JP3637295B2 - 磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法 - Google Patents
磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ヘッドの検査を行うための磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ヘッドを検査するに際には、磁気力顕微鏡（Magnetic Force Microsocpe; MFM）がよく利用される。例えば、特開平６−３４９０２７号公報は、薄膜磁気ヘッドのウェハ検査工程において、ウェハ上に複数の薄膜磁気ヘッドが形成されている状態で、媒体と当該薄膜磁気ヘッドのヘッドギャップとが接する面に溝を設け、この溝に磁気力顕微鏡の探針を挿入し、上記ヘッドギャップ面の形状及び上記薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性を検査する方法を開示している。
【０００３】
MFMとは、走査プローブ顕微鏡（Scanning Probe Microscope; SPM）の一種であり、磁性体もしくは非磁性体に磁性体を付着させた先鋭な探針（MFM探針）と被測定試料から生じる磁界との力学的相互作用を検出する装置である。分解能は、測定方式や探針形状にもよるが、数十nmと非常に高く、サブミクロンオーダーの磁気特性評価に非常に有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、MFM探針はカンチレバーといわれる板バネによって支えられており、MFM探針の質量とカンチレバーのバネ定数によって決まる機械的共振周波数を有する。したがって、通常モードのMFM測定では機械的共振周波数（一般的数十kHz〜数百kHz）よりも高い周波数の応答を測定することはできない。
【０００５】
上述の特開平６−３４９０２７号公報による検査方法においても、高周波電流を記録ヘッドに印加して上記MFM測定を行うが、測定されるMFM信号からは上記制限のため所望の応答を得ることはできず、高周波成分はDC信号に含まれた状態となっている。また、測定されるMFM信号のDC成分は、ヘッドの他からの寄与、例えばヘッド磁極から発生しているDC磁界によるMFM相互作用も含んでいる。そのような測定条件では、磁気ヘッドから生じている真の磁界分布を測定することはできない。言い換えれば、厳密な磁気ヘッドの検査は困難である。
【０００６】
また、MFM測定を行う場合、MFM探針を変更した際にティップバリエーション（tip variation）によって測定値にばらつきが生じるという問題がある（被測定試料である磁気ヘッドが同じでも異なる場合がある）。これは、MFM探針先端の磁性体の状態（形状、膜厚、コンタミネーションなど）がMFM探針によって少しずつ異なっていること、MFM探針を支えているカンチレバーの変位を測定する光学系アライメントのばらつき、カンチレバー背面に付着しており上記光学系アライメントで必要な金属薄膜の反射率の違いによる検出感度のばらつきなどによる。
【０００７】
以上を考えると、大量の磁気ヘッドを検査する工程では、ティップバリエーションの影響を補償する必要があるが、上述した文献にはそのような問題を解決する方法は述べられていない。
【０００８】
このように、従来は、真の高周波磁界を測定することができず、得られた測定データはティップバリエーションにより測定ばらつきが生じるという問題があった。
【０００９】
また、従来、磁気ヘッドの電磁変換測定を行うにあたっては、例えばスピンスタンドを用いて測定が行われている。この場合、磁気ヘッドをHGA（Head gimbals assembly）の状態で測定する必要がある。すなわち、不良品となるものも含めてHGAの状態で測定しているため、歩留まりの向上に限界があるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、ティップバリエーションによる測定ばらつきを低減するとともに、歩留まりを向上させることのできる磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁気ヘッド検査装置は、記録用磁気ヘッドの磁界発生部分における諸特性を検査するための磁気ヘッド検査装置であって、前記記録用磁気ヘッドの近傍に一定の強度及び周波数の磁界を外部から印加し、検査する磁界強度や周波数の校正を行うための校正用磁界発生源と、前記校正用磁界発生源によって磁界が印加される前記記録用磁気ヘッドの巻き線に対し、所定の搬送波周波数と変調周波数とで振幅変調された振幅変調電流を印加する電流印加手段と、前記電流印加手段からの振幅変調電流の印加によって前記記録用磁気ヘッドに生じる高周波磁界を測定する磁気ヘッド測定装置とを具備し、前記校正用磁界発生源を用いて測定される測定信号を規格化することによって測定ばらつきをなくすための校正処理を行った後に、前記諸特性の検査のための測定を前記電流印加手段及び前記磁気ヘッド測定装置を用いて行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る磁気ヘッド検査方法は、記録用磁気ヘッドの磁界発生部分における諸特性を検査するための磁気ヘッド検査方法であって、検査する磁界強度や周波数の校正を行うための校正用磁界発生源を用いて、前記記録用磁気ヘッドの近傍に一定の強度及び周波数の磁界を印加するステップと、前記校正用磁界発生源によって磁界が印加される前記記録用磁気ヘッドの巻き線に対し、所定の搬送波周波数と変調周波数とで振幅変調された振幅変調電流を電流印加手段により印加するステップと、前記電流印加手段からの振幅変調電流の印加によって前記記録用磁気ヘッドに生じる高周波磁界を測定するステップと、前記校正用磁界発生源を用いて測定される測定信号を規格化することによって測定ばらつきをなくすための校正処理を行うステップと、前記校正処理を行った後に、前記諸特性の検査のための測定を前記電流印加手段及び前記磁気ヘッド測定装置を用いて行うステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１〜第４の実施形態に係る磁気ヘッド検査装置の要部を示すブロック図である。
【００１５】
磁気ヘッド検査装置１０は、被検査試料としての磁気ヘッド１１を検査するための磁気ヘッド測定装置１２、磁気ヘッド測定装置１２に対して用意された交換用磁性体探針１３、及び磁気ヘッド１１の測定ばらつきを校正するための校正用磁界発生源１４を有する。
【００１６】
磁気ヘッド１１は、ウェハもしくはロー・バー（row bar）の形態で供給され、磁気ヘッド検査装置１０に備えられる固定用冶具により固定される。なお、ロー・バーとは、磁気ヘッド製造工程においてウェハからスライダに加工する過程で当該ウェハを短冊状に切断したものをいう。また、上記磁気ヘッド１１は、HGAの状態でも測定可能である。
【００１７】
磁気ヘッド測定装置１２には、走査プローブ顕微鏡（Scanning Probe Microsocpe; SPM）の一形態である高周波磁気力顕微鏡（High-Frequency Magnetic Force Microscope; HF-MFM）が組み込まれている。通常のMFMとの違いとしては、カンチレバーの機械的共振周波数以上の周波数応答を測定できる点にある。このようなHF-MFMを採用することにより、真の高周波磁界分布に対応した測定を行うことができ、磁気ヘッドを精度よく検査することができる。なお、HF-MFMは、R. Proksch and P. Neilson, S. Austvold and J. J. Schmidt, Applied Physics Letters 74 (1999) 1308. (Digital Instruments et.al.)や、特願2000-82590号（現時点では未公開）に示される技術を用いて構築することができる。
【００１８】
上記磁気ヘッド測定装置１２は、磁気ヘッド１１に振幅変調電流を印加することができる。もちろん、振幅変調電流だけでなく、他の信号も印加できるようになっている。また、磁気ヘッド測定装置１２は、磁気ヘッド１１の特性を測定し得られたデータを保存・解析することができる。
【００１９】
磁気ヘッド測定装置１２には、磁気ヘッド１１を高分解能に測定するために、磁性体もしくは非磁性体に磁性体を付着させた磁性体探針が組み込まれており、その探針を交換するために上記交換用磁性体探針１３が使用され、必要に応じて交換が行われる。
【００２０】
交換用磁性探針１３は、手動と自動のどちらの方法で交換してもよい。また、交換用磁性探針１３は、磁気ヘッド検査装置１０内に保存することもできるが、保存せず必要時に調達して交換するようにしてもよい。
【００２１】
校正用磁界発生源１４は、磁気ヘッド１１に対し、一定の強度及び周波数の磁界を発生させる。この校正用磁界発生源１４は、均一な磁界を発生できるものならばどのような形態のものでもよいが、MFMで測定できる平坦さが必要であり、走査範囲が限られる（例えば５０μｍ角以内）。また、校正用磁界発生源１４は、交流電流と直流電流のいずれかを流すことにより、それぞれ交流磁界と直流磁界のいずれかを磁気ヘッド１１に印加してもよいが、印加した電流に対する実際の磁界の大きさを見積もることができるものであることが望ましい。具体的な磁界発生源としては、SiもしくはSiO2、シリコンナイトライドなどの一般的な基板上に作成したマイクロコイルや微細なワイヤや、磁気ヘッドが挙げられる。
【００２２】
なお、磁気ヘッド測定装置１２及び校正用磁界発生源１４に大きい電流を流した場合、信号線が焼ききれるおそれがあるので、印加する電流の電流密度は１０-8A/cm2以下であることが望ましい。
【００２３】
図２は、上記磁気ヘッド検査装置１０の構成をより詳細に示す図である。
【００２４】
磁気ヘッド検査装置１０は、前述の交換用磁性体探針１３や校正用磁界発生源１４のほか、磁気ヘッド測定装置１２の構成要素として、探針１０１、カンチレバー１０２、圧電素子１０３、信号発生器１０４、信号発生器１０６、電流値モニタ１０７、走査用圧電素子１０８、変位検出計１０９、位相検出器１１０、同期検波器１１１、振幅／直流電圧変換回路（ＲＭＳ−ＤＣ回路）１１２、フィードバック回路１１３を有しており、またコンピュータ１１４も備えられる。
【００２５】
探針１０１は、磁性体もしくは非磁性体に磁性体を付着させて磁化された交換可能なMFM探針である。
【００２６】
カンチレバー１０２は、探針１０１を支えるものである。
【００２７】
圧電素子１０３は、カンチレバー１０２を支え、探針１０１とは反対側に取り付けてあり、探針１０１及びカンチレバー１０２を振動させる。
【００２８】
信号発生器１０４は、圧電素子１０３に信号（共振周波数：ωｒ）を印加する。
【００２９】
信号発生器１０６は、搬送波周波数ωｒと変調周波数ωｍとで振幅変調された振幅変調電流を発生するＡＭ信号発生器のほか、直流電流を発生する直流信号発生器、ならびに直流と交流を加算した電流を発生する信号発生器を含んでおり、磁気ヘッド１１に電流を印加して磁界を発生させる。
【００３０】
電流値モニタ１０７は、磁気ヘッド１１に流れる電流を測定する。
【００３１】
走査用圧電素子１０８は、探針１０１と磁気ヘッド１１との３次元の相対位置を定める。
【００３２】
変位検出計１０９は、カンチレバー１０２の変位を検出する。
【００３３】
位相検出器１１０は、信号発生器１０４の出力と変位検出計１０９の出力との位相差を出力する。
【００３４】
同期検波器１１１は、位相検出器１１０から出力された信号のうち、上記ＡＭ信号発生器の変調成分に同期した成分を検波する。
【００３５】
振幅／直流電圧変換回路（ＲＭＳ−ＤＣ回路）１１２は、変位検出計１０９の出力の実効値（root mean square）を出力する。
【００３６】
フィードバック回路１１３は、振幅／直流電圧変換回路１１２の出力があらかじめ設定しておいた値になるように（探針−試料間距離が一定となるように）、走査用圧電素子１０８を制御する。
【００３７】
コンピュータ１１４は、同期検波器１１１の出力から得られる高周波磁界の情報とフィードバック回路１１３の出力から得られる表面形状の情報を記録・保存し、装置１０全体の制御や各種パラメータの監視を行う。また、このコンピュータ１１４は、解析項目の選択処理を行い、選択した解析項目に対応するデータを解析・評価したり、磁気ヘッド１１の合否を判定したりすることが可能である。
【００３８】
図２に示した磁気ヘッド検査装置１０における磁気ヘッド測定は、基本的には次のような手順で行う。
【００３９】
まず、磁気ヘッド１１に振幅変調（搬送波周波数ωｃ、変調周波数（ωｍ）された電流を印加する。
【００４０】
探針１０１を磁気ヘッド１１に近づけると、探針−試料間相互作用によって磁気ヘッド１１に生じた高周波（ωｃ）磁界成分が低周波（ωｍ）の相互作用成分に変換される。
【００４１】
このとき、探針１０１を支えているカンチレバー１０２の共振周波数ωｒと変調周波数ωｍをωｍ<<ωｒなる条件にし、圧電素子１０３と外部信号を用いてカンチレバー１０２を機械的共振周波数（ωｒ）で場の強度に関係なくほぼ一定の振幅を保ちながら、カンチレバー振動の位相変化（位相シフト）もしくは周波数変化（周波数シフト、T. R. Albrecht, P. Gru¨tter, D. Horne, and D. Rugar, Journal of Applied Physics, 69 (1991) 668.）に含まれる変調周波数（ωｍ）に同期した成分を測定する。これにより、高い分解能の高周波磁界を安定して測定できる。
【００４２】
このようにHF-MFM技術を応用することにより、真の高周波磁界を測定できることが可能となる。また、装置内部にティップバリエーションを補償する校正用磁界発生源を組み込んであるため、測定ばらつきの問題を改善することが可能となる。また、スピンスタンドを用いずに、ロー・バーの状態で電磁変換特性を測定できるため、歩留まりを向上させることが可能となる。
【００４３】
図３は、校正用磁界発生源が環状の導体である場合の例を説明するための図である。図示の校正用磁界発生源１４ａは、環状の導体である。形成された円の半径がｒで、円の中心から点Ｐまでの距離がｚである場合、導体に電流Ｉが流れているときの点Ｐでの磁界の強さは、Ｈ＝Ｉｒ2／｛２（ｒ２＋ｚ２）3/2｝ （ＡＴ／ｍ）となる。
【００４４】
なお、図３では校正用磁界発生源が環状である場合を例示したが、もちろん他の形状として、例えば線状を採用してもよい。
【００４５】
図４は、ある解析項目の解析・評価においてMSMイメージ（Magnetoresistive Sensitive Mapping Image）を取得するための一構成例を示す図である。なお、MSMについては、Magnetoresistive Sensitive Mapping（G. A. Gibson and S. Schultz IEEE Trans. Magn. 28, 2310 (1992).）を参照されたい。
【００４６】
図示のように、信号発生器１０４から圧電素子１０３に信号を印加した状態で、磁気ヘッドの再生素子１１に直流電流印加源１１５によって流される直流電流を差動増幅器からなる電圧測定回路１１６を通じて取り出し、この取り出された信号と信号発生器１０４の信号とをロックインアンプ１１７にてロックイン処理して、MSMイメージを取得することができる。
【００４７】
MSMイメージは、例えば図５に示すような画像やグラフの形で取得される。図５中の（Ａ）は磁気ヘッドを上方からみた高周波磁界の２次元画像であり、図５中の（Ｂ）はそのラインプロファイルを示す。
【００４８】
次に、図６を参照して、第１の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明する。
【００４９】
まず、試料である磁気ヘッド１１を磁気ヘッド検査装置１０にセットし（ステップＳ１０１）、磁気ヘッド測定装置１２が磁気ヘッド１１を検査する解析項目を選択する（ステップＳ１０２）。解析項目としては、高周波磁界分布や局所的な高周波磁界強度の見積りだけでなく、高周波漏れ磁界、水平磁界成分の再構成計算、各種電磁変換特性の予想なども用意されており、各々を任意に選択できる。
【００５０】
次に、磁気ヘッドに搬送波周波数ωｃ、変調周波数ωｍの振幅変調電流を印加し（ステップＳ１０３）、高周波磁気力顕微鏡で高周波磁界を測定する（ステップＳ１０４）。なお、ここでは高周波磁界を測定するだけでなく、表面形状も測定してもよい。これにより、表面形状に対応した磁界発生位置を確認することができる。
【００５１】
そして、高周波磁界の測定で得られたデータを解析・評価し（ステップＳ１０５）、その結果に基づいて合否判定を行う（ステップＳ１０６）。合格である場合には合格処理を行い（ステップＳ１０７）、不合格である場合には不合格処理を行う（ステップＳ１０８）。
【００５２】
最後に、測定を終了するか否かの確認を行い（ステップＳ１０９）、測定を終了しない場合は上記の各ステップを繰り返し、測定を終了する場合は当該磁気ヘッド検査を終了する。
【００５３】
この第１の実施形態によれば、HGAに組み込む以前の状態で磁気ヘッドの検査を行うことができるため、HGA歩留まりの大幅な改善が可能となる。
【００５４】
次に、図７を参照して、第２の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明する。
【００５５】
この第２の実施形態は、前述の第１の実施形態（図６）では得られない特性、例えば再生部の形状や感度評価、飽和磁界現象などを得るための処理を含んでいる。
【００５６】
まず、試料である磁気ヘッド１１を磁気ヘッド検査装置１０にセットし（ステップＳ２０１）、磁気ヘッド測定装置１２が磁気ヘッド１１を検査する解析項目を選択する（ステップＳ２０２）。解析項目としては、高周波磁界分布や局所的な高周波磁界強度の見積りだけでなく、高周波漏れ磁界、水平磁界成分の再構成計算、各種電磁変換特性の予想なども用意されており、各々を任意に選択できる。
【００５７】
次に、磁気ヘッドに搬送波周波数ωｃ、変調周波数ωｍの振幅変調電流を印加し（ステップＳ２０３）、高周波磁気力顕微鏡で高周波磁界を測定する（ステップＳ２０４）。なお、ここでは高周波磁界を測定するだけでなく、表面形状も測定してもよい。これにより、表面形状に対応した磁界発生位置を確認することができる。
【００５８】
そして、高周波磁界の測定で得られたデータを解析・評価する（ステップＳ２０５）。また、上記高周波磁界の測定以外についても評価を行うか否かを判別する（ステップＳ２０６）。
【００５９】
高周波磁界の測定以外についても評価を行う場合は、評価・解析手法を選択し（ステップＳ２０７）、選択した手法により評価を実施する（ステップＳ２０８）。なお、評価・解析手法としては、高周波磁界だけでは得られない磁気ヘッド特性、例えばMagnetoresistive Sensitive Mapping（G. A. Gibson and S. Schultz IEEE Trans. Magn. 28, 2310 (1992).）による再生部の形状もしくは感度の測定や、記録部の飽和現象の解析などが挙げられる。
【００６０】
次に、上記解析・評価の結果に基づいて合否判定を行う（ステップＳ２０９）。合格である場合には合格処理を行い（ステップＳ２１０）、不合格である場合には不合格処理を行う（ステップＳ２１１）。
【００６１】
最後に、測定を終了するか否かの確認を行い（ステップＳ２１２）、測定を終了しない場合は上記の各ステップを繰り返し、測定を終了する場合は当該磁気ヘッド検査を終了する。
【００６２】
この第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態で得られる効果に加え、再生ヘッドや磁気飽和特性も含めた総合的な評価を行うことができるという効果がある。
【００６３】
次に、図８を参照して、第３の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明する。
【００６４】
ところで、測定を繰り返し行うとMFM探針の劣化によって所定の検査結果が得られない場合がある。具体的には、分解能の悪化や測定信号のS/Nの低下などが上げられる。ここでいう劣化とは、測定中における物理的に探針先端が先鋭でなくなること、磁性膜を付着するような探針では磁性膜がはがれてしまうこと、探針の着磁がうまく行かないこと等を含む。そのような場合、MFM探針を新しく変更する必要がある。こうした事情を考慮し、この第３の実施形態は、MFM探針を交換する処理を含んでいる。
【００６５】
まず、磁気ヘッド測定装置１２に搭載されている探針を交換する必要がある否かを判別する（ステップＳ３０１）。もし交換の必要があれば、探針を交換する（ステップＳ３０２）。なお、探針の交換は、手動と自動のどちらで行ってもよい。また、交換用の探針は、磁気ヘッド検査装置１０内に保存することもできるし、保存せず必要時に調達するようにしてもよい。
【００６６】
次に、試料である磁気ヘッド１１を磁気ヘッド検査装置１０にセットし（ステップＳ３０３）、磁気ヘッド測定装置１２が磁気ヘッド１１を検査する解析項目を選択する（ステップＳ３０４）。解析項目としては、高周波磁界分布や局所的な高周波磁界強度の見積りだけでなく、高周波漏れ磁界、水平磁界成分の再構成計算、各種電磁変換特性の予想なども用意されており、各々を任意に選択できる。
【００６７】
次に、磁気ヘッドに搬送波周波数ωｃ、変調周波数ωｍの振幅変調電流を印加し（ステップＳ３０５）、高周波磁気力顕微鏡で高周波磁界を測定する（ステップＳ３０６）。なお、ここでは高周波磁界を測定するだけでなく、表面形状も測定してもよい。これにより、表面形状に対応した磁界発生位置を確認することができる。
【００６８】
そして、高周波磁界の測定で得られたデータを解析・評価する（ステップＳ３０７）。また、上記高周波磁界の測定以外についても評価を行うか否かを判別する（ステップＳ３０８）。
【００６９】
高周波磁界の測定以外についても評価を行う場合は、評価・解析手法を選択し（ステップＳ３０９）、選択した手法により評価を実施する（ステップＳ３１０）。なお、評価・解析手法としては、高周波磁界だけでは得られない磁気ヘッド特性、例えばMagnetoresistive Sensitive Mapping（G. A. Gibson and S. Schultz IEEE Trans. Magn. 28, 2310 (1992).）による再生部の形状もしくは感度の測定や、記録部の飽和現象の解析などが挙げられる。
【００７０】
次に、上記解析・評価の結果に基づいて合否判定を行う（ステップＳ３１１）。合格である場合には合格処理を行い（ステップＳ３１２）、不合格である場合には不合格処理を行う（ステップＳ３１３）。
【００７１】
最後に、測定を終了するか否かの確認を行い（ステップＳ３１４）、測定を終了しない場合は上記の各ステップを繰り返し、測定を終了する場合は当該磁気ヘッド検査を終了する。
【００７２】
この第３の実施形態によれば、前述の第２の実施形態で得られる効果に加え、探針を交換することができるので、測定の繰り返しによる探針の劣化を回避できるという効果がある。
【００７３】
次に、図９を参照して、第４の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明する。
【００７４】
ところで、前述の第３の実施形態（図８）に示したように探針を交換しながら測定する場合、探針を交換する前後の実験結果が異なる場合がある（被測定試料である磁気ヘッドが同じでも異なる場合がある）。その結果、大量の磁気ヘッドを検査工程では、所定の検査を適切に行うことができないことがあり得る。これは、探針先端の磁性体の状態（形状、膜厚、コンタミネーションなど）が探針によって少しずつ異なっていること、探針を支えているカンチレバーの変位を測定する光学系アライメントのばらつき、カンチレバー背面に付着しており上記光学系アライメントで必要な金属薄膜の反射率の違いによる検出感度のばらつきなどによる。このようなばらつきが、ティップバリエーションと呼ばれるものである。
【００７５】
ティップバリエーションを補償するためには、その探針の感度を校正し、得られる測定信号を規格化する必要がある。そこで、この第４の実施形態は、感度校正を行いながら、大量の磁気ヘッドを検査する処理を含んでいる。
【００７６】
まず、磁気ヘッド測定装置１２に搭載されている探針を交換する必要がある否かを判別する（ステップＳ４０１）。もし交換の必要があれば、探針を交換する（ステップＳ４０２）。なお、探針の交換は、手動と自動のどちらで行ってもよい。また、交換用の探針は、磁気ヘッド検査装置１０内に保存することもできるし、保存せず必要時に調達するようにしてもよい。
【００７７】
次に、試料である磁気ヘッド１１を磁気ヘッド検査装置１０にセットする（ステップＳ４０３）。
【００７８】
ここで、ティップバリエーションによる測定ばらつきをなくすための校正を実行するか否かを判別する（ステップＳ４０４）。当該測定ばらつきをなくすための校正を行う必要がある場合は、校正処理を行う（ステップＳ４０５）。
【００７９】
次に、磁気ヘッド測定装置１２が磁気ヘッド１１を検査する解析項目を選択する（ステップＳ４０６）。解析項目としては、高周波磁界分布や局所的な高周波磁界強度の見積りだけでなく、高周波漏れ磁界、水平磁界成分の再構成計算、各種電磁変換特性の予想なども用意されており、各々を任意に選択できる。
【００８０】
次に、磁気ヘッドに搬送波周波数ωｃ、変調周波数ωｍの振幅変調電流を印加し（ステップＳ４０７）、高周波磁気力顕微鏡で高周波磁界を測定する（ステップＳ４０８）。なお、ここでは高周波磁界を測定するだけでなく、表面形状も測定してもよい。これにより、表面形状に対応した磁界発生位置を確認することができる。
【００８１】
そして、高周波磁界の測定で得られたデータを解析・評価する（ステップＳ４０９）。また、上記高周波磁界の測定以外についても評価を行うか否かを判別する（ステップＳ４１０）。
【００８２】
高周波磁界の測定以外についても評価を行う場合は、評価・解析手法を選択し（ステップＳ４１１）、選択した手法により評価を実施する（ステップＳ４１２）。なお、評価・解析手法としては、高周波磁界だけでは得られない磁気ヘッド特性、例えばMagnetoresistive Sensitive Mapping（G. A. Gibson and S. Schultz IEEE Trans. Magn. 28, 2310 (1992).）による再生部の形状もしくは感度の測定や、記録部の飽和現象の解析などが挙げられる。
【００８３】
次に、上記解析・評価の結果に基づいて合否判定を行う（ステップＳ４１３）。合格である場合には合格処理を行い（ステップＳ４１４）、不合格である場合には不合格処理を行う（ステップＳ４１５）。
【００８４】
最後に、測定を終了するか否かの確認を行い（ステップＳ４１６）、測定を終了しない場合は上記の各ステップを繰り返し、測定を終了する場合は当該磁気ヘッド検査を終了する。
【００８５】
この第４の実施形態によれば、前述の第３の実施形態で得られる効果に加え、ティップバリエーションの影響を低減して測定を行うことができるという効果がある。
【００８６】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。
【００８７】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ティップバリエーションによる測定ばらつきを低減するとともに、歩留まりを向上させることのできる磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１〜第４の実施形態に係る磁気ヘッド検査装置の要部を示すブロック図。
【図２】上記磁気ヘッド検査装置の構成をより詳細に示す図。
【図３】校正用磁界発生源が環状の導体である場合の例を説明するための図。
【図４】ある解析項目の解析・評価においてMSMイメージを取得するための一構成例を示す図。
【図５】磁気ヘッドを上方からみた高周波磁界の２次元画像及びそのラインプロファイルを示す図。
【図６】第１の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明するためのフローチャート。
【図７】第２の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明するためのフローチャート。
【図８】第３の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明するためのフローチャート。
【図９】第４の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１０…磁気ヘッド検査装置
１１…磁気ヘッド
１２…磁気ヘッド測定装置
１３…交換用磁性体探針
１４…校正用磁界発生源
１０１…探針
１０２…カンチレバー
１０３…圧電素子
１０４…信号発生器
１０６…信号発生器
１０７…電流値モニタ
１０８…走査用圧電素子
１０９…変位検出計
１１０…位相検出器
１１１…同期検波器
１１２…振幅／直流電圧変換回路
１１３…フィードバック回路
１１４…コンピュータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ヘッドの検査を行うための磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ヘッドを検査するに際には、磁気力顕微鏡（Magnetic Force Microsocpe; MFM）がよく利用される。例えば、特開平６−３４９０２７号公報は、薄膜磁気ヘッドのウェハ検査工程において、ウェハ上に複数の薄膜磁気ヘッドが形成されている状態で、媒体と当該薄膜磁気ヘッドのヘッドギャップとが接する面に溝を設け、この溝に磁気力顕微鏡の探針を挿入し、上記ヘッドギャップ面の形状及び上記薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性を検査する方法を開示している。
【０００３】
MFMとは、走査プローブ顕微鏡（Scanning Probe Microscope; SPM）の一種であり、磁性体もしくは非磁性体に磁性体を付着させた先鋭な探針（MFM探針）と被測定試料から生じる磁界との力学的相互作用を検出する装置である。分解能は、測定方式や探針形状にもよるが、数十nmと非常に高く、サブミクロンオーダーの磁気特性評価に非常に有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、MFM探針はカンチレバーといわれる板バネによって支えられており、MFM探針の質量とカンチレバーのバネ定数によって決まる機械的共振周波数を有する。したがって、通常モードのMFM測定では機械的共振周波数（一般的数十kHz〜数百kHz）よりも高い周波数の応答を測定することはできない。
【０００５】
上述の特開平６−３４９０２７号公報による検査方法においても、高周波電流を記録ヘッドに印加して上記MFM測定を行うが、測定されるMFM信号からは上記制限のため所望の応答を得ることはできず、高周波成分はDC信号に含まれた状態となっている。また、測定されるMFM信号のDC成分は、ヘッドの他からの寄与、例えばヘッド磁極から発生しているDC磁界によるMFM相互作用も含んでいる。そのような測定条件では、磁気ヘッドから生じている真の磁界分布を測定することはできない。言い換えれば、厳密な磁気ヘッドの検査は困難である。
【０００６】
また、MFM測定を行う場合、MFM探針を変更した際にティップバリエーション（tip variation）によって測定値にばらつきが生じるという問題がある（被測定試料である磁気ヘッドが同じでも異なる場合がある）。これは、MFM探針先端の磁性体の状態（形状、膜厚、コンタミネーションなど）がMFM探針によって少しずつ異なっていること、MFM探針を支えているカンチレバーの変位を測定する光学系アライメントのばらつき、カンチレバー背面に付着しており上記光学系アライメントで必要な金属薄膜の反射率の違いによる検出感度のばらつきなどによる。
【０００７】
以上を考えると、大量の磁気ヘッドを検査する工程では、ティップバリエーションの影響を補償する必要があるが、上述した文献にはそのような問題を解決する方法は述べられていない。
【０００８】
このように、従来は、真の高周波磁界を測定することができず、得られた測定データはティップバリエーションにより測定ばらつきが生じるという問題があった。
【０００９】
また、従来、磁気ヘッドの電磁変換測定を行うにあたっては、例えばスピンスタンドを用いて測定が行われている。この場合、磁気ヘッドをHGA（Head gimbals assembly）の状態で測定する必要がある。すなわち、不良品となるものも含めてHGAの状態で測定しているため、歩留まりの向上に限界があるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、ティップバリエーションによる測定ばらつきを低減するとともに、歩留まりを向上させることのできる磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁気ヘッド検査装置は、記録用磁気ヘッドの磁界発生部分における諸特性を検査するための磁気ヘッド検査装置であって、前記記録用磁気ヘッドの近傍に一定の強度及び周波数の磁界を外部から印加し、検査する磁界強度や周波数の校正を行うための校正用磁界発生源と、前記校正用磁界発生源によって磁界が印加される前記記録用磁気ヘッドの巻き線に対し、所定の搬送波周波数と変調周波数とで振幅変調された振幅変調電流を印加する電流印加手段と、前記電流印加手段からの振幅変調電流の印加によって前記記録用磁気ヘッドに生じる高周波磁界を測定する磁気ヘッド測定装置とを具備し、前記校正用磁界発生源を用いて測定される測定信号を規格化することによって測定ばらつきをなくすための校正処理を行った後に、前記諸特性の検査のための測定を前記電流印加手段及び前記磁気ヘッド測定装置を用いて行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る磁気ヘッド検査方法は、記録用磁気ヘッドの磁界発生部分における諸特性を検査するための磁気ヘッド検査方法であって、検査する磁界強度や周波数の校正を行うための校正用磁界発生源を用いて、前記記録用磁気ヘッドの近傍に一定の強度及び周波数の磁界を印加するステップと、前記校正用磁界発生源によって磁界が印加される前記記録用磁気ヘッドの巻き線に対し、所定の搬送波周波数と変調周波数とで振幅変調された振幅変調電流を電流印加手段により印加するステップと、前記電流印加手段からの振幅変調電流の印加によって前記記録用磁気ヘッドに生じる高周波磁界を測定するステップと、前記校正用磁界発生源を用いて測定される測定信号を規格化することによって測定ばらつきをなくすための校正処理を行うステップと、前記校正処理を行った後に、前記諸特性の検査のための測定を前記電流印加手段及び前記磁気ヘッド測定装置を用いて行うステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１〜第４の実施形態に係る磁気ヘッド検査装置の要部を示すブロック図である。
【００１５】
磁気ヘッド検査装置１０は、被検査試料としての磁気ヘッド１１を検査するための磁気ヘッド測定装置１２、磁気ヘッド測定装置１２に対して用意された交換用磁性体探針１３、及び磁気ヘッド１１の測定ばらつきを校正するための校正用磁界発生源１４を有する。
【００１６】
磁気ヘッド１１は、ウェハもしくはロー・バー（row bar）の形態で供給され、磁気ヘッド検査装置１０に備えられる固定用冶具により固定される。なお、ロー・バーとは、磁気ヘッド製造工程においてウェハからスライダに加工する過程で当該ウェハを短冊状に切断したものをいう。また、上記磁気ヘッド１１は、HGAの状態でも測定可能である。
【００１７】
磁気ヘッド測定装置１２には、走査プローブ顕微鏡（Scanning Probe Microsocpe; SPM）の一形態である高周波磁気力顕微鏡（High-Frequency Magnetic Force Microscope; HF-MFM）が組み込まれている。通常のMFMとの違いとしては、カンチレバーの機械的共振周波数以上の周波数応答を測定できる点にある。このようなHF-MFMを採用することにより、真の高周波磁界分布に対応した測定を行うことができ、磁気ヘッドを精度よく検査することができる。なお、HF-MFMは、R. Proksch and P. Neilson, S. Austvold and J. J. Schmidt, Applied Physics Letters 74 (1999) 1308. (Digital Instruments et.al.)や、特願2000-82590号（現時点では未公開）に示される技術を用いて構築することができる。
【００１８】
上記磁気ヘッド測定装置１２は、磁気ヘッド１１に振幅変調電流を印加することができる。もちろん、振幅変調電流だけでなく、他の信号も印加できるようになっている。また、磁気ヘッド測定装置１２は、磁気ヘッド１１の特性を測定し得られたデータを保存・解析することができる。
【００１９】
磁気ヘッド測定装置１２には、磁気ヘッド１１を高分解能に測定するために、磁性体もしくは非磁性体に磁性体を付着させた磁性体探針が組み込まれており、その探針を交換するために上記交換用磁性体探針１３が使用され、必要に応じて交換が行われる。
【００２０】
交換用磁性探針１３は、手動と自動のどちらの方法で交換してもよい。また、交換用磁性探針１３は、磁気ヘッド検査装置１０内に保存することもできるが、保存せず必要時に調達して交換するようにしてもよい。
【００２１】
校正用磁界発生源１４は、磁気ヘッド１１に対し、一定の強度及び周波数の磁界を発生させる。この校正用磁界発生源１４は、均一な磁界を発生できるものならばどのような形態のものでもよいが、MFMで測定できる平坦さが必要であり、走査範囲が限られる（例えば５０μｍ角以内）。また、校正用磁界発生源１４は、交流電流と直流電流のいずれかを流すことにより、それぞれ交流磁界と直流磁界のいずれかを磁気ヘッド１１に印加してもよいが、印加した電流に対する実際の磁界の大きさを見積もることができるものであることが望ましい。具体的な磁界発生源としては、SiもしくはSiO2、シリコンナイトライドなどの一般的な基板上に作成したマイクロコイルや微細なワイヤや、磁気ヘッドが挙げられる。
【００２２】
なお、磁気ヘッド測定装置１２及び校正用磁界発生源１４に大きい電流を流した場合、信号線が焼ききれるおそれがあるので、印加する電流の電流密度は１０-8A/cm2以下であることが望ましい。
【００２３】
図２は、上記磁気ヘッド検査装置１０の構成をより詳細に示す図である。
【００２４】
磁気ヘッド検査装置１０は、前述の交換用磁性体探針１３や校正用磁界発生源１４のほか、磁気ヘッド測定装置１２の構成要素として、探針１０１、カンチレバー１０２、圧電素子１０３、信号発生器１０４、信号発生器１０６、電流値モニタ１０７、走査用圧電素子１０８、変位検出計１０９、位相検出器１１０、同期検波器１１１、振幅／直流電圧変換回路（ＲＭＳ−ＤＣ回路）１１２、フィードバック回路１１３を有しており、またコンピュータ１１４も備えられる。
【００２５】
探針１０１は、磁性体もしくは非磁性体に磁性体を付着させて磁化された交換可能なMFM探針である。
【００２６】
カンチレバー１０２は、探針１０１を支えるものである。
【００２７】
圧電素子１０３は、カンチレバー１０２を支え、探針１０１とは反対側に取り付けてあり、探針１０１及びカンチレバー１０２を振動させる。
【００２８】
信号発生器１０４は、圧電素子１０３に信号（共振周波数：ωｒ）を印加する。
【００２９】
信号発生器１０６は、搬送波周波数ωｒと変調周波数ωｍとで振幅変調された振幅変調電流を発生するＡＭ信号発生器のほか、直流電流を発生する直流信号発生器、ならびに直流と交流を加算した電流を発生する信号発生器を含んでおり、磁気ヘッド１１に電流を印加して磁界を発生させる。
【００３０】
電流値モニタ１０７は、磁気ヘッド１１に流れる電流を測定する。
【００３１】
走査用圧電素子１０８は、探針１０１と磁気ヘッド１１との３次元の相対位置を定める。
【００３２】
変位検出計１０９は、カンチレバー１０２の変位を検出する。
【００３３】
位相検出器１１０は、信号発生器１０４の出力と変位検出計１０９の出力との位相差を出力する。
【００３４】
同期検波器１１１は、位相検出器１１０から出力された信号のうち、上記ＡＭ信号発生器の変調成分に同期した成分を検波する。
【００３５】
振幅／直流電圧変換回路（ＲＭＳ−ＤＣ回路）１１２は、変位検出計１０９の出力の実効値（root mean square）を出力する。
【００３６】
フィードバック回路１１３は、振幅／直流電圧変換回路１１２の出力があらかじめ設定しておいた値になるように（探針−試料間距離が一定となるように）、走査用圧電素子１０８を制御する。
【００３７】
コンピュータ１１４は、同期検波器１１１の出力から得られる高周波磁界の情報とフィードバック回路１１３の出力から得られる表面形状の情報を記録・保存し、装置１０全体の制御や各種パラメータの監視を行う。また、このコンピュータ１１４は、解析項目の選択処理を行い、選択した解析項目に対応するデータを解析・評価したり、磁気ヘッド１１の合否を判定したりすることが可能である。
【００３８】
図２に示した磁気ヘッド検査装置１０における磁気ヘッド測定は、基本的には次のような手順で行う。
【００３９】
まず、磁気ヘッド１１に振幅変調（搬送波周波数ωｃ、変調周波数（ωｍ）された電流を印加する。
【００４０】
探針１０１を磁気ヘッド１１に近づけると、探針−試料間相互作用によって磁気ヘッド１１に生じた高周波（ωｃ）磁界成分が低周波（ωｍ）の相互作用成分に変換される。
【００４１】
このとき、探針１０１を支えているカンチレバー１０２の共振周波数ωｒと変調周波数ωｍをωｍ<<ωｒなる条件にし、圧電素子１０３と外部信号を用いてカンチレバー１０２を機械的共振周波数（ωｒ）で場の強度に関係なくほぼ一定の振幅を保ちながら、カンチレバー振動の位相変化（位相シフト）もしくは周波数変化（周波数シフト、T. R. Albrecht, P. Gru¨tter, D. Horne, and D. Rugar, Journal of Applied Physics, 69 (1991) 668.）に含まれる変調周波数（ωｍ）に同期した成分を測定する。これにより、高い分解能の高周波磁界を安定して測定できる。
【００４２】
このようにHF-MFM技術を応用することにより、真の高周波磁界を測定できることが可能となる。また、装置内部にティップバリエーションを補償する校正用磁界発生源を組み込んであるため、測定ばらつきの問題を改善することが可能となる。また、スピンスタンドを用いずに、ロー・バーの状態で電磁変換特性を測定できるため、歩留まりを向上させることが可能となる。
【００４３】
図３は、校正用磁界発生源が環状の導体である場合の例を説明するための図である。図示の校正用磁界発生源１４ａは、環状の導体である。形成された円の半径がｒで、円の中心から点Ｐまでの距離がｚである場合、導体に電流Ｉが流れているときの点Ｐでの磁界の強さは、Ｈ＝Ｉｒ2／｛２（ｒ２＋ｚ２）3/2｝ （ＡＴ／ｍ）となる。
【００４４】
なお、図３では校正用磁界発生源が環状である場合を例示したが、もちろん他の形状として、例えば線状を採用してもよい。
【００４５】
図４は、ある解析項目の解析・評価においてMSMイメージ（Magnetoresistive Sensitive Mapping Image）を取得するための一構成例を示す図である。なお、MSMについては、Magnetoresistive Sensitive Mapping（G. A. Gibson and S. Schultz IEEE Trans. Magn. 28, 2310 (1992).）を参照されたい。
【００４６】
図示のように、信号発生器１０４から圧電素子１０３に信号を印加した状態で、磁気ヘッドの再生素子１１に直流電流印加源１１５によって流される直流電流を差動増幅器からなる電圧測定回路１１６を通じて取り出し、この取り出された信号と信号発生器１０４の信号とをロックインアンプ１１７にてロックイン処理して、MSMイメージを取得することができる。
【００４７】
MSMイメージは、例えば図５に示すような画像やグラフの形で取得される。図５中の（Ａ）は磁気ヘッドを上方からみた高周波磁界の２次元画像であり、図５中の（Ｂ）はそのラインプロファイルを示す。
【００４８】
次に、図６を参照して、第１の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明する。
【００４９】
まず、試料である磁気ヘッド１１を磁気ヘッド検査装置１０にセットし（ステップＳ１０１）、磁気ヘッド測定装置１２が磁気ヘッド１１を検査する解析項目を選択する（ステップＳ１０２）。解析項目としては、高周波磁界分布や局所的な高周波磁界強度の見積りだけでなく、高周波漏れ磁界、水平磁界成分の再構成計算、各種電磁変換特性の予想なども用意されており、各々を任意に選択できる。
【００５０】
次に、磁気ヘッドに搬送波周波数ωｃ、変調周波数ωｍの振幅変調電流を印加し（ステップＳ１０３）、高周波磁気力顕微鏡で高周波磁界を測定する（ステップＳ１０４）。なお、ここでは高周波磁界を測定するだけでなく、表面形状も測定してもよい。これにより、表面形状に対応した磁界発生位置を確認することができる。
【００５１】
そして、高周波磁界の測定で得られたデータを解析・評価し（ステップＳ１０５）、その結果に基づいて合否判定を行う（ステップＳ１０６）。合格である場合には合格処理を行い（ステップＳ１０７）、不合格である場合には不合格処理を行う（ステップＳ１０８）。
【００５２】
最後に、測定を終了するか否かの確認を行い（ステップＳ１０９）、測定を終了しない場合は上記の各ステップを繰り返し、測定を終了する場合は当該磁気ヘッド検査を終了する。
【００５３】
この第１の実施形態によれば、HGAに組み込む以前の状態で磁気ヘッドの検査を行うことができるため、HGA歩留まりの大幅な改善が可能となる。
【００５４】
次に、図７を参照して、第２の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明する。
【００５５】
この第２の実施形態は、前述の第１の実施形態（図６）では得られない特性、例えば再生部の形状や感度評価、飽和磁界現象などを得るための処理を含んでいる。
【００５６】
まず、試料である磁気ヘッド１１を磁気ヘッド検査装置１０にセットし（ステップＳ２０１）、磁気ヘッド測定装置１２が磁気ヘッド１１を検査する解析項目を選択する（ステップＳ２０２）。解析項目としては、高周波磁界分布や局所的な高周波磁界強度の見積りだけでなく、高周波漏れ磁界、水平磁界成分の再構成計算、各種電磁変換特性の予想なども用意されており、各々を任意に選択できる。
【００５７】
次に、磁気ヘッドに搬送波周波数ωｃ、変調周波数ωｍの振幅変調電流を印加し（ステップＳ２０３）、高周波磁気力顕微鏡で高周波磁界を測定する（ステップＳ２０４）。なお、ここでは高周波磁界を測定するだけでなく、表面形状も測定してもよい。これにより、表面形状に対応した磁界発生位置を確認することができる。
【００５８】
そして、高周波磁界の測定で得られたデータを解析・評価する（ステップＳ２０５）。また、上記高周波磁界の測定以外についても評価を行うか否かを判別する（ステップＳ２０６）。
【００５９】
高周波磁界の測定以外についても評価を行う場合は、評価・解析手法を選択し（ステップＳ２０７）、選択した手法により評価を実施する（ステップＳ２０８）。なお、評価・解析手法としては、高周波磁界だけでは得られない磁気ヘッド特性、例えばMagnetoresistive Sensitive Mapping（G. A. Gibson and S. Schultz IEEE Trans. Magn. 28, 2310 (1992).）による再生部の形状もしくは感度の測定や、記録部の飽和現象の解析などが挙げられる。
【００６０】
次に、上記解析・評価の結果に基づいて合否判定を行う（ステップＳ２０９）。合格である場合には合格処理を行い（ステップＳ２１０）、不合格である場合には不合格処理を行う（ステップＳ２１１）。
【００６１】
最後に、測定を終了するか否かの確認を行い（ステップＳ２１２）、測定を終了しない場合は上記の各ステップを繰り返し、測定を終了する場合は当該磁気ヘッド検査を終了する。
【００６２】
この第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態で得られる効果に加え、再生ヘッドや磁気飽和特性も含めた総合的な評価を行うことができるという効果がある。
【００６３】
次に、図８を参照して、第３の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明する。
【００６４】
ところで、測定を繰り返し行うとMFM探針の劣化によって所定の検査結果が得られない場合がある。具体的には、分解能の悪化や測定信号のS/Nの低下などが上げられる。ここでいう劣化とは、測定中における物理的に探針先端が先鋭でなくなること、磁性膜を付着するような探針では磁性膜がはがれてしまうこと、探針の着磁がうまく行かないこと等を含む。そのような場合、MFM探針を新しく変更する必要がある。こうした事情を考慮し、この第３の実施形態は、MFM探針を交換する処理を含んでいる。
【００６５】
まず、磁気ヘッド測定装置１２に搭載されている探針を交換する必要がある否かを判別する（ステップＳ３０１）。もし交換の必要があれば、探針を交換する（ステップＳ３０２）。なお、探針の交換は、手動と自動のどちらで行ってもよい。また、交換用の探針は、磁気ヘッド検査装置１０内に保存することもできるし、保存せず必要時に調達するようにしてもよい。
【００６６】
次に、試料である磁気ヘッド１１を磁気ヘッド検査装置１０にセットし（ステップＳ３０３）、磁気ヘッド測定装置１２が磁気ヘッド１１を検査する解析項目を選択する（ステップＳ３０４）。解析項目としては、高周波磁界分布や局所的な高周波磁界強度の見積りだけでなく、高周波漏れ磁界、水平磁界成分の再構成計算、各種電磁変換特性の予想なども用意されており、各々を任意に選択できる。
【００６７】
次に、磁気ヘッドに搬送波周波数ωｃ、変調周波数ωｍの振幅変調電流を印加し（ステップＳ３０５）、高周波磁気力顕微鏡で高周波磁界を測定する（ステップＳ３０６）。なお、ここでは高周波磁界を測定するだけでなく、表面形状も測定してもよい。これにより、表面形状に対応した磁界発生位置を確認することができる。
【００６８】
そして、高周波磁界の測定で得られたデータを解析・評価する（ステップＳ３０７）。また、上記高周波磁界の測定以外についても評価を行うか否かを判別する（ステップＳ３０８）。
【００６９】
高周波磁界の測定以外についても評価を行う場合は、評価・解析手法を選択し（ステップＳ３０９）、選択した手法により評価を実施する（ステップＳ３１０）。なお、評価・解析手法としては、高周波磁界だけでは得られない磁気ヘッド特性、例えばMagnetoresistive Sensitive Mapping（G. A. Gibson and S. Schultz IEEE Trans. Magn. 28, 2310 (1992).）による再生部の形状もしくは感度の測定や、記録部の飽和現象の解析などが挙げられる。
【００７０】
次に、上記解析・評価の結果に基づいて合否判定を行う（ステップＳ３１１）。合格である場合には合格処理を行い（ステップＳ３１２）、不合格である場合には不合格処理を行う（ステップＳ３１３）。
【００７１】
最後に、測定を終了するか否かの確認を行い（ステップＳ３１４）、測定を終了しない場合は上記の各ステップを繰り返し、測定を終了する場合は当該磁気ヘッド検査を終了する。
【００７２】
この第３の実施形態によれば、前述の第２の実施形態で得られる効果に加え、探針を交換することができるので、測定の繰り返しによる探針の劣化を回避できるという効果がある。
【００７３】
次に、図９を参照して、第４の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明する。
【００７４】
ところで、前述の第３の実施形態（図８）に示したように探針を交換しながら測定する場合、探針を交換する前後の実験結果が異なる場合がある（被測定試料である磁気ヘッドが同じでも異なる場合がある）。その結果、大量の磁気ヘッドを検査工程では、所定の検査を適切に行うことができないことがあり得る。これは、探針先端の磁性体の状態（形状、膜厚、コンタミネーションなど）が探針によって少しずつ異なっていること、探針を支えているカンチレバーの変位を測定する光学系アライメントのばらつき、カンチレバー背面に付着しており上記光学系アライメントで必要な金属薄膜の反射率の違いによる検出感度のばらつきなどによる。このようなばらつきが、ティップバリエーションと呼ばれるものである。
【００７５】
ティップバリエーションを補償するためには、その探針の感度を校正し、得られる測定信号を規格化する必要がある。そこで、この第４の実施形態は、感度校正を行いながら、大量の磁気ヘッドを検査する処理を含んでいる。
【００７６】
まず、磁気ヘッド測定装置１２に搭載されている探針を交換する必要がある否かを判別する（ステップＳ４０１）。もし交換の必要があれば、探針を交換する（ステップＳ４０２）。なお、探針の交換は、手動と自動のどちらで行ってもよい。また、交換用の探針は、磁気ヘッド検査装置１０内に保存することもできるし、保存せず必要時に調達するようにしてもよい。
【００７７】
次に、試料である磁気ヘッド１１を磁気ヘッド検査装置１０にセットする（ステップＳ４０３）。
【００７８】
ここで、ティップバリエーションによる測定ばらつきをなくすための校正を実行するか否かを判別する（ステップＳ４０４）。当該測定ばらつきをなくすための校正を行う必要がある場合は、校正処理を行う（ステップＳ４０５）。
【００７９】
次に、磁気ヘッド測定装置１２が磁気ヘッド１１を検査する解析項目を選択する（ステップＳ４０６）。解析項目としては、高周波磁界分布や局所的な高周波磁界強度の見積りだけでなく、高周波漏れ磁界、水平磁界成分の再構成計算、各種電磁変換特性の予想なども用意されており、各々を任意に選択できる。
【００８０】
次に、磁気ヘッドに搬送波周波数ωｃ、変調周波数ωｍの振幅変調電流を印加し（ステップＳ４０７）、高周波磁気力顕微鏡で高周波磁界を測定する（ステップＳ４０８）。なお、ここでは高周波磁界を測定するだけでなく、表面形状も測定してもよい。これにより、表面形状に対応した磁界発生位置を確認することができる。
【００８１】
そして、高周波磁界の測定で得られたデータを解析・評価する（ステップＳ４０９）。また、上記高周波磁界の測定以外についても評価を行うか否かを判別する（ステップＳ４１０）。
【００８２】
高周波磁界の測定以外についても評価を行う場合は、評価・解析手法を選択し（ステップＳ４１１）、選択した手法により評価を実施する（ステップＳ４１２）。なお、評価・解析手法としては、高周波磁界だけでは得られない磁気ヘッド特性、例えばMagnetoresistive Sensitive Mapping（G. A. Gibson and S. Schultz IEEE Trans. Magn. 28, 2310 (1992).）による再生部の形状もしくは感度の測定や、記録部の飽和現象の解析などが挙げられる。
【００８３】
次に、上記解析・評価の結果に基づいて合否判定を行う（ステップＳ４１３）。合格である場合には合格処理を行い（ステップＳ４１４）、不合格である場合には不合格処理を行う（ステップＳ４１５）。
【００８４】
最後に、測定を終了するか否かの確認を行い（ステップＳ４１６）、測定を終了しない場合は上記の各ステップを繰り返し、測定を終了する場合は当該磁気ヘッド検査を終了する。
【００８５】
この第４の実施形態によれば、前述の第３の実施形態で得られる効果に加え、ティップバリエーションの影響を低減して測定を行うことができるという効果がある。
【００８６】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。
【００８７】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ティップバリエーションによる測定ばらつきを低減するとともに、歩留まりを向上させることのできる磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１〜第４の実施形態に係る磁気ヘッド検査装置の要部を示すブロック図。
【図２】上記磁気ヘッド検査装置の構成をより詳細に示す図。
【図３】校正用磁界発生源が環状の導体である場合の例を説明するための図。
【図４】ある解析項目の解析・評価においてMSMイメージを取得するための一構成例を示す図。
【図５】磁気ヘッドを上方からみた高周波磁界の２次元画像及びそのラインプロファイルを示す図。
【図６】第１の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明するためのフローチャート。
【図７】第２の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明するためのフローチャート。
【図８】第３の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明するためのフローチャート。
【図９】第４の実施形態による磁気ヘッド検査方法を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１０…磁気ヘッド検査装置
１１…磁気ヘッド
１２…磁気ヘッド測定装置
１３…交換用磁性体探針
１４…校正用磁界発生源
１０１…探針
１０２…カンチレバー
１０３…圧電素子
１０４…信号発生器
１０６…信号発生器
１０７…電流値モニタ
１０８…走査用圧電素子
１０９…変位検出計
１１０…位相検出器
１１１…同期検波器
１１２…振幅／直流電圧変換回路
１１３…フィードバック回路
１１４…コンピュータ
Claims (17)
- 記録用磁気ヘッドの磁界発生部分における諸特性を検査するための磁気ヘッド検査装置であって、
前記記録用磁気ヘッドの近傍に一定の強度及び周波数の磁界を外部から印加し、検査する磁界強度や周波数の校正を行うための校正用磁界発生源と、
前記校正用磁界発生源によって磁界が印加される前記記録用磁気ヘッドの巻き線に対し、所定の搬送波周波数と変調周波数とで振幅変調された振幅変調電流を印加する電流印加手段と、
前記電流印加手段からの振幅変調電流の印加によって前記記録用磁気ヘッドに生じる高周波磁界を測定する磁気ヘッド測定装置と
を具備し、前記校正用磁界発生源を用いて測定される測定信号を規格化することによって測定ばらつきをなくすための校正処理を行った後に、前記諸特性の検査のための測定を前記電流印加手段及び前記磁気ヘッド測定装置を用いて行うことを特徴とする磁気ヘッド検査装置。 - 前記磁気ヘッド測定装置は、一部もしくは全部が磁性体からなる交換可能な磁性体探針を有する磁気力顕微鏡であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記電流印加手段は、直流電流を印加することができることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記電流印加手段は、交流電流を印加することができることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記電流印加手段は、電流密度が１０-8A/cm2以下の印加電流を印加することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記校正用磁界発生源は、環状の導体を有し、前記記録用磁気ヘッドに電流を印加することができることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記校正用磁界発生源は、線状の導体を有し、前記記録用磁気ヘッドに電流を印加することができることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記校正用磁界発生源は、電流を印加することができ、かつ印加した電流に対する磁界の大きさを見積もることができるものであること特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記校正用磁界発生源は、被測定対象とは別に校正用に設置した記録用磁気ヘッドを有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記校正用磁界発生源は、前記記録用磁気ヘッドに直流電流を印加することができることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記校正用磁界発生源は、前記記録用磁気ヘッドに交流電流を印加することができることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 前記校正用磁界発生源は、電流密度が１０-8A/cm2以下の印加電流を印加することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド検査装置。
- 磁気ヘッドの磁界発生部分における諸特性を検査するための磁気ヘッド検査装置であって、
前記磁気ヘッドの近傍に一定の強度及び周波数の磁界を外部から印加し、検査する磁界強度や周波数の校正を行うための校正用磁界発生源と、
前記校正用磁界発生源によって磁界が印加される前記磁気ヘッドの巻き線に対し、所定の搬送波周波数と変調周波数とで振幅変調された振幅変調電流を印加する電流印加手段と、
前記電流印加手段からの振幅変調電流の印加によって前記磁気ヘッドに生じる高周波磁界を測定する磁気ヘッド測定装置とを具備し、
前記磁気ヘッド測定装置は、
前記磁気ヘッドに直流電流を印加する直流電流印加源と、
前記直流電流印加源によって直流電流が印加された前記磁気ヘッドの電圧を測定する電圧測定回路と、
前記電圧測定回路の出力電圧のうち、所定の周波数を同期検波する同期検波回路と
を備え、
前記校正用磁界発生源を用いて測定される測定信号を規格化することによって測定ばらつきをなくすための校正処理を行った後に、前記諸特性の検査のための測定を前記電流印加手段及び前記磁気ヘッド測定装置を用いて行うことを特徴とする磁気ヘッド検査装置。 - 記録用磁気ヘッドの磁界発生部分における諸特性を検査するための磁気ヘッド検査方法であって、
検査する磁界強度や周波数の校正を行うための校正用磁界発生源を用いて、前記記録用磁気ヘッドの近傍に一定の強度及び周波数の磁界を印加するステップと、
前記校正用磁界発生源によって磁界が印加される前記記録用磁気ヘッドの巻き線に対し、所定の搬送波周波数と変調周波数とで振幅変調された振幅変調電流を電流印加手段により印加するステップと、
前記電流印加手段からの振幅変調電流の印加によって前記記録用磁気ヘッドに生じる高周波磁界を測定するステップと、
前記校正用磁界発生源を用いて測定される測定信号を規格化することによって測定ばらつきをなくすための校正処理を行うステップと、
前記校正処理を行った後に、前記諸特性の検査のための測定を前記電流印加手段及び前記磁気ヘッド測定装置を用いて行うステップと
を有することを特徴とする磁気ヘッド検査方法。 - 前記記録用磁気ヘッドに一定の振幅を保つように設定された定電流を印加するステップと、
前記定電流の印加された前記記録用磁気ヘッドの電圧を測定するステップと
を更に有することを特徴とする請求項１４記載の磁気ヘッド検査方法。 - 前記測定に用いられる高周波磁気力顕微鏡において、その測定信号の出力電圧のうち、所定の周波数を同期検波するステップを更に有することを特徴とする請求項１４記載の磁気ヘッド検査方法。
- 前記測定に用いられる高周波磁気力顕微鏡において、それに使用する探針を交換するステップを更に有することを特徴とする請求項１４記載の磁気ヘッド検査方法。
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