたレーザを照射して前記近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記カンチレバーを作動させて前記光検出器で検出した信号から、予め求めておいたカンチレバーの探針の径と前記光検出器の出力との関係に基づいて前記カンチレバーの探針の径を算出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装置。   2. The inspection apparatus for a heat-assisted magnetic head element according to claim 1, wherein the control unit is emitted from the laser light source onto the near-field light generating sample placed on the placement unit in the laser irradiation optical system. The diameter of the cantilever probe obtained in advance from the signal detected by the photodetector by operating the cantilever while irradiating the laser and generating near-field light from the near-field light emitting unit. An inspection apparatus for a heat-assisted magnetic head element, wherein the diameter of the probe of the cantilever is calculated based on a relationship with the output of the photodetector. 請求項4記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置であって、前記制御部は、前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記カンチレバーで走査したときに前記光検出器で検出した信号から前記近接場光の発光領域に関連する寸法を検出し、前記検出した前記近接場光の発光領域に関連する寸法から前記算出した前記カンチレバーの探針の径の値を差し引いた値を前記近接場光の発光領域の長さと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装置。   5. The inspection apparatus for a thermally assisted magnetic head element according to claim 4, wherein the control unit generates near-field light from a near-field light emitting unit of the thermally-assisted magnetic head element. A dimension related to the light emission region of the near-field light is detected from a signal detected by the photodetector when the surface of the cantilever is scanned with the cantilever, and the dimension related to the detected light emission region of the near-field light is An inspection apparatus for a heat-assisted magnetic head element, wherein a value obtained by subtracting the calculated value of the diameter of the probe of the cantilever is used as the length of the light emitting region of the near-field light. 請求項1記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置であって、前記制御部は、前記近接場光発生サンプルに形成された前記近接場光発光部の寸法情報を用いて、前記レーザ照射光学系で前記載置部に載置された前記近接場光発生サンプルに前記レーザ光源から発射されたレーザを照射して前記近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記カンチレバーを作動させて前記光検出器で検出した信号の波形から前記カンチレバーの探針の径を求める測定基準を設定し、前記設定した基準に基づいて前記熱アシスト磁気ヘッドの近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記カンチレバーで走査したときに前記光検出器で検出した信号から前記近接場光の発光領域の長さを求める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. The inspection apparatus for a heat-assisted magnetic head element according to claim 1, wherein the control unit uses the dimensional information of the near-field light emitting unit formed on the near-field light generating sample, and uses the laser irradiation optical system. And irradiating the near-field light generating sample placed on the placement part with a laser emitted from the laser light source to generate near-field light from the near-field light emitting part and operating the cantilever. The measurement standard for determining the diameter of the probe of the cantilever from the waveform of the signal detected by the photodetector is set, and near-field light is emitted from the near-field light emitting unit of the thermally-assisted magnetic head based on the set reference. The length of the light emitting region of the near-field light is obtained from a signal detected by the photodetector when the surface of the heat-assisted magnetic head element is scanned with the cantilever in the generated state. Inspection device of the thermally assisted magnetic head element that. 熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態でカンチレバーで前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査し、
前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査している前記カンチレバーに光を照射して前記カンチレバーからの反射光を検出し、
前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を走査する前記カンチレバーからの散乱光を光検出器で検出し、
前記カンチレバーからの反射光を検出した信号と前記光検出器からの出力信号を受けて信号を処理して熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法であって、
予め、前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生する近接場光とほぼ同じ近接場光を発生させる近接場光発生サンプルにレーザ光源から発射されたレーザを照射して前記近接場光発生サンプルから前記近接場光を発生させた状態で前記近接場光発生サンプルの表面を前記カンチレバーで走査して前記カンチレバーの探針からの散乱光を前記光検出器で検出して得た信号の情報を用いて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熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
Scanning the surface of the thermally-assisted magnetic head element with a cantilever in the state in which near-field light is generated from the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head element,
Irradiating the cantilever scanning the surface of the thermally-assisted magnetic head element with light to detect reflected light from the cantilever;
Detecting scattered light from the cantilever that scans the surface of the thermally-assisted magnetic head element with a photodetector,
A method for inspecting a thermally assisted magnetic head element that receives a signal detected from reflected light from the cantilever and an output signal from the photodetector and processes the signal to inspect the thermally assisted magnetic head element,
The near-field light is irradiated by irradiating a laser emitted from a laser light source to a near-field light generating sample that generates near-field light substantially the same as the near-field light generated from the near-field light emitting unit of the thermally-assisted magnetic head element in advance. A signal obtained by scanning the surface of the near-field light generating sample with the cantilever while the near-field light is generated from the generated sample and detecting the scattered light from the probe of the cantilever with the photodetector. A method for inspecting a heat-assisted magnetic head element, wherein the heat-assisted magnetic head element is inspected using information.
請求項7記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法であって、前記近接場光発生サンプルの表面を前記カンチレバーで走査して前記カンチレバーの探針からの散乱光を前記光検出器で検出して得た信号の情報を用いて、前記散乱光を検出した信号のレベルが予め設定したレベルとなるように前記光検出器のゲインを調整し、このゲインを調整した光検出器を用いて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熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。   8. The inspection method for a thermally assisted magnetic head element according to claim 7, wherein the surface of the near-field light generating sample is scanned with the cantilever, and scattered light from the probe of the cantilever is detected with the photodetector. Using the obtained signal information, the gain of the photodetector is adjusted so that the level of the signal from which the scattered light is detected becomes a preset level, and the thermal detector is used to adjust the gain. A method for inspecting a thermally-assisted magnetic head element, comprising: inspecting an assist magnetic head element. 請求項8記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法であって、前記ゲインを調整した光検出器の出力を受けて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の前記近接場光の発光領域の長さのばらつきを管理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。   9. The method for inspecting a thermally assisted magnetic head element according to claim 8, wherein a variation in length of a light emitting region of the near field light of the thermally assisted magnetic head element is received by receiving an output of a photodetector having the gain adjusted. A method for inspecting a thermally-assisted magnetic head element, characterized by comprising: 請求項7記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法であって、前記レーザ照射光学系で前記載置部に載置された前記近接場光発生サンプルに前記レーザ光源から発射されたレーザを照射して前記近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記カンチレバーを作動させて前記光検出器で検出した信号から、予め求めておいたカンチレバーの探針の径と前記光検出器の出力との関係に基づいて前記カンチレバーの探針の径を算出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。   8. The inspection method for a heat-assisted magnetic head element according to claim 7, wherein the laser emitted from the laser light source is irradiated onto the near-field light generating sample placed on the placement unit by the laser irradiation optical system. From the signal detected by the photodetector by operating the cantilever in the state where near-field light is generated from the near-field light emitting unit, the diameter of the probe of the cantilever previously obtained and the light detector A method for inspecting a thermally-assisted magnetic head element, wherein the diameter of the probe of the cantilever is calculated based on a relationship with an output. 請求項10記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法であって、前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記カンチレバーで走査したときに前記光検出器で検出した信号から前記近接場光の発光領域に関連する寸法を検出し、前記検出した前記近接場光の発光領域に関連する寸法から前記算出した前記カンチレバーの探針の径の値を差し引いた値を前記近接場光の発光領域の長さと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。   11. The inspection method for a thermally assisted magnetic head element according to claim 10, wherein the surface of the thermally assisted magnetic head element is formed on the surface of the thermally assisted magnetic head element in a state where near field light is generated from a near field light emitting portion of the thermally assisted magnetic head element. The size related to the light emission region of the near-field light is detected from the signal detected by the light detector when scanning with the above, and the size of the cantilever calculated from the size related to the light emission region of the detected near-field light is detected. A method for inspecting a thermally-assisted magnetic head element, characterized in that a value obtained by subtracting a value of a probe diameter is used as a length of the light emitting region of the near-field light. 請求項7記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法であって、前記近接場光発生サンプルに形成された前記近接場光発光部の寸法情報を用いて、前記レーザ照射光学系で前記載置部に載置された前記近接場光発生サンプルに前記レーザ光源から発射されたレーザを照射して前記近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記カンチレバーを作動させて前記光検出器で検出した信号の波形から前記カンチレバーの探針の径を求める測定基準を設定し、前記設定した基準に基づいて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記カンチレバーで走査したときに前記光検出器で検出した信号から前記近接場光の発光領域の長さを求め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。   8. The inspection method for a thermally-assisted magnetic head element according to claim 7, wherein the laser irradiation optical system uses the dimensional information of the near-field light emitting part formed on the near-field light generating sample. The photodetector is operated by operating the cantilever in a state in which the near-field light generation unit is irradiated with the laser emitted from the laser light source and the near-field light emitting unit generates near-field light. A measurement standard for obtaining the diameter of the probe of the cantilever from the waveform of the signal detected in step 1, is set, and near-field light is generated from the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head element based on the set reference And determining the length of the light emitting region of the near-field light from the signal detected by the photodetector when the surface of the thermally-assisted magnetic head element is scanned with the cantilever. Inspection method DOO magnetic head element.
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