JP5969876B2 - Thermally assisted magnetic head inspection method and thermally assisted magnetic head inspection apparatus - Google Patents

Thermally assisted magnetic head inspection method and thermally assisted magnetic head inspection apparatus Download PDF

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本発明は、熱アシスト磁気ヘッドを検査する熱アシスト磁気ヘッド検査方法、熱アシスト磁気ヘッド検査装置に係り、特に光学顕微鏡等の技術では検査不可能な熱アシスト磁気ヘッドが発生する近接場光の発生状態を検査することのできる熱アシスト磁気ヘッド検査方法および熱アシスト磁気ヘッド検査装置に関する。   The present invention relates to a thermally assisted magnetic head inspection method and a thermally assisted magnetic head inspection apparatus for inspecting a thermally assisted magnetic head, and particularly to generation of near-field light generated by a thermally assisted magnetic head that cannot be inspected by a technique such as an optical microscope. The present invention relates to a thermally assisted magnetic head inspection method and a thermally assisted magnetic head inspection apparatus capable of inspecting a state.

磁気ヘッドを非破壊で検査する装置としては、光学顕微鏡を用いる方法、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope: SEM)を用いる方法、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope: AFM)を用いる方法、磁気力顕微鏡(Magnetic Force Microscope: MFM)を用いる方法などがある。   As an apparatus for inspecting a magnetic head nondestructively, a method using an optical microscope, a method using a scanning electron microscope (SEM), a method using an atomic force microscope (AFM), a magnetic force There is a method using a microscope (Magnetic Force Microscope: MFM).

上記した方法にはそれぞれ一長一短があるが、ハードディスクに書き込むために磁気ヘッドが発生する磁場を非破壊で検査できるという点においては、磁気力顕微鏡(MFM)を用いる方法が、他の方式の観察手段を用いる方法よりも優れている。   Each of the above-described methods has advantages and disadvantages, but in that the magnetic field generated by the magnetic head for writing to the hard disk can be inspected nondestructively, a method using a magnetic force microscope (MFM) is another type of observation means. It is superior to the method using.

この磁気力顕微鏡(MFM)を用いて、ウェハ上に形成された磁気ヘッド素子が個々に分離される前の複数の磁気ヘッド素子が連なっているローバーの状態でライトトラックの実効トラック幅を測定することについては、例えば特開2010−175534号公報(特許文献1)に記載されている。即ち、特許文献1には、試料であるローバーの磁気ヘッド回路パターンに電流を印加することにより磁場を発生させ、この発生した磁場にカンチレバーに取付けた磁性探針を近づけてカンチレバーの探針の変位量を検出することをカンチレバーを2次元走査させて行うことにより試料の発生する磁場を2次元測定することが記載されている。   Using this magnetic force microscope (MFM), the effective track width of the light track is measured in the state of a row bar in which a plurality of magnetic head elements before the magnetic head elements formed on the wafer are individually separated. This is described, for example, in JP 2010-175534 A (Patent Document 1). That is, in Patent Document 1, a magnetic field is generated by applying a current to a magnetic head circuit pattern of a rover as a sample, and the magnetic probe attached to the cantilever is brought close to the generated magnetic field to displace the probe of the cantilever. It is described that a magnetic field generated by a sample is measured two-dimensionally by detecting the quantity by two-dimensionally scanning a cantilever.

また、従来の磁気ヘッド検査は磁気ヘッドローバー状態の薄膜磁気ヘッドにボンディングパッドより記録信号(励磁用信号)を入力し、薄膜磁気ヘッドに含まれる記録ヘッド(素子)より発生される磁界の様子を、磁気ヘッドの浮上高さ相当分の位置でスキャン移動させて磁気力顕微鏡(MFM)、走査型ホールプローブ顕微鏡(SHPM)又は走査型磁気抵抗効果顕微鏡(SMRM)にて直接観察することで、記録ヘッド(素子)の物理的な形状ではなく発生磁界形状を測定し、磁気的な実効トラック幅の検査を非破壊で実施可能にする方法として、特許文献2には、スピンスタンドを用いてHGA状態又は擬似HGA状態でしか検査できなかった実効トラック幅の測定を、磁気力顕微鏡を用いることによってローバー状態で行えるようにすることが特開2009−230845号公報(特許文献2)に記載されている。   In the conventional magnetic head inspection, a recording signal (excitation signal) is input from a bonding pad to a thin film magnetic head in a magnetic head rover state, and a magnetic field generated from a recording head (element) included in the thin film magnetic head is observed. , By moving the scan at a position corresponding to the flying height of the magnetic head and directly observing with a magnetic force microscope (MFM), scanning Hall probe microscope (SHPM) or scanning magnetoresistive microscope (SMRM) As a method for measuring the generated magnetic field shape instead of the physical shape of the head (element) and enabling the magnetic effective track width inspection to be performed nondestructively, Patent Document 2 discloses an HGA state using a spin stand. Or, the effective track width that could only be inspected in the pseudo HGA state can be measured in the rover state by using a magnetic force microscope. Rukoto is described in JP 2009-230845 (Patent Document 2).

一方、飛躍的な高容量化を要求されている次世代ハードディスクの新たな技術として熱アシストによる磁気記録方式が注目され各社にて開発が進められている。ハードディスクの高密度高容量化には、従来方式の磁気ヘッドではほぼ限界と言われているトラック幅の狭小化が必要となるが、近接場光を熱源とした熱アシスト方式の磁気ヘッドとすることにより、20nm前後のトラック幅も実現可能となる。   On the other hand, as a new technology for next-generation hard disks that are required to dramatically increase the capacity, a magnetic recording method using heat assist has been attracting attention and is being developed by various companies. To increase the density and capacity of hard disks, it is necessary to reduce the track width, which is said to be almost the limit of conventional magnetic heads. However, it is necessary to use a heat-assisted magnetic head that uses near-field light as a heat source. As a result, a track width of about 20 nm can be realized.

この熱アシスト磁気記録ヘッドは導波路を伝わる入射光の偏光方向に垂直な方向の幅が、近接場光が発生する頂点部に向かって徐々に小さくなる断面形状を有し、かつ入射光の進行方向において近接場光が発生する頂点部に向かい、幅が、徐々に、もしくは段階的に小さくなる形状になるようにした導電性を有する構造体を用いて近接場光を発生する。導波路を、導電性を有する構造体の横に配置し、導電性を有する構造体の側面に発生する表面プラズモンを介して近接場光を発生させる構成が、特開2011−146097号公報(特許文献3)に記載されている。   This heat-assisted magnetic recording head has a cross-sectional shape in which the width in the direction perpendicular to the polarization direction of incident light traveling through the waveguide gradually decreases toward the apex where near-field light is generated, and the progress of the incident light Near-field light is generated using a conductive structure that has a shape that gradually becomes smaller or stepwise toward the apex where near-field light is generated in the direction. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-146097 (Patent) discloses a configuration in which a waveguide is disposed beside a conductive structure and near-field light is generated through surface plasmons generated on the side surface of the conductive structure. Reference 3).

しかしながら、このトラック幅に対し重要な要素となる近接場光の実効的な強度分布や大きさは、光学顕微鏡やSEMによる表面形状検査では測定できないため、検査方法については未解決の重要な課題である。   However, the effective intensity distribution and size of near-field light, which is an important factor for the track width, cannot be measured by surface shape inspection using an optical microscope or SEM. is there.

この近接場光について、以下、簡単に説明する。光の波長よりもずっと小さい直径の粒子に光を当てた場合、その粒子の周辺で、局在した電磁場が発生する。これを近接場光と呼んでいる。
散乱光も近接場光も、入射光が球に当たったときに、球内部に誘起される電気双極子が源となって発生する電磁場である。ただし、散乱光は遠方にまで伝わるのに対し、近接場光のエネルギは球面状に沿うようにして集中し、球から離れた位置では観測することはできない。しかも、近接場光が分布しているのは、粒子からその粒子の直径程度の距離だけであるといわれている。したがって、遠方に光検出器を設置しても、粒子にへばりついた近接場光の存在を知ることはできない。
This near-field light will be briefly described below. When light is applied to a particle with a diameter much smaller than the wavelength of the light, a localized electromagnetic field is generated around the particle. This is called near-field light.
Both scattered light and near-field light are electromagnetic fields generated by electric dipoles induced inside the sphere when incident light hits the sphere. However, while the scattered light travels far away, the energy of the near-field light concentrates along the spherical shape and cannot be observed at a position away from the sphere. Moreover, it is said that the near-field light is distributed only from the particle at a distance that is about the diameter of the particle. Therefore, even if a photodetector is installed at a distant location, it is impossible to know the presence of near-field light that has clung to particles.

そこで、この近接場光を検出するために、近接場光を発している粒子のそばに、別の粒子を置き近接場光を散乱させることにより、近接場光を検出することができる。すなわち、散乱された近接場光は、遠方にまで伝搬することが可能なので、その一部が光検出器で観測される。ここで、散乱手段としての粒子を、近接場光を発する粒子のまわりで走査させ、散乱された近接場光を観測することにより、近接場光を発する粒子の形状を知ることができる。   Therefore, in order to detect the near-field light, the near-field light can be detected by placing another particle near the particle emitting the near-field light and scattering the near-field light. That is, since the scattered near-field light can propagate far away, a part of it is observed by the photodetector. Here, the shape of the particles emitting near-field light can be known by scanning the particles as the scattering means around the particles emitting near-field light and observing the scattered near-field light.

この近接場光を検出する技術としては、近接場光に走査型のプローブを近付け、近接場光を散乱させることにより検出し形状を知ることができる「近接場光学顕微鏡(SNOM;Scanning Near-field Optical Microscopy,NSOM;Near-field Scanning Optical Microscopy,NOM;Near-field Optical Microscopyなどとも称する)」が特許文献4に開示されている。   As a technique for detecting the near-field light, a scanning probe is brought close to the near-field light, and the near-field light can be detected by scattering the near-field light. Patent Document 4 discloses "Optical Microscopy, NSOM; Near-field Scanning Optical Microscopy, NOM; Near-field Optical Microscopy").

特開2010−175534号公報JP 2010-175534 A 特開2009−230845号公報JP 2009-230845 A 特開2011−146097号公報JP 2011-146097 A 特開2006−38774号公報JP 2006-38774 A

特許文献1には、探針を持つカンチレバーを2次元走査することによって、磁気ヘッドのローバーに形成された個々の磁気ヘッド素子が形成する磁場の二次元分布を測定することが記載されているが、熱アシスト磁気ヘッドが発生する近接場光と磁場とを測定するための構成及びその方法については触れられていない。   Patent Document 1 describes that a two-dimensional distribution of a magnetic field formed by individual magnetic head elements formed on a row bar of a magnetic head is measured by two-dimensionally scanning a cantilever having a probe. The configuration and method for measuring the near-field light and magnetic field generated by the thermally-assisted magnetic head are not mentioned.

従来の磁気記録はヘッドの磁界発生部の大きさがトラック幅となるため、特許文献1による磁界を測定することで、ヘッドのトラック幅を検査できたが、発生する近接場光の大きさがトラック幅となる熱アシストヘッドは検査することが困難になる。   In conventional magnetic recording, since the size of the magnetic field generating portion of the head is the track width, the track width of the head can be inspected by measuring the magnetic field according to Patent Document 1, but the size of the generated near-field light is small. It becomes difficult to inspect the heat assist head having the track width.

また、特許文献2に記載されているローバーの状態において発生磁界形状を測定して磁気的な実行トラック幅を検査する磁気ヘッド検査装置でも、熱アシスト磁気ヘッドが発生する近接場光と磁場とを測定するための構成及びその方法については触れられていない。   Also, in the magnetic head inspection device that inspects the magnetic execution track width by measuring the generated magnetic field shape in the state of the rover described in Patent Document 2, the near-field light and the magnetic field generated by the thermally-assisted magnetic head are detected. There is no mention of a configuration for measuring and its method.

一方、特許文献3には、熱アシスト磁気記録ヘッドの構造及びこのヘッドを組み込んだ磁気記録装置について記載されているが、熱アシスト磁気記録ヘッドが発生する近接場光と磁場とを検査することについては触れられていない。   On the other hand, Patent Document 3 describes a structure of a thermally assisted magnetic recording head and a magnetic recording apparatus incorporating the head. However, the inspection of near-field light and magnetic field generated by the thermally assisted magnetic recording head is described. Is not touched.

更に、特許文献4には、近接場発光素子の近傍において、近接場光とその他の光とを区別して検出することについては記載されているが、熱アシスト磁気記録ヘッドが発生する近接場光と磁場とを検査することについては触れられていない。   Further, Patent Document 4 describes that near-field light and other light are separately detected in the vicinity of the near-field light emitting element, but the near-field light generated by the thermally-assisted magnetic recording head is described. There is no mention of examining the magnetic field.

本発明の目的は、ワークの変更時やワーク内に並んでいる別の近接場光発光部を測定するときに、観察光学系と近接場光検系を回転あるいは上下機構により再現良く切換えすることにより、ワークのアライメント,給電プローブ位置確認,製番読取りをモニタで観察及び調整が実施でき、近接場光発光部の位置関係が最適化される検査機を提供することである。   The object of the present invention is to switch the observation optical system and the near-field light detection system with good reproducibility by rotating or up-and-down mechanism when changing the work or when measuring another near-field light emitting part arranged in the work. Thus, it is possible to provide an inspection machine in which the alignment of the workpiece, the confirmation of the position of the feeding probe, and the reading of the product number can be observed and adjusted on a monitor, and the positional relationship of the near-field light emitting unit is optimized.

さらに、本発明の目的は、熱アシスト磁気ヘッドで発生させた磁界と近接場光発生領域とを、近接場光発生領域の発熱による影響を極力低減させた状態で高精度に測定できるようにした熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法及び熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置を提供するものである。   Furthermore, an object of the present invention is to enable high-precision measurement of a magnetic field generated by a heat-assisted magnetic head and a near-field light generation region with the influence of heat generation in the near-field light generation region reduced as much as possible. A thermally assisted magnetic head element inspection method and a thermally assisted magnetic head element inspection apparatus are provided.

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検査装置を、熱アシスト磁気ヘッド素子を搭載してXY平面内で移動可能なXYテーブルと先端部に表面に磁性膜が形成された探針を有するカンチレバーとを備えた走査型プローブ顕微鏡手段と、該走査型プローブ顕微鏡手段の前記XYテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された端子に交流電流を供給すると共に、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部に駆動電流又は駆動電圧を印加させるプローブユニットと、前記XYテーブル上に搭載された前記熱アシスト磁気ヘッド素子を視野に収めて撮像する撮像手段と、前記探針が前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部から発生した近接場光の発生領域に有るときに前記探針から発生した散乱光を検出する光検出器を有する散乱光検出手段と、前記撮像手段の配置と前記散乱光検出手段の配置とを機械的に切換えて、いずれか一方の手段の適用を可能とする光学系切換手段と、前記撮像手段が撮像した画像を認識処理して、前記散乱光検出手段が前記散乱光を検出するために適正な位置へ、前記近接場光発光部と前記散乱光検出手段との相対位置を調整するアライメント手段と、前記プローブユニットから前記近接場光発光部にレーザの入射を停止した状態で前記端子に交流電流を供給して前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面に磁界を発生させながら前記表面を前記カンチレバーの探針で走査することにより前記走査型プローブ顕微鏡手段から出力される出力信号と、前記端子への交流電流の供給を停止した状態で前記プローブユニットから前記近接場光発光部にレーザを入射させて前記近接場光発光部から近接場光を発生させながら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の探針で走査して前記散乱光検出手段から出力される出力信号とを用いて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の検査を行う信号処理手段とを備えて構成した。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, a thermally assisted magnetic head inspection apparatus includes a thermally assisted magnetic head element and an XY table that is movable in the XY plane, and a magnetic film is formed on the tip. A scanning probe microscope means comprising a cantilever having a probe, and supplying an alternating current to a terminal formed on a thermally assisted magnetic head element mounted on the XY table of the scanning probe microscope means, A probe unit for applying a driving current or a driving voltage to the near-field light emitting unit formed on the thermally assisted magnetic head element, and an imaging means for capturing the thermal assisted magnetic head element mounted on the XY table in a field of view. And when the probe is in a generation region of near-field light generated from a near-field light emitting part formed in the thermally-assisted magnetic head element Application of either means by mechanically switching between the scattered light detecting means having a light detector for detecting scattered light generated from the probe, and the arrangement of the imaging means and the scattered light detecting means. An optical system switching means that enables the image pickup means to recognize the image picked up by the image pickup means, and the scattered light detection means to the appropriate position for detecting the scattered light, the near-field light emitting unit and the An alignment unit that adjusts a relative position with respect to the scattered light detection unit; and an AC current is supplied to the terminal in a state in which laser incidence is stopped from the probe unit to the near-field light emitting unit. By scanning the surface with the probe of the cantilever while generating a magnetic field on the surface, the supply of the output signal output from the scanning probe microscope means and the alternating current to the terminal is stopped. In this state, the surface of the thermally-assisted magnetic head element is scanned with the probe of the cantilever while a laser is incident on the near-field light emitting unit from the probe unit to generate near-field light from the near-field light emitting unit. And signal processing means for inspecting the thermally-assisted magnetic head element using the output signal output from the scattered light detection means.

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検査方法を
、表面に磁性膜が形成された探針を先端部に有するカンチレバーとXY平面内で移動可能
なXYテーブルとを備えた走査型プローブ顕微鏡の前記XYテーブルに熱アシスト磁気ヘ
ッド素子を搭載し、前記熱アシスト磁気ヘッド素子を視野に収めて撮像手段により撮像し、前記撮像手段が撮像した画像を認識処理して、散乱光検出手段が散乱光を検出するために適正な位置へ、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部と前記散乱光検出手段との相対位置を調整し、前記XYテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された端子に交流電流を供給して前記熱アシスト磁気ヘッド素子に磁界を発生させ、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に磁界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走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針で走査して前記発生させた磁界の分布を求め、前記撮像手段の配置と前記散乱光検出手段の配置とを機械的に切換えて、前記散乱光検出手段を適用状態とし、前記XYテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部にレーザを入射させて前記近接場光発光部から近接場光を発生させ、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熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針で走査して前記近接場光の発生領域で前記探針から発生した散乱光を前記散乱光検出手段で集光して検出し、該検出した散乱光から前記近接場光の発光領域及びその分布を求め、前記求めた磁界の分布と前記求めた近接場光の発光領域及びその分布の情報に基づいて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の良否を判定するようにした。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, a thermally assisted magnetic head inspection method includes a cantilever having a probe having a magnetic film formed on the surface at the tip, an XY table movable in an XY plane, A heat-assisted magnetic head element is mounted on the XY table of the scanning probe microscope equipped with the thermal-assisted magnetic head element in the field of view, picked up by an image pickup means, and the image picked up by the image pickup means is subjected to recognition processing The XY table adjusts the relative position between the near-field light emitting part formed in the thermally-assisted magnetic head element and the scattered light detecting means to an appropriate position for the scattered light detecting means to detect the scattered light, An alternating current is supplied to a terminal formed on the thermally-assisted magnetic head element mounted on the thermal-assisted magnetic head element to generate a magnetic field in the thermally-assisted magnetic head element, and the thermally-assisted magnetic head With the magnetic field generated in the element, the surface of the thermally-assisted magnetic head element is scanned with the probe of the cantilever of the scanning probe microscope to obtain the distribution of the generated magnetic field, and the arrangement of the imaging means and the scattering By mechanically switching the arrangement of the light detection means, the scattered light detection means is applied, and a laser is incident on the near-field light emitting portion formed in the thermally-assisted magnetic head element mounted on the XY table. A near-field light is generated from the near-field light emitter, and the near-field light is generated from the near-field light emitter, and the surface of the thermally-assisted magnetic head element is scanned with a cantilever probe of the scanning probe microscope. The scattered light generated from the probe in the near-field light generation region is scanned and collected by the scattered light detection means, and the near-field light emission region and the light are detected from the detected scattered light. Distribution was determined, so as to determine the quality of the thermally-assisted magnetic head element based on the light emitting region and information of the distribution of near-field light obtained above and the distribution of the calculated magnetic field.

本発明によれば、測定ステージにワークを搬送した後、観察光学系によりワークの位置を確認出来るため、ワークのアライメント,給電プローブ位置確認,製番読取りが容易にモニターで観察を行うことができ、散乱手段としての粒子を近接場光に近づける時間を大幅に短縮できる。   According to the present invention, since the position of the workpiece can be confirmed by the observation optical system after the workpiece is transferred to the measurement stage, the alignment of the workpiece, the position of the feeding probe, and the reading of the serial number can be easily observed on the monitor. The time for bringing the particles as the scattering means closer to the near-field light can be greatly shortened.

また、観察光学系と近接場光検系を切り換えることで、ワークの変更時やワーク内に並んでいる別の近接場光発光部を測定するときに、アライメントを実施すれば光検出器と近接場光の位置関係が最適化され、効率良く散乱された近接場光を検出することができる。   In addition, by switching between the observation optical system and the near-field light detection system, when the workpiece is changed or when measuring another near-field light emitting unit arranged in the workpiece, alignment is performed to bring the detector closer to the detector. The positional relationship of the field light is optimized, and the scattered near-field light can be detected efficiently.

本発明の実施形態における熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部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 structure of the outline | summary of the test | inspection part of the thermally assisted magnetic head element in embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部のYステージとYステージに搭載されたローバーを位置決めするための載置部の載置部の側面図である。It is a side view of the mounting part of the mounting part for positioning the Y-bar of the test | inspection part of the thermally-assisted magnetic head element which concerns on embodiment of this invention, and the row bar mounted in the Y stage. 本発明の実施形態に係るプローブユニットの側面図である。It is a side view of the probe unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る検査対象のローバーの斜視図である。It is a perspective view of the row bar of the inspection object concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における熱アシスト磁気ヘッド素子の電極にプローブの先端部分を接触させた状態を示す磁気ヘッド素子の平面図である。It is a top view of the magnetic head element which shows the state which made the front-end | tip part of the probe contact the electrode of the thermally assisted magnetic head element in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における近接場光検出光学系と観察光学系と検出場光検出制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the near field light detection optical system in the embodiment of this invention, an observation optical system, and a detection field light detection control part. 本発明の実施形態における熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部における検出原理を説明する図で、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する磁界を測定している状態を示すカンチレバーとローバーの断面の側面図である。It is a figure explaining the detection principle in the test | inspection part of the thermally assisted magnetic head element in embodiment of this invention, and is a side view of the cross section of a cantilever and a rover which shows the state which is measuring the magnetic field which a thermally assisted magnetic head element produces | generates . 本発明の実施形態における熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部における検出原理を説明する図で、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する近接場光を測定している状態を示すカンチレバーと検出器及びローバーの断面の側面図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the detection principle in the inspection unit of the thermally-assisted magnetic head element in the embodiment of the present invention, and shows a cross section of a cantilever, a detector, and a rover showing a state in which near-field light generated by the thermally-assisted magnetic head element is measured FIG. 本発明の実施形態における検査領域と、この検査領域内部における探針の走査方向及び磁界発生領域、近接場光発生領域との関係を示す検査領域の平面図である。FIG. 3 is a plan view of an inspection area showing a relationship between an inspection area in the embodiment of the present invention and a scanning direction of a probe, a magnetic field generation area, and a near-field light generation area inside the inspection area. 本発明の他の実施形態における検査領域と、この検査領域内部における探針の走査方向及び磁界発生領域、近接場光発生領域との関係を示す検査領域の平面図である。It is a top view of the inspection area which shows the relation between the inspection area in other embodiments of the present invention, the scanning direction of the probe within the inspection area, the magnetic field generation area, and the near-field light generation area. 観察光学系のCCDカメラで撮像された検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子部のモニター画面例を示す図である。It is a figure which shows the example of a monitor screen of the heat-assisted magnetic head element part of the test object imaged with the CCD camera of the observation optical system. 近接場光発生部から発生した近接場光の強度の分布を探針の走査方向の座標軸上にグラフ化した例を示す図である。It is a figure which shows the example which plotted the intensity distribution of the near field light generated from the near field light generation part on the coordinate axis of the scanning direction of a probe. 本発明の実施形態における磁気ヘッド素子検査装置の制御PCの構成図である。It is a block diagram of control PC of the magnetic head element test | inspection apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における磁気ヘッド素子検査装置を用いて熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure which test | inspects a heat-assisted magnetic head element using the magnetic head element test | inspection apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における検査の工程の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the process of the test | inspection in embodiment of this invention.

本発明は、熱アシスト磁気ヘッド素子が個々に分離される前のローバーの状態で、または熱アシスト磁気ヘッド素子がローバーから個々に分離されてジンバルに組み付けられたヘッドアセンブリの状態で、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する近接場光の発光状態及び磁界の分布を走査型プローブ顕微鏡を応用した装置を用いて検査する磁気ヘッド素子検査方法及びその装置に関するものである。   The present invention provides a thermally assisted magnetic device in a state of a row bar before the thermally assisted magnetic head elements are individually separated or in a state of a head assembly in which the thermally assisted magnetic head elements are individually separated from the row bar and assembled to a gimbal. The present invention relates to a magnetic head element inspection method and apparatus for inspecting a light emission state of near-field light generated by a head element and a magnetic field distribution using an apparatus to which a scanning probe microscope is applied.

以下に、本発明を実施するための形態(実施形態)を、熱アシスト磁気ヘッド素子が個々に分離される前のローバーの状態で検査する場合について、図を用いて説明する。   In the following, a mode for carrying out the present invention (embodiment) will be described with reference to the drawings in the case of inspecting in the state of the row bar before the thermally-assisted magnetic head elements are individually separated.

図1Aに、本実施例に基づく熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する装置の構成を示す。本実施例による熱アシスト磁気ヘッド検査装置100は、磁気ヘッド素子の製造工程において、多数の薄膜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(ヘッドスライダが複数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、3cm〜10cm程度の細長いブロック体として多数の薄膜磁気ヘッド素子が形成されたウェハから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。ローバー40は、発光元となるレーザ素子を内蔵している。   FIG. 1A shows the configuration of an apparatus for inspecting a thermally assisted magnetic head element according to this embodiment. The heat-assisted magnetic head inspection apparatus 100 according to the present embodiment is a process of processing a wafer on which a large number of thin film magnetic head elements are formed and cutting out a slider alone (thin film magnetic head chip) in the magnetic head element manufacturing process. It is possible to measure the intensity distribution of near-field light generated by the thermally-assisted magnetic head element in the state of the row bar 40 (a block in which a plurality of head sliders are arranged). Usually, the row bar 40 cut out from a wafer on which a large number of thin-film magnetic head elements are formed as an elongated block body of about 3 cm to 10 cm has a configuration in which about 40 to 90 head sliders (thin-film magnetic head elements) are arranged. It has become. The row bar 40 has a built-in laser element serving as a light emitting source.

本実施形態に係る磁気ヘッド素子検査装置100は、走査型プローブ顕微鏡をベースとしている。磁気ヘッド素子検査装置100は、検査ステージ101と、検査ステージ101上に載置されてローバー40をX,Y方向に微小な距離移動可能なピエゾ素子(図示せず)で駆動されるXステージ106、Yステージ105を備えている。   The magnetic head element inspection apparatus 100 according to the present embodiment is based on a scanning probe microscope. The magnetic head element inspection apparatus 100 includes an inspection stage 101 and an X stage 106 that is mounted on the inspection stage 101 and driven by a piezo element (not shown) that can move the row bar 40 by a minute distance in the X and Y directions. Y stage 105 is provided.

ローバー40は、その長軸方向の片側面がYステージ105の上面に設けられているローバー40の位置決め用の載置部114の段差部1142に設けられた基準面1141に突き当てられることによってX方向に位置決めされる。ローバー40は、図1Bに示すようにこの段差部1142の側面(基準面)1141に当接されることによってZ方向及びX方向の所定位置に設置されるようになっている。段差部1142の側面(基準面1141)には、ローバー40の後側面(熱アシスト磁気ヘッド素子の磁気ヘッド素子電極41及び42が形成されている面の反対側の面)が当接されてローバー40の位置決めが行われるようになっている。   The row bar 40 has one side surface in the long axis direction abutted against a reference surface 1141 provided on the stepped portion 1142 of the positioning portion 114 for positioning the row bar 40 provided on the upper surface of the Y stage 105. Positioned in the direction. As shown in FIG. 1B, the row bar 40 is placed at a predetermined position in the Z direction and the X direction by contacting the side surface (reference surface) 1141 of the stepped portion 1142. The side surface (reference surface 1141) of the stepped portion 1142 is in contact with the rear side surface of the row bar 40 (the surface opposite to the surface on which the magnetic head element electrodes 41 and 42 of the thermally-assisted magnetic head element are formed). 40 positioning is performed.

磁気ヘッド素子検査装置100には、図1Aに示すように、Yステージ105の上方にはローバー40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1011に固定されており、カンチレバー10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。   As shown in FIG. 1A, the magnetic head element inspection apparatus 100 is provided with a camera 103 for measuring the amount of positional deviation of the row bar 40 above the Y stage 105. The Z stage 104 is fixed to the column 1011 of the inspection stage 101, and moves the cantilever 10 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).

磁気ヘッド素子検査装置100は更に、カンチレバー10、加振部122、近接場光検出光学系115、変位検出部130、プローブユニット140、発振器102、ピエゾドライバ107、差動アンプ111、DCコンバータ112、フィードバックコントローラ113、制御部30を備えている。また、制御部30は、近接場光検出光学系115を制御する近接場光検出制御系530を内部に備えている。   The magnetic head element inspection apparatus 100 further includes a cantilever 10, an excitation unit 122, a near-field light detection optical system 115, a displacement detection unit 130, a probe unit 140, an oscillator 102, a piezo driver 107, a differential amplifier 111, a DC converter 112, A feedback controller 113 and a control unit 30 are provided. The control unit 30 includes a near-field light detection control system 530 that controls the near-field light detection optical system 115.

カンチレバー10は、Zステージ104でZ方向の位置が制御されて、Zステージ104に固定されている加振部122により、所定の周波数で所定の振幅で振動させられる。   The cantilever 10 is vibrated with a predetermined amplitude at a predetermined frequency by a vibration unit 122 fixed to the Z stage 104 by controlling the position in the Z direction by the Z stage 104.

変位検出部130は、カンチレバー10の振動の状態を検出する。変位検出部130は、レーザ光源109と変位センサ110とを備え、レーザ光源109から発射したレーザをカンチレバー10に当て、カンチレバー10で正反射した光を変位センサ110で検出する。変位センサ110から出力された信号は差動アンプ111、DCコンバータ112、フィードバックコントローラ113を介して制御部30に送られて処理される。   The displacement detector 130 detects the vibration state of the cantilever 10. The displacement detection unit 130 includes a laser light source 109 and a displacement sensor 110, applies a laser emitted from the laser light source 109 to the cantilever 10, and detects light regularly reflected by the cantilever 10 with the displacement sensor 110. A signal output from the displacement sensor 110 is sent to the control unit 30 via the differential amplifier 111, the DC converter 112, and the feedback controller 113 for processing.

プローブユニット140は、制御部30からの信号301を受けて載置部114に載置されたローバー40の検査対象素子に電力とレーザとを印加して、検査対象素子に磁場と近接場光とを発生させる。   The probe unit 140 receives the signal 301 from the control unit 30, applies power and a laser to the inspection target element of the row bar 40 placed on the placement unit 114, and applies a magnetic field and near-field light to the inspection target element. Is generated.

近接場光検出光学系115は、ローバー40の検査対象素子から発生した近接場光を検出して、検出信号302を制御部30へ出力する。   The near-field light detection optical system 115 detects near-field light generated from the inspection target element of the row bar 40 and outputs a detection signal 302 to the control unit 30.

ピエゾドライバ107は、発振器102の信号を受けてピエゾ駆動信号を発振して、Xステージ106、Yステージ105、Zステージ104を駆動する。   The piezo driver 107 oscillates a piezo drive signal in response to the signal from the oscillator 102 and drives the X stage 106, Y stage 105, and Z stage 104.

上記した構成において、制御部30は、カメラ103で撮像したローバー40の画像に基づいてピエゾドライバ107を介してXステージ106、Yステージ105、Zステージ104を制御してローバー40が所定の位置にくるように位置決め調整を行う。ローバー40の位置決め調整が終了すると、制御部30からの指令に基づいてプローブユニット140が駆動され、プローブ141の先端部分がローバー40に形成された磁気ヘッド素子電極41と42に接触する。   In the configuration described above, the control unit 30 controls the X stage 106, the Y stage 105, and the Z stage 104 via the piezo driver 107 based on the image of the row bar 40 captured by the camera 103, so that the row bar 40 is in a predetermined position. Adjust the positioning so that When the positioning adjustment of the row bar 40 is completed, the probe unit 140 is driven based on a command from the control unit 30, and the tip portion of the probe 141 contacts the magnetic head element electrodes 41 and 42 formed on the row bar 40.

プローブユニット140は、図2Aにその側面図を示すように、プローブカード(若しくは基板)141と、プローブカード141に取付けられたプローブ142をプローブベース143に固定した構成を有し、プローブベース143は支持プレート144で検査ステージ101に支持されている。一方、ローバー40は、図2Bの斜視図示すように磁気ヘッド素子501が多数形成された角棒状の基板であり、図2Cに示したように磁気ヘッド素子のローバー40の内部に形成された磁気ヘッド素子電極41と42とにプローブ142の先端部分1421と1422とを接触させた状態で交流電流1431を印加することにより、書込み回路部43の書込み磁界発生部502(図4A参照)から磁界が発生する。ローバー40に印加する交流電流の周波数をカンチレバー10の共振周波数とは異なる周波数とすることによってカンチレバー10の振動に影響を与えないようにした。なお、図面では省略しているが、ローバー40はレーザドライバ531と接続する接続パットも有している。   2A, the probe unit 140 has a configuration in which a probe card (or substrate) 141 and a probe 142 attached to the probe card 141 are fixed to the probe base 143. The support plate 144 supports the inspection stage 101. On the other hand, the row bar 40 is a square bar-like substrate on which a large number of magnetic head elements 501 are formed as shown in the perspective view of FIG. 2B, and the magnetic bars formed inside the row bar 40 of the magnetic head elements as shown in FIG. 2C. By applying an alternating current 1431 with the head element electrodes 41 and 42 in contact with the tip portions 1421 and 1422 of the probe 142, a magnetic field is generated from the write magnetic field generation unit 502 (see FIG. 4A) of the write circuit unit 43. Occur. By setting the frequency of the alternating current applied to the row bar 40 to a frequency different from the resonance frequency of the cantilever 10, the vibration of the cantilever 10 is not affected. Although not shown in the drawing, the row bar 40 also has a connection pad for connecting to the laser driver 531.

このような状態でXステージ106及びYステージ105を駆動して書込み磁界発生部502を含む走査領域401をカンチレバー10で走査し、カンチレバー10の振幅の変化を変位検出部130で検出して得られた信号を制御部30で処理することにより、ローバー40の書込み磁界発生部502から発生する磁界の分布を高速に測定し、ライト実行トラック幅を測定することができる。ローバー40は、載置部114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。   In this state, the X stage 106 and the Y stage 105 are driven to scan the scanning area 401 including the writing magnetic field generation unit 502 with the cantilever 10, and the change in the amplitude of the cantilever 10 is detected with the displacement detection unit 130. By processing the received signal by the control unit 30, the distribution of the magnetic field generated from the write magnetic field generation unit 502 of the row bar 40 can be measured at high speed, and the write execution track width can be measured. The row bar 40 is sucked and held by a suction means (not shown) provided on the placement unit 114.

プローブカード141は、駆動部143によりY方向に移動可能な構成になっていて、プローブ142の先端部分1421及び1422とローバー40に形成された多数の磁気ヘッド素子電極41及び42とが順次接触、離れの動作を行うように駆動する。   The probe card 141 is configured to be movable in the Y direction by the drive unit 143, and the tip portions 1421 and 1422 of the probe 142 and a large number of magnetic head element electrodes 41 and 42 formed on the row bar 40 are sequentially in contact with each other. Drive to move away.

図3に、近接場光検出光学系115の詳細な構成について、制御部30の内部の近接場光検出制御系530、及びカンチレバー10との関係において説明する。なお、図3に示したローバー40(501)及びカンチレバー10と近接場光検出光学系115との位置関係は、図1Aに示したものと反対になっている。   3, the detailed configuration of the near-field light detection optical system 115 will be described in relation to the near-field light detection control system 530 inside the control unit 30 and the cantilever 10. The positional relationship between the row bar 40 (501) and cantilever 10 shown in FIG. 3 and the near-field light detection optical system 115 is opposite to that shown in FIG. 1A.

カンチレバー10は、ローバー40に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部501の表面からヘッド浮上高さHfに相当する高さに、カンチレバー10の先端部付近に形成した探針4の先端部5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。探針4の表面には、薄い磁性膜2(例えば、Co,Ni,Fe,NiFe,CoFe,NiCo等)及び貴金属(例えば金や銀又は白金等)又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜3が形成されている。   In the cantilever 10, the tip 5 of the probe 4 formed in the vicinity of the tip of the cantilever 10 is positioned at a height corresponding to the head flying height Hf from the surface of the heat-assisted magnetic head element 501 formed on the row bar 40. Thus, the positioning is performed by the Z stage 104. On the surface of the probe 4, there are a thin magnetic film 2 (for example, Co, Ni, Fe, NiFe, CoFe, NiCo, etc.) and a noble metal (for example, gold, silver or platinum) or a fine particle or thin film 3 of an alloy containing a noble metal. Is formed.

熱アシスト磁気ヘッド素子部501には、書き込み磁界発生部502と近接場光発生部504が形成されている。   A write magnetic field generation unit 502 and a near-field light generation unit 504 are formed in the heat-assisted magnetic head element unit 501.

近接場光検出光学系115は、対物レンズ511、結像レンズ514、光検出器(フォトマル)523を備えて構成され、結像レンズ514により結像された光は、光検出器523の直前に備えたピンホール521を通過して光検出器523により検出される。これら近接場光検出光学系115の各要素は、所定の配置に固定された近接場光検出光学系ユニット210として構成されている。   The near-field light detection optical system 115 includes an objective lens 511, an imaging lens 514, and a photodetector (photomal) 523, and the light imaged by the imaging lens 514 is immediately before the photodetector 523. And is detected by the photodetector 523. Each element of the near-field light detection optical system 115 is configured as a near-field light detection optical system unit 210 fixed in a predetermined arrangement.

前記近接場光検出光学系ユニット210と同一光軸上に、または所定の近接した平行な光軸上に置き換わり、測定部のローバー40に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部501、およびカンチレバー10の先端部を視野内に納める観察光学系ユニット220が、対物レンズ515、ハーフミラー512、LED光源513、結像レンズ516、結像レンズ516で結像された光学像を検出するCCDカメラ525を備えて一体構造として構成されている。   The heat-assisted magnetic head element unit 501 formed on the row bar 40 of the measurement unit, which is replaced on the same optical axis as the near-field light detection optical system unit 210 or on a predetermined parallel optical axis, and the cantilever 10 An observation optical system unit 220 that fits the distal end portion within the field of view includes an objective lens 515, a half mirror 512, an LED light source 513, an imaging lens 516, and a CCD camera 525 that detects an optical image formed by the imaging lens 516. It is configured as an integral structure.

前記近接場光検出光学系ユニット210と前記観察光学系ユニット220は、光学系切換機構230(例えば、図3の紙面の上下方向又は紙面に垂直な方向に移動可能なステージ)によって機械的に、精度良く、並行移動によって、または回転移動によって切り換えられる。   The near-field light detection optical system unit 210 and the observation optical system unit 220 are mechanically moved by an optical system switching mechanism 230 (for example, a stage movable in the vertical direction of the paper surface in FIG. 3 or in the direction perpendicular to the paper surface). It is switched with high accuracy by parallel movement or by rotational movement.

また、制御部30の一部を構成する近接場光検出制御系530は、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の近接場光発生部504から近接場光505を発生させるために、図示していない導波路を介して近接場光発生部504にパルス駆動電流又はパルス駆動電圧5311を印加させるレーザドライバ531、レーザドライバ531から発振するパルス駆動電流又はパルス駆動電圧5311の発振周波数を調整するパルス変調器532、レーザドライバ531やパルス変調器532を制御する制御基板533、光検出器(フォトマル)523にバイアス電圧を印加するバイアス電源534、光検出器523で検出した信号からカンチレバー10の振動と同期した信号を取り出すロックインアンプ535、ロックインアンプ535で検出した光検出器523からの出力信号とCCDカメラ525からの出力信号を受けて処理する制御PC536を備えている。制御PC536からの出力は、制御部30のモニタ画面31上に表示される。   Further, the near-field light detection control system 530 constituting a part of the control unit 30 generates a near-field light 505 from the near-field light generation unit 504 of the thermally-assisted magnetic head element unit 501, and is not shown in the drawing. A laser driver 531 that applies a pulse drive current or pulse drive voltage 5311 to the near-field light generator 504 via a waveguide, and a pulse modulator 532 that adjusts the oscillation frequency of the pulse drive current or pulse drive voltage 5311 oscillated from the laser driver 531. The control board 533 for controlling the laser driver 531 and the pulse modulator 532, the bias power source 534 for applying a bias voltage to the photodetector (Photomal) 523, and the signal detected by the photodetector 523 are synchronized with the vibration of the cantilever 10. Light detection detected by the lock-in amplifier 535 for extracting the signal and the lock-in amplifier 535 And an output signal and a control processing in response to an output signal from the CCD camera 525 PC536 from 523. The output from the control PC 536 is displayed on the monitor screen 31 of the control unit 30.

上記したような近接場光検出光学系115と近接場光検出制御系530の構成において、レーザドライバ531からは制御基板533で制御されたパルス変調器532からのパルス変調信号で制御されたパルス駆動電流又はパルス駆動電圧5311が、図示していない導波路を経由して熱アシスト磁気ヘッド素子部501の近接場光発生部504に印加され、パルスレーザにより熱アシスト磁気ヘッド素子部501の表面に近接場光505を発生させる。   In the configuration of the near-field light detection optical system 115 and the near-field light detection control system 530 as described above, pulse driving controlled by the pulse modulation signal from the pulse modulator 532 controlled by the control board 533 from the laser driver 531 is performed. A current or pulse drive voltage 5311 is applied to the near-field light generating unit 504 of the thermally-assisted magnetic head element unit 501 via a waveguide (not shown), and is brought close to the surface of the thermally-assisted magnetic head element unit 501 by a pulse laser. A field light 505 is generated.

近接場光505そのものは近接場光発生部504の上面のごく限られた領域にしか発生しないが、カンチレバー10の探針4の表面の磁性膜2上に形成した貴金属又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜3が近接場光505の発生領域に入ると、貴金属又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜3からは近接場光505による散乱光を発生する。この発生した散乱光のうち結像レンズ系510の対物レンズ511に入射した散乱光により、結像レンズ514の結像面上にカンチレバー10の探針4の表面の散乱光像が形成される。この結像面上で探針4の表面の散乱光像が形成される場所にピンホール521が位置するように設置されている。探針4の大きさは、ピンホール521の大きさと比べると十分に小さいので、探針4の表面の散乱光像はピンホール521を通過し光検出器523で検出される。一方、探針4の表面以外からのノイズとなる光は結像面上でピンホール521からずれた位置に到達してピンホール521を通過できず、光検出器523に対して遮光される。このように構成することにより、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の近接場光発生部504から発生した近接場光により探針4の表面で発生した散乱光の発光強度を、ノイズとなる光の影響を低減して光検出器523で検出することができる。   Although the near-field light 505 itself is generated only in a very limited region on the upper surface of the near-field light generating unit 504, the fine particles of the noble metal or the alloy containing the noble metal formed on the magnetic film 2 on the surface of the probe 4 of the cantilever 10 are used. Alternatively, when the thin film 3 enters the generation region of the near-field light 505, scattered light by the near-field light 505 is generated from the fine particles of the noble metal or the alloy containing the noble metal or the thin film 3. Of the generated scattered light, the scattered light incident on the objective lens 511 of the imaging lens system 510 forms a scattered light image on the surface of the probe 4 of the cantilever 10 on the imaging surface of the imaging lens 514. The pinhole 521 is installed at a place where a scattered light image on the surface of the probe 4 is formed on the imaging plane. Since the size of the probe 4 is sufficiently smaller than the size of the pinhole 521, the scattered light image on the surface of the probe 4 passes through the pinhole 521 and is detected by the photodetector 523. On the other hand, light that becomes noise from other than the surface of the probe 4 reaches a position deviated from the pinhole 521 on the imaging plane, cannot pass through the pinhole 521, and is blocked by the photodetector 523. With this configuration, the intensity of the scattered light generated on the surface of the probe 4 by the near-field light generated from the near-field light generating unit 504 of the thermally-assisted magnetic head element unit 501 is affected by the light that becomes noise. Can be detected by the photodetector 523.

一方、観察光学系ユニット220を測定部の観察のために位置決めた場合は、仮想的に示した熱アシスト磁気ヘッド素子部551に対して、LED光源513から発射された光のうち、ハーフミラー512で対物レンズ515の側に反射された光は、対物レンズ515を透過してカンチレバー10の探針4及び熱アシスト磁気ヘッド素子部501(551)を照明する。この照明光が照射された領域の像は結像レンズ系520により結像レンズ516の出射側で再び結像される。CCDカメラ525の検出面をこの結像レンズ516の出射側の結像面と一致するように設置することにより、カンチレバー10の探針4及び熱アシスト磁気ヘッド素子部501の像が、CCDカメラ525で撮像される。   On the other hand, when the observation optical system unit 220 is positioned for observation of the measurement unit, the half mirror 512 out of the light emitted from the LED light source 513 with respect to the virtually assisted heat-assisted magnetic head element unit 551. The light reflected by the objective lens 515 passes through the objective lens 515 and illuminates the probe 4 of the cantilever 10 and the heat-assisted magnetic head element portion 501 (551). The image of the area irradiated with the illumination light is formed again on the exit side of the imaging lens 516 by the imaging lens system 520. By setting the detection surface of the CCD camera 525 so as to coincide with the imaging surface on the emission side of the imaging lens 516, the image of the probe 4 of the cantilever 10 and the heat-assisted magnetic head element unit 501 is converted into the CCD camera 525. The image is taken with.

このCCDカメラ525による撮像は、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の検査を開始する前、即ち、近接場光発生部504から近接場光505を発生させない状態で行う。   The imaging by the CCD camera 525 is performed before the inspection of the heat-assisted magnetic head element unit 501 is started, that is, in a state where the near-field light 505 is not generated from the near-field light generator 504.

CCDカメラ525で撮像された像は、A/D変換された濃淡画像が制御PC536に取り込まれて画像処理がなされる。図6Aのモニター画面31例に示すように、例えば、画面上に予め設定されたアライメントLine601に、検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子部501の下端のラインが一致するように、また、隣接する熱アシスト磁気ヘッド素子部との境界をエッジ検出などにより認識して、画面上に予め設定されたアライメントLine602、603などと一致するように、観察光学系の視野を調整する。この視野の調整には、Xステージ106、Yステージ105、及びZステージ104を駆動する場合と、前記観察光学系ユニット220および前記近接場光検出光学系ユニット210の位置決め位置を連動して駆動して調整する手段が考えられる。これにより、カンチレバー10の探針4で発生した散乱光を最適に捕らえられるように、光学系のアライメントを実施する。   The image captured by the CCD camera 525 is subjected to image processing by taking a grayscale image obtained by A / D conversion into the control PC 536. As shown in the example of the monitor screen 31 in FIG. 6A, for example, the alignment line 601 preset on the screen matches the lower end line of the thermal assist magnetic head element portion 501 to be inspected, and the adjacent heat The boundary of the assist magnetic head element is recognized by edge detection or the like, and the field of view of the observation optical system is adjusted so as to coincide with the alignment lines 602 and 603 set in advance on the screen. The visual field is adjusted by driving the X stage 106, the Y stage 105, and the Z stage 104 in conjunction with the positioning positions of the observation optical system unit 220 and the near-field light detection optical system unit 210. Can be considered. Thereby, alignment of the optical system is performed so that the scattered light generated by the probe 4 of the cantilever 10 can be optimally captured.

また、図6Aのモニター画面31例に示すように、検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子部501に刻印された製品番号などのIDデータは、例えば、認識ウインドウ610が設定されて、文字認識処理によって認識されて、結果が記録される。   As shown in the example of the monitor screen 31 in FIG. 6A, the ID data such as the product number stamped on the heat-assisted magnetic head element unit 501 to be inspected is set by, for example, a recognition window 610 and character recognition processing. It is recognized and the result is recorded.

以上のようにして近接場光検出光学系115が設定された状態で、制御部30で制御されて、プローブユニット140のプローブ141が駆動部143で駆動されて、プローブ141の先端部分1421と1422とがローバー40に形成された磁気ヘッド素子電極41と42にそれぞれ接触する。また、図示していないレーザドライバ531からの導波路と熱アシスト磁気ヘッド素子501の近接場光発生部504とが接続された状態になる。   In the state where the near-field light detection optical system 115 is set as described above, the probe 141 of the probe unit 140 is driven by the drive unit 143 under the control of the control unit 30, and the tip portions 1421 and 1422 of the probe 141 are driven. Are in contact with the magnetic head element electrodes 41 and 42 formed on the row bar 40, respectively. In addition, the waveguide from the laser driver 531 (not shown) and the near-field light generating unit 504 of the thermally-assisted magnetic head element 501 are connected.

これにより、制御部30から出力する信号301(交流電流1431とパルス駆動電流又はパルス駆動電圧5311)がローバー40に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子に供給可能な状態となる。この状態で、載置部114に設けた図示していない吸着手段により吸着保持されているローバー40の検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子501は、書込み磁界発生部502から磁界を発生可能、近接場光発光部504から近接場光が発光可能な状態となる。   As a result, the signal 301 (AC current 1431 and pulse drive current or pulse drive voltage 5311) output from the control unit 30 can be supplied to the heat-assisted magnetic head element formed on the row bar 40. In this state, the heat-assisted magnetic head element 501 to be inspected of the row bar 40 that is sucked and held by a suction means (not shown) provided on the mounting portion 114 can generate a magnetic field from the write magnetic field generator 502, The light emitting unit 504 can emit near-field light.

図4A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10が配置されている。カンチレバー10は、Zステージ104の下側に設けられた加振部122に取り付けられている。加振部122はピエゾ素子で構成され、ピエゾドライバ107からの励振電圧によって機械的共振周波数近傍の周波数の交流電圧が印加され、カンチレバー10は加振されて先端部の探針4は上下方向(Z方向)に振動する。   As shown in FIG. 4A, a cantilever 10 capable of measuring both the near-field light and the magnetic field is disposed at an opposing position above the row bar 40 placed on the Y stage 105 of the inspection stage 101. . The cantilever 10 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, an alternating voltage having a frequency near the mechanical resonance frequency is applied by an excitation voltage from the piezo driver 107, the cantilever 10 is vibrated, and the tip 4 of the probe 4 in the vertical direction ( (Z direction).

図4A及び図4Bに示すように、本実施例におけるカンチレバー10の探針4は、カンチレバー10の板状のレバー1の先端部に四面体構造で形成されている。レバー1と探針4とはシリコン(Si)で形成されている。レバー1と探針4の正面側(近接場光検出光学系115に面する側:図4A及び図4Bの左側)には薄い磁性膜2が形成されており、磁性膜2の表面には貴金属又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜3が形成されている。カンチレバー10は、レバー1と探針4、薄い磁性膜2、貴金属の粒子又は薄膜3とを備えて構成したことにより、近接場光と磁界との両方を測定することができる。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the probe 4 of the cantilever 10 in this embodiment is formed in a tetrahedral structure at the tip of the plate-like lever 1 of the cantilever 10. The lever 1 and the probe 4 are made of silicon (Si). A thin magnetic film 2 is formed on the front side of the lever 1 and the probe 4 (the side facing the near-field light detection optical system 115: the left side of FIGS. 4A and 4B), and a noble metal is formed on the surface of the magnetic film 2. Alternatively, fine particles or a thin film 3 of an alloy containing a noble metal is formed. Since the cantilever 10 includes the lever 1, the probe 4, the thin magnetic film 2, the noble metal particles or the thin film 3, both the near-field light and the magnetic field can be measured.

すなわち、探針4の表面に形成した薄い磁性膜2は、磁界を測定する際の感度と分解能を決め、磁界発生部502で発生した磁界503を測定する時に被測定物の磁場を感受する。また、探針4の表面に形成した貴金属(例えば金や銀等)又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜3は、探針4が近接場光506の発生領域に入ったときに微粒子又は薄膜3から発生する散乱光を、局在型表面プラズモン増強効果により増幅して、近接場光検出光学系115で検出することが可能な程度までの光量にする。ただし、貴金属又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜3は必ずしも必要ではなく、磁性膜2が十分に薄ければ、磁性膜2に近接場光505が当った時に局在型表面プラズモン増強効果により、近接場光により探針4の表面から発生する散乱光506を、近接場光検出光学系115で検出することが可能な程度までの光量に増幅させることができる。   That is, the thin magnetic film 2 formed on the surface of the probe 4 determines the sensitivity and resolution when measuring the magnetic field, and senses the magnetic field of the object to be measured when measuring the magnetic field 503 generated by the magnetic field generator 502. Further, the noble metal (for example, gold or silver) or the fine particle or thin film 3 of the alloy containing the noble metal formed on the surface of the probe 4 is fine when the probe 4 enters the generation region of the near-field light 506. Is amplified by the localized surface plasmon enhancement effect so that the amount of light can be detected by the near-field light detection optical system 115. However, the fine particles or the thin film 3 of the noble metal or the alloy containing the noble metal is not necessarily required. If the magnetic film 2 is sufficiently thin, when the near-field light 505 hits the magnetic film 2, the localized surface plasmon enhancing effect is obtained. The scattered light 506 generated from the surface of the probe 4 by the near-field light can be amplified to a light amount that can be detected by the near-field light detection optical system 115.

カンチレバー10の探針4のZ方向の振動は、図1Aに示すように、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130により検出される。この変位検出部130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10の探針4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。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。   As shown in FIG. 1A, the vibration in the Z direction of the probe 4 of the cantilever 10 is detected by a displacement detector 130 including a semiconductor laser element 109 and a displacement sensor 110 formed of a four-split optical detector element. The In this displacement detector 130, the laser emitted from the semiconductor laser element 109 is irradiated on the surface of the cantilever 10 opposite to the surface on which the probe 4 is formed, and the laser reflected by the cantilever 1 enters the displacement sensor 110. To do. 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. .

ここで、変位センサ110は4つに分割された受光面を持ち、カンチレバー10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10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。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。   Here, the displacement sensor 110 has a light receiving surface divided into four parts, and when the laser beam is irradiated from the semiconductor laser element 109 in a state where the cantilever 10 is not vibrated by the vibration unit 122, that is, in a stationary state. In addition, the reflection light from the cantilever 10 is installed at a position where it is equally incident on each of the four light receiving surfaces. 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.

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10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。
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 10 is not vibrated by the vibration unit 122, the output from the differential amplifier 111 becomes zero. The DC converter 112 is an RMS-DC converter (Root Mean) that converts a displacement signal output from the differential amplifier 111 into an effective DC signal.
It is composed of Squared value to Direct Current converter.

差動アンプ111から出力される変位信号は、カンチレバー10の変位に応じた信号であり、検査時にカンチレバー10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10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30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10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30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30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10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 10 and becomes an AC signal because the cantilever 10 vibrates during the inspection. 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 30 as a signal for monitoring the current magnitude of the cantilever 10 and adjusts the magnitude of the excitation of the cantilever 10. A signal output from the DC converter 112 is output to the piezo driver 107 through the control unit 30 as a control signal for the Z stage 104. This signal is monitored by the control unit 30, and the piezo driver 107 controls the piezo element (not shown) that drives the Z stage 104 according to the value, so that the initial position of the cantilever 10 is determined before the measurement is started. I try to adjust it.

本実施例においては、加振部122でカンチレバー10を所定の周波数で振動させた状態でピエゾドライバ107でXステージ106及びYステージ105を駆動することにより、図5Aに示すような熱アシスト磁気ヘッド素子部501の検査領域401を、カンチレバー10で走査する。この検査領域401は、1辺が数百nmから数μmの領域である。   In the present embodiment, the X-stage 106 and the Y-stage 105 are driven by the piezo driver 107 while the cantilever 10 is vibrated at a predetermined frequency by the vibration unit 122, whereby a thermally-assisted magnetic head as shown in FIG. 5A. The cantilever 10 scans the inspection area 401 of the element portion 501. This inspection region 401 is a region having one side of several hundred nm to several μm.

この検査領域401をカンチレバー10を上下に振動させながらXステージ106を移動させる場合に、探針4をX方向に点線402に沿って図の左側から右側に向って走査する(熱アシストヘッド素子501を図4Aの+X方向に移動させる) 場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の書き込み磁界発生部502からは磁界を発生させて、カンチレバー10をMFM(Magnetic Force Microscope:磁気力顕微鏡)モードで駆動して、発生させた磁界を検出する。このMFMモードで検査している間は、レーザドライバ531から近接場光発光部504へのレーザの出力を停止している。   When the X stage 106 is moved in this inspection area 401 while vibrating the cantilever 10 up and down, the probe 4 is scanned in the X direction along the dotted line 402 from the left side to the right side of the figure (thermal assist head element 501). Is moved in the + X direction in FIG. 4A), a magnetic field is generated from the write magnetic field generation unit 502 of the thermally-assisted magnetic head element unit 501, and the cantilever 10 is moved in MFM (Magnetic Force Microscope) mode. Drive to detect the generated magnetic field. During the inspection in the MFM mode, the laser output from the laser driver 531 to the near-field light emitting unit 504 is stopped.

一方、Xステージ106をX方向に点線403に沿って図の右側から左側に向かって走査する(熱アシストヘッド素子501を図4Bの−X方向に移動させる)場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の書き込み磁界発生部502から磁界を発生させずにカンチレバー10をAFM(Atomic Force Microscope:原子間力顕微鏡)モードで駆動して検査領域401の表面の凹凸形状を計測すると共に、レーザドライバ531から近接場光発光部504へパルス駆動電流又はパルス駆動電圧を出力して近接場光発生部504から近接場光を発生させ、近接場光検出光学系115で検出する。   On the other hand, when the X stage 106 is scanned in the X direction along the dotted line 403 from the right side to the left side of the drawing (the thermal assist head element 501 is moved in the -X direction in FIG. 4B), the thermal assist magnetic head element The cantilever 10 is driven in an AFM (Atomic Force Microscope) mode without generating a magnetic field from the writing magnetic field generating unit 502 of the unit 501 to measure the uneven shape on the surface of the inspection region 401 and the laser driver 531. The near-field light emitting unit 504 outputs a pulse driving current or pulse-driving voltage to generate near-field light from the near-field light generating unit 504, and the near-field light detecting optical system 115 detects the near-field light.

レーザドライバ531から発振したパルス駆動電流又はパルス駆動電圧5311により近接場光発生部504から近接場光を発生させる。ここで、近接場光発生部504における近接場光の発光効率はレーザ入射エネルギに対して数%程度であり、残りは熱エネルギに変換され、近接場光発生部504及びその近傍が発熱することになる。熱アシスト磁気ヘッド素子が磁気ディスクに組込まれて磁気ディスクにデータの書込みを行うときには磁気ディスクが数千rpmの速度で回転しており、磁気ディスクと熱アシスト磁気ヘッド素子との間に巻き込まれた空気により熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発生部が空冷されて温度上昇が抑制される。しかし、熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する場合には空冷機構が無いので、近接場光を発生させて検査を行う場合に、近接場光発生部の温度は、例えば、レーザドライバ531に50Wの電力を印加して発生させた連続発振レーザを近接場光発生部504に入射した場合、レーザを近接場光発生部504及びその近傍は200〜300℃程度まで温度が上昇する。   Near-field light is generated from the near-field light generator 504 by a pulse drive current or a pulse drive voltage 5311 oscillated from the laser driver 531. Here, the light emission efficiency of the near-field light in the near-field light generation unit 504 is about several percent with respect to the laser incident energy, and the rest is converted into thermal energy, and the near-field light generation unit 504 and its vicinity generate heat. become. When a heat-assisted magnetic head element is incorporated in a magnetic disk and data is written to the magnetic disk, the magnetic disk is rotating at a speed of several thousand rpm and is caught between the magnetic disk and the heat-assisted magnetic head element. The near-field light generating part of the heat-assisted magnetic head element is air-cooled by air, and the temperature rise is suppressed. However, since there is no air-cooling mechanism when inspecting a thermally assisted magnetic head element, the temperature of the near-field light generating unit is, for example, 50 W in the laser driver 531 when inspecting by generating near-field light. Is incident on the near-field light generating unit 504, the temperature of the near-field light generating unit 504 and its vicinity rises to about 200 to 300 ° C.

この発熱の影響を低減するために、本実施例においては、上記に説明したように熱アシスト磁気ヘッド素子部501で発生する近接場光の検出(AFMモード検出)と磁界の検出(MFMモード検出)とを交互に行うようにして、連続して近接場光を発生させる時間をできるだけ短くするようにした。また、近接場光を発生させるために近接場光発生部504に印加するパルス駆動電流又はパルス駆動電圧により発生するパルスレーザは、デューティーが25%以下となるようにレーザドライバ531を制御して、近接場光発生部504の発熱を抑えるようにした。   In order to reduce the influence of this heat generation, in this embodiment, as described above, detection of near-field light (AFM mode detection) and magnetic field detection (MFM mode detection) generated in the heat-assisted magnetic head element unit 501 are performed. ) Are alternately performed, and the time for continuously generating near-field light is made as short as possible. In addition, the pulse laser generated by the pulse driving current or the pulse driving voltage applied to the near-field light generating unit 504 to generate the near-field light controls the laser driver 531 so that the duty is 25% or less, Heat generation from the near-field light generating unit 504 was suppressed.

このように、検査時に、カンチレバー10に対する熱アシスト磁気ヘッド素子部501のX方向の走査の向きによってMFMモード検査とAFMモード検査とを切替えて、MFMモードで検査している間は近接場光発光部504へのパルス駆動電流又はパルス駆動電圧5311の印加を停止することにより、近接場光発光部504からの発熱による熱アシスト磁気ヘッド素子部501の温度上昇を抑制することが可能になり、熱アシスト磁気ヘッド素子部501でのダメージの発生を回避することができる。   As described above, during the inspection, the MFM mode inspection and the AFM mode inspection are switched according to the X-direction scanning direction of the thermally-assisted magnetic head element unit 501 with respect to the cantilever 10, and near-field light emission is performed while the inspection is performed in the MFM mode. By stopping the application of the pulse driving current or the pulse driving voltage 5311 to the unit 504, it becomes possible to suppress the temperature rise of the heat-assisted magnetic head element unit 501 due to heat generation from the near-field light emitting unit 504, and heat Generation of damage in the assist magnetic head element portion 501 can be avoided.

このMFMモード時とAFMモード時とにおいて、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の検査領域401の表面に対するカンチレバー10の探針4の高さを切替える。すなわち、AFMモードで検査する場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の検査領域401の表面に対するカンチレバー10の探針4の高さを、磁気ディスクへの書込み時のヘッド浮上高さHfに相当する高さに設定する。一方、これに対してMFMモードの場合には探針4の高さがHfより大きくなる(検査領域401の表面と探針4の先端部のギャップを大きく)ように設定する。この高さの切り替えは、Zステージ104をピエゾドライバ107で駆動することにより行う。   In the MFM mode and the AFM mode, the height of the probe 4 of the cantilever 10 with respect to the surface of the inspection region 401 of the thermally-assisted magnetic head element unit 501 is switched. That is, when inspecting in the AFM mode, the height of the probe 4 of the cantilever 10 with respect to the surface of the inspection area 401 of the thermally-assisted magnetic head element portion 501 corresponds to the head flying height Hf at the time of writing to the magnetic disk. Set to the height you want. On the other hand, in the MFM mode, the height of the probe 4 is set to be greater than Hf (the gap between the surface of the inspection region 401 and the tip of the probe 4 is increased). This height switching is performed by driving the Z stage 104 with a piezo driver 107.

なお、図5Aに示した例では、隣り合う点線402と403とは、Y方向で異なる位置を走査するように表示しているが、Y方向に同じ位置、即ち点線402と403とは重なるように走査してもよい。その場合には、最初に点線402に沿って熱アシスト磁気ヘッド素子部501を移動させてAFMモードの検査を行い、熱アシスト磁気ヘッド素子部501を点線403に沿って逆方向に移動させてMFMモードの検査を行う。次に、熱アシスト磁気ヘッド素子部501をY方向に1ピッチ移動させてAFMモードの検査とMFMモードの検査を行う。   In the example shown in FIG. 5A, the adjacent dotted lines 402 and 403 are displayed so as to scan different positions in the Y direction, but the same positions in the Y direction, that is, the dotted lines 402 and 403 overlap. May be scanned. In that case, first, the thermally assisted magnetic head element portion 501 is moved along the dotted line 402 to perform the AFM mode inspection, and the thermally assisted magnetic head element portion 501 is moved in the reverse direction along the dotted line 403. Check the mode. Next, the AFM mode inspection and the MFM mode inspection are performed by moving the heat-assisted magnetic head element portion 501 by one pitch in the Y direction.

次に、MFMモード検査時において熱アシスト磁気ヘッド素子部501から発生する磁界を検出する方法について説明する。   Next, a method for detecting a magnetic field generated from the thermally-assisted magnetic head element unit 501 at the time of MFM mode inspection will be described.

まず、探針4がMFMモード検査時の熱アシスト磁気ヘッド素子部501に対する高さ位置(ギャップ)となるように、ピエゾドライバ107でZステージ104を制御する。一方、プローブユニット140の駆動部143で駆動されてプローブ142の先端部分1421と1422とがそれぞれローバー40に形成された電極41と42とに接触した状態で交流電流1431を印加すると、書込み回路部43の書込み磁界発生部502から書込み磁界503が発生する。このとき、レーザドライバ531から近接場光発生部504へのレーザの出力は遮断されている。次に、カンチレバー10が加振部122により振動を加えられた状態で、ローバー40を載置したXステージ106をピエゾドライバ107で制御されたピエゾ素子(図示せず)により一定の速度で図4Aの+X方向に移動させることにより、探針4で熱アシスト磁気ヘッド素子501の検査領域401を、図5Aの点線402に沿った方向(+X方向)に走査する。   First, the Z stage 104 is controlled by the piezo driver 107 so that the probe 4 is at a height position (gap) with respect to the heat-assisted magnetic head element portion 501 at the time of MFM mode inspection. On the other hand, when an alternating current 1431 is applied in a state where the tip portions 1421 and 1422 of the probe 142 are in contact with the electrodes 41 and 42 formed on the row bar 40 by being driven by the drive unit 143 of the probe unit 140, the write circuit unit A write magnetic field 503 is generated from the 43 write magnetic field generator 502. At this time, the laser output from the laser driver 531 to the near-field light generator 504 is blocked. Next, in a state where the cantilever 10 is vibrated by the vibration unit 122, the X stage 106 on which the row bar 40 is placed is moved at a constant speed by a piezo element (not shown) controlled by a piezo driver 107. The probe 4 scans the inspection area 401 of the heat-assisted magnetic head element 501 in the direction (+ X direction) along the dotted line 402 in FIG. 5A.

カンチレバー10の探針4が書込み磁界発生部502により発生した書込み磁界503の中に入ると、探針4の表面に形成された薄膜の磁性体2が磁化され、探針4が磁気力を受けることにより、カンチレバー10の振動状態が変化する。この振動の変化を図1Aの変位センサ110で検出する。すなわち、カンチレバー10の振動状態が変わると、半導体レーザ素子109から発射されてカンチレバー10で反射されたレーザの変位センサ110の4つに分割された受光面への入射位置が変化する。   When the probe 4 of the cantilever 10 enters the write magnetic field 503 generated by the write magnetic field generator 502, the thin film magnetic body 2 formed on the surface of the probe 4 is magnetized, and the probe 4 receives magnetic force. As a result, the vibration state of the cantilever 10 changes. This change in vibration is detected by the displacement sensor 110 in FIG. 1A. That is, when the vibration state of the cantilever 10 changes, the incident position on the light receiving surface divided into four of the displacement sensor 110 of the laser emitted from the semiconductor laser element 109 and reflected by the cantilever 10 changes.

この変位センサ110の出力を差動アンプ111で検出することにより、走査する位置に応じたカンチレバー10の振動状態の変化を検出することができる。この検出した信号を制御部30で処理することにより、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の磁界発生部502が発生する書込み磁界503の強度分布を検出することが可能となる。この検出した書込み磁界の強度分布を予め設定した基準値と比較することにより、書込み磁界発生部502の良否を判定することができる。   By detecting the output of the displacement sensor 110 with the differential amplifier 111, it is possible to detect a change in the vibration state of the cantilever 10 according to the scanning position. By processing the detected signal by the control unit 30, it is possible to detect the intensity distribution of the write magnetic field 503 generated by the magnetic field generation unit 502 of the thermally-assisted magnetic head element unit 501. The quality of the write magnetic field generator 502 can be determined by comparing the detected write magnetic field intensity distribution with a preset reference value.

Xステージ106を駆動して探針4を検査領域401のX方向の距離分だけ移動させた後、Xステージ106の駆動を停止してMFMモードの検査を停止し、AFMモードに切り替えたのち、Xステージ106を逆方向に移動させる。   After driving the X stage 106 and moving the probe 4 by the distance in the X direction of the inspection region 401, the driving of the X stage 106 is stopped to stop the inspection in the MFM mode, and the mode is switched to the AFM mode. The X stage 106 is moved in the reverse direction.

次に、AFMモード検査時において熱アシスト磁気ヘッド素子部501からの近接場光の発生の状態を検出する方法について説明する。AFMモード検査時においては、加振部122で駆動してカンチレバー10を振動させた状態で、探針4で検査領域401を点線403に沿って−Xの方向に走査させ、走査中のカンチレバー10の振幅の変化を変位検出部130で検出して、検査領域401の表面の凹凸の情報を得ると同時に、近接場光発生部504の上面を走査中に探針4から発生する散乱光を近接場光検出光学系115で検出する。AFMモード検査を行うには、先ず、探針4がAFMモード時の熱アシスト磁気ヘッド素子部501に対する高さ位置(ギャップ)となるように、ピエゾドライバ107でZステージ104を制御する。次に、レーザドライバ531から出力されたパルス駆動電流又はパルス駆動電圧5311を、プローブユニット140から熱アシスト磁気ヘッド素子部501の近接場光発生部504に印加させる。   Next, a method for detecting the state of generation of near-field light from the thermally-assisted magnetic head element unit 501 at the time of AFM mode inspection will be described. At the time of AFM mode inspection, while the cantilever 10 is vibrated by being driven by the vibration unit 122, the inspection region 401 is scanned in the −X direction along the dotted line 403 by the probe 4, and the cantilever 10 being scanned is scanned. Is detected by the displacement detector 130 to obtain information on the unevenness of the surface of the inspection region 401, and at the same time, scattered light generated from the probe 4 while scanning the upper surface of the near-field light generator 504 is approached. Detection is performed by the field light detection optical system 115. To perform the AFM mode inspection, first, the Z stage 104 is controlled by the piezo driver 107 so that the probe 4 is at a height position (gap) with respect to the heat-assisted magnetic head element unit 501 in the AFM mode. Next, the pulse drive current or pulse drive voltage 5311 output from the laser driver 531 is applied from the probe unit 140 to the near-field light generating unit 504 of the thermally-assisted magnetic head element unit 501.

このような状態で、図4Bに示すように、加振部122によりカンチレバー10をローバー40の表面(記録面)510に対して上下方向に振動させ、ローバー40を載置したXステージ106を一定の速度でX方向で、先に説明したMFM検査時とは逆の方向(−X方向)に走査する。Xステージ106を走査中のカンチレバー10の振動の変化は、変位検出部130の変位センサ110で検出される。一方、Xステージ106を走査中に探針4が近接場光発生部504により近接場光505が発生している領域に到達すると、探針4の近接場光505が発生している領域内に存在する部分の表面から散乱光506が発生する。この探針4の表面で発生した散乱光は、探針4の表面の磁性膜2の上に形成された貴金属(例えば金や銀等)又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜3による局在型表面プラズモン増強効果により増幅される。この増幅された散乱光のうち、カンチレバー10の近傍に配置された近接場光検出光学系115に入射した散乱光は、光検出器523で検出される。   In this state, as shown in FIG. 4B, the cantilever 10 is vibrated in the vertical direction with respect to the surface (recording surface) 510 of the row bar 40 by the vibration unit 122, and the X stage 106 on which the row bar 40 is placed is fixed. Scan in the X direction at the speed of (2) in the direction opposite to the above-described MFM inspection (−X direction). A change in vibration of the cantilever 10 while scanning the X stage 106 is detected by the displacement sensor 110 of the displacement detector 130. On the other hand, when the probe 4 reaches the region where the near-field light 505 is generated by the near-field light generator 504 while scanning the X stage 106, the probe 4 enters the region where the near-field light 505 is generated. Scattered light 506 is generated from the surface of the existing portion. The scattered light generated on the surface of the probe 4 is localized by a noble metal (for example, gold or silver) formed on the magnetic film 2 on the surface of the probe 4 or an alloy-containing fine particle or thin film 3. Amplified by surface plasmon enhancement effect. Of the amplified scattered light, the scattered light incident on the near-field light detection optical system 115 disposed in the vicinity of the cantilever 10 is detected by the photodetector 523.

Xステージ106を駆動して探針4で検査領域401のX方向の距離分だけMFMモード時とは逆の方向に走査した後、Xステージ106の駆動を停止してAFMモードの検査を停止する。次に、Yステージ107を駆動して探針4に対して検査領域401をY方向に1ピッチ分移動させXステージ106を前回のMFMモード時と同じ方向に駆動して探針4で検査領域401のX方向に走査することを繰返して、探針4で検査領域401の全面を走査する。   After driving the X stage 106 and scanning with the probe 4 in the direction opposite to that in the MFM mode by the distance in the X direction of the inspection area 401, the driving of the X stage 106 is stopped and the inspection in the AFM mode is stopped. . Next, the Y stage 107 is driven and the inspection area 401 is moved by one pitch in the Y direction with respect to the probe 4, and the X stage 106 is driven in the same direction as in the previous MFM mode and the inspection area is moved by the probe 4. Scanning in the X direction of 401 is repeated, and the entire surface of the inspection region 401 is scanned with the probe 4.

このようにして探針4で検査領域401を1回全面走査することで、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の磁界発生部502から発生した磁界発生領域と近接場光発生部504から発生した近接場光による探針4からの散乱光を検出することにより近接場光発生領域とを検出することが可能となる。   In this way, the entire surface of the inspection area 401 is scanned once by the probe 4, so that the magnetic field generation area generated from the magnetic field generation section 502 of the thermally assisted magnetic head element section 501 and the near field generated from the near field light generation section 504 are obtained. By detecting the scattered light from the probe 4 by light, the near-field light generation region can be detected.

図7に、制御PC536の構成を示す。制御PC536は一般的なコンピュータで実現され、演算部710は中央処理装置により、記憶部720はハードディスク装置などの外部記憶装置により、キーボードやマウスなどの入力部730、入出力インタフェース740を備えて構成される。図1Aでは、制御部30の中に近接場光検出制御部530が含められる構成として記載しているが、図7の制御PC536は、磁気ヘッド素子検査装置100の各部の制御機能を含めて記載する。   FIG. 7 shows the configuration of the control PC 536. The control PC 536 is realized by a general computer, the arithmetic unit 710 is a central processing unit, the storage unit 720 is an external storage device such as a hard disk device, and includes an input unit 730 such as a keyboard and a mouse, and an input / output interface 740. Is done. In FIG. 1A, the near field light detection control unit 530 is included in the control unit 30, but the control PC 536 in FIG. 7 includes the control function of each unit of the magnetic head element inspection apparatus 100. To do.

記憶部720は、磁気ヘッド素子検査装置100の各部の制御パラメータを予め登録しておく制御パラメータ記憶領域721と、演算部536で実行する制御プログラムを記憶しておく制御プログラム記憶領域722、熱アシスト磁気ヘッド素子501の検査領域401を走査して検出した磁界強度値を探針の走査座標値と対応付けて記録する磁界強度記憶領域723と、熱アシスト磁気ヘッド素子501の近接場光発生部504の上面を走査して検出した近接場光発光強度値を探針の走査座標値と対応付けて記録する近接場光発光強度記憶領域724と、前記磁界強度記憶領域723、および前記近接場光発光強度記憶領域724に記録されたデータに基づき算出された磁界の分布、近接場光の強度の分布、近接場光発生領域形状及び位置などの計測結果を製番と対応付けて記憶する計測結果記憶領域725とを有する。   The storage unit 720 includes a control parameter storage area 721 that stores in advance control parameters of each unit of the magnetic head element inspection apparatus 100, a control program storage area 722 that stores a control program executed by the calculation unit 536, and a thermal assist. A magnetic field intensity storage area 723 for recording the magnetic field intensity value detected by scanning the inspection area 401 of the magnetic head element 501 in association with the scanning coordinate value of the probe, and a near-field light generator 504 of the thermally assisted magnetic head element 501. A near-field light emission intensity storage area 724 for recording the near-field light emission intensity value detected by scanning the upper surface of the probe in association with the scanning coordinate value of the probe, the magnetic field intensity storage area 723, and the near-field light emission Magnetic field distribution, near-field light intensity distribution, near-field light generation area shape and position calculated based on data recorded in the intensity storage area 724 Which measurement results manufacturing number and association with and a measurement result storage region 725 for storing.

演算部710は、制御プログラム記憶領域722に記憶されている各制御プログラムを演算部のメモリにロードして実行することにより実現する各処理部を有する。
計測スキャン制御部711は、計測対象の熱アシスト磁気ヘッド素子501の検査領域401に対して、プローブユニット140、X,Y,Zステージ、加振部122、変位検出部130、近接場光検出光学系115を制御して、全面、または所要の走査領域を探針で走査して、磁界強度、近接場光発光強度を計測する。
探針加振制御部712は、カンチレバー10を所定の周波数で所定の振幅で振動させ、カンチレバー10の振動の状態を変位検出部130により検出して、変位センサ110から出力された信号は差動アンプ111、DCコンバータ112、フィードバックコントローラ113を介して入力して振動の状態の変化を検出する。
The computing unit 710 includes processing units that are realized by loading each control program stored in the control program storage area 722 into the memory of the computing unit and executing it.
The measurement scan control unit 711 performs probe unit 140, X, Y, Z stage, vibration unit 122, displacement detection unit 130, and near-field light detection optics for the inspection area 401 of the heat-assisted magnetic head element 501 to be measured. The system 115 is controlled to scan the entire surface or a required scanning region with a probe, and measure the magnetic field intensity and near-field light emission intensity.
The probe excitation control unit 712 vibrates the cantilever 10 at a predetermined frequency and with a predetermined amplitude, detects the vibration state of the cantilever 10 by the displacement detection unit 130, and the signal output from the displacement sensor 110 is differential. Input through the amplifier 111, the DC converter 112, and the feedback controller 113 to detect changes in the state of vibration.

ワークアライメント制御部713は、Yステージ105の上面の位置決め用の載置部114に、ワーク(ローバー、ジンバルに組み付けられたヘッドアセンブリなど)が搭載ロボットにより搭載された状態をカメラ103で撮像して、位置ずれの確認を行い、ワークの検査初期位置への位置決めを制御する。
光学系アライメント制御部714は、前記観察光学系ユニット220により測定部のワーク(ローバーに形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部、ジンバルに組み付けられたヘッドアセンブリなど)の位置をCCDカメラ525からの出力画像より認識して、画像上のアライメントLineにワークの所定形状を合わせるように、X,Yステージを調整するか、または前記観察光学系ユニット220および前記近接場光検出光学系ユニット210の位置決め位置を連動して駆動して調整する。これにより、カンチレバー10の探針4で発生した散乱光を最適に捕らえられるように、光学系のアライメントを行なう。
製番認識部715は、観察光学系の画像において、検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子部501に刻印された製品番号などのIDデータを、例えば認識ウインドウ610を設定して、文字認識処理によって認識する。
The work alignment control unit 713 takes an image of a state in which a work (such as a rover or a head assembly attached to a gimbal) is mounted on the mounting unit 114 for positioning on the upper surface of the Y stage 105 by the mounting robot. The position deviation is confirmed, and the positioning of the workpiece to the initial inspection position is controlled.
The optical system alignment controller 714 outputs from the CCD camera 525 the position of the workpiece of the measuring unit (such as the heat-assisted magnetic head element formed on the rover, the head assembly mounted on the gimbal) by the observation optical system unit 220. Recognize from the image and adjust the X and Y stages so that the predetermined shape of the workpiece is aligned with the alignment line on the image, or positioning positions of the observation optical system unit 220 and the near-field light detection optical system unit 210 Drive in conjunction with to adjust. Thus, the optical system is aligned so that the scattered light generated by the probe 4 of the cantilever 10 can be captured optimally.
The product number recognition unit 715 recognizes ID data such as a product number stamped on the heat-assisted magnetic head element unit 501 to be inspected in the image of the observation optical system by setting a recognition window 610, for example, by character recognition processing. To do.

磁界強度分布検出部716は、前記計測スキャン制御部711の処理における書込み磁界発生部502上の探針4の走査によって発生した磁気力に起因して、変位センサ110の出力変化を差動アンプ111で検出することにより、走査する位置に応じたカンチレバー10の振動状態の変化を検出する。検出した磁界強度を探針の走査座標値と対応付けて磁界強度記憶領域723に記録する。   The magnetic field intensity distribution detection unit 716 detects the output change of the displacement sensor 110 due to the magnetic force generated by the scanning of the probe 4 on the write magnetic field generation unit 502 in the processing of the measurement scan control unit 711. By detecting at, a change in the vibration state of the cantilever 10 corresponding to the scanning position is detected. The detected magnetic field intensity is recorded in the magnetic field intensity storage area 723 in association with the scanning coordinate value of the probe.

近接場光発光強度検出部717は、近接場光発生部504から発生した近接場光による探針4からの散乱光を近接場光検出光学系115の光検出器523により検出し、検出した信号からカンチレバー10の振動と同期した信号をロックインアンプ535により取り出した出力より近接場光発光強度を算出して、探針の走査座標値と対応付けて近接場光発光強度記憶領域724へ記録する。   The near-field light emission intensity detector 717 detects the scattered light from the probe 4 by the near-field light generated from the near-field light generator 504 by the photodetector 523 of the near-field light detection optical system 115 and detects the detected signal. The near-field light emission intensity is calculated from the output of the signal synchronized with the vibration of the cantilever 10 from the lock-in amplifier 535 and recorded in the near-field light emission intensity storage area 724 in association with the scanning coordinate value of the probe. .

計測結果演算部718は、磁界強度記憶領域723と、近接場光発光強度記憶領域724に記録されたデータに基づき、磁界発生部502から発生した磁界強度の分布と近接場光発生部504から発生した近接場光の強度の分布を求める。例えば、近接場光の強度の分布は、図6Bに示すようなガウス分布が得られる。統計処理によりその中央値620の探針走査位置座標621は、近接場光発生部504のX座標位置を表わす。また、Y方向にシフトした各走査線上の同一X座標値の近接場光の強度の分布を求めれば、同様にして近接場光発生部504のY座標位置を求めることができる。
同様にして、磁界発生部502から発生した磁界強度の分布の統計処理により、磁界発生部502の位置を求めることができる。
Based on the data recorded in the magnetic field intensity storage area 723 and the near-field light emission intensity storage area 724, the measurement result calculation section 718 generates the distribution of the magnetic field intensity generated from the magnetic field generation section 502 and the near-field light generation section 504. The distribution of the intensity of the near-field light thus obtained is obtained. For example, the Gaussian distribution as shown in FIG. 6B is obtained as the intensity distribution of the near-field light. The probe scanning position coordinate 621 having the median value 620 by the statistical processing represents the X coordinate position of the near-field light generating unit 504. Further, if the distribution of the intensity of near-field light having the same X-coordinate value on each scanning line shifted in the Y direction is obtained, the Y-coordinate position of the near-field light generating unit 504 can be obtained in the same manner.
Similarly, the position of the magnetic field generator 502 can be obtained by statistical processing of the distribution of the magnetic field intensity generated from the magnetic field generator 502.

また、磁界強度の分布と近接場光の強度の分布を予め設定した基準データと比較することにより磁界発生部502から発生した磁界と近接場光発生部504からの近接場光発光の状態(磁界強度、磁界分布、磁界発生領域形状及び位置、近接場光強度、近接場光分布、近接場光発生領域形状及び位置など)の良否を判定することができる。   Further, by comparing the magnetic field intensity distribution and the near-field light intensity distribution with preset reference data, the magnetic field generated from the magnetic field generation unit 502 and the state of near-field light emission from the near-field light generation unit 504 (magnetic field) Strength, magnetic field distribution, magnetic field generation region shape and position, near-field light intensity, near-field light distribution, near-field light generation region shape and position, and the like.

更に、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の磁界発生部502が発生する書込み磁界(交流磁界)503と近接場光発生部504から発生する熱アシスト光(近接場光)505との位置関係も測定することが可能となる。これにより、製造工程途中のできるだけ早い段階で熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界と近接場光の強度分布の検査及び両者の位置関係の測定を行うことができる。
以上の演算結果、判定結果を計測結果記憶領域725へ、製番認識部715が認識したワーク(熱アシスト磁気ヘッド素子部)の製番と対応付けて記録する。
Further, the positional relationship between the write magnetic field (alternating magnetic field) 503 generated by the magnetic field generation unit 502 of the heat-assisted magnetic head element unit 501 and the thermal assist light (near-field light) 505 generated from the near-field light generation unit 504 is also measured. It becomes possible. Thereby, it is possible to inspect the intensity distribution of the write magnetic field and the near-field light of the thermally-assisted magnetic head element and measure the positional relationship between them at the earliest possible stage during the manufacturing process.
The above calculation results and determination results are recorded in the measurement result storage area 725 in association with the product number of the work (thermally assisted magnetic head element unit) recognized by the product number recognition unit 715.

本実施例による熱アシスト磁気ヘッド検査装置100による検査プロセスのフローを図8に示す。
ステップS801では、図示していないハンドリングユニットで供給トレイからワーク(ローバー40)を1本取り出し、検査ステージ101上に搬送してYステージ105の基準面1141にローバー40を押し当てた状態でYステージ105と載置部114により形成された段差部1142にローバー40を載置する。それと同期して、光学系切換機構230を駆動して観察光学系ユニット220を検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子501を観察する位置へ設定する。
FIG. 8 shows a flow of an inspection process by the heat-assisted magnetic head inspection apparatus 100 according to this embodiment.
In step S801, a workpiece (row bar 40) is taken out from the supply tray by a handling unit (not shown), conveyed onto the inspection stage 101, and pressed against the reference surface 1141 of the Y stage 105 in the Y stage. The row bar 40 is mounted on the stepped portion 1142 formed by the mounting unit 114 and the mounting unit 114. In synchronization therewith, the optical system switching mechanism 230 is driven to set the observation optical system unit 220 to a position where the heat-assisted magnetic head element 501 to be inspected is observed.

ステップS802では、カメラ103でローバー40を撮像してローバー40の位置情報を得て、この得た位置情報に基づいてXステージ106又はYステージ105を駆動してローバー40の位置を調整するアライメントを行う。   In step S802, the camera 103 images the row bar 40 to obtain the position information of the row bar 40. Based on the obtained position information, the X stage 106 or the Y stage 105 is driven to adjust the position of the row bar 40. Do.

ステップS803では、前記観察光学系ユニット220のCCDカメラ525により、検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子501を撮像した画像より、画像上のアライメントLineにワークの所定形状を合わせるように、X,Yステージを調整するか、または観察光学系ユニット220および近接場光検出光学系ユニット210の位置決め位置を連動して駆動・調整して光学系のアライメントを行なう。   In step S803, the X and Y stages are adjusted so that the predetermined shape of the workpiece is aligned with the alignment line on the image from the image obtained by imaging the heat-assisted magnetic head element 501 to be inspected by the CCD camera 525 of the observation optical system unit 220. The optical system is aligned by driving / adjusting the positioning positions of the observation optical system unit 220 and the near-field light detection optical system unit 210 in conjunction with each other.

ステップS804では、光学系切換機構230を駆動して、近接場光検出光学系ユニット210を測定位置へ切り換える。   In step S804, the optical system switching mechanism 230 is driven to switch the near-field light detection optical system unit 210 to the measurement position.

ステップS805の計測処理フローを、図9に示す。
計測処理は、まず、プローブユニット140の駆動部143を作動させてプローブ142を前進させ、プローブ142の先端部1421と1422とをローバー40に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部501の磁気ヘッド素子電極41と42とに接触させる。(S901)
次に、Zステージを駆動してカンチレバー10が熱アシスト磁気ヘッド素子部501の記録面510の検査領域401にMFMモードで検査する位置に移動する。(S902)
次に、熱アシスト磁気ヘッド素子部501に信号301を供給して磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503を発生させる(S903)。
The measurement process flow of step S805 is shown in FIG.
In the measurement process, first, the drive unit 143 of the probe unit 140 is operated to advance the probe 142, and the tip portions 1421 and 1422 of the probe 142 are formed on the row bar 40. The magnetic head element of the thermally-assisted magnetic head element unit 501 formed on the row bar 40 The electrodes 41 and 42 are brought into contact with each other. (S901)
Next, the Z stage is driven and the cantilever 10 moves to the inspection area 401 on the recording surface 510 of the thermally-assisted magnetic head element portion 501 to a position for inspection in the MFM mode. (S902)
Next, a signal 301 is supplied to the heat-assisted magnetic head element unit 501 to generate a write magnetic field (AC magnetic field) 503 from the magnetic field generator 502 (S903).

次に、加振部122でカンチレバー10を振動させながらピエゾドライバ107によりピエゾ素子(図示せず)を駆動してXステージ106をX方向に一定の速度で移動させながらカンチレバー10をMFMモードで検査領域401を走査する(S904)。カンチレバー10の探針4が検査領域401のX方向の端部に達したらXステージ106の駆動を停止する(S905)。次に、Zステージを駆動して熱アシスト磁気ヘッド素子部501の記録面510と探針4との間隔がAFMモード時の間隔になるようにカンチレバー10の位置を調整し(S906)、プローブユニット140から近接場光発生部504にパルス駆動電流又はパルス駆動電圧5311を印加させて検査領域401の内部の近接場光発生部504近傍に近接場光を発生させる(S907)。   Next, the cantilever 10 is inspected in the MFM mode while the piezo driver 107 drives a piezo element (not shown) while the cantilever 10 is vibrated by the vibration unit 122 and the X stage 106 is moved at a constant speed in the X direction. The area 401 is scanned (S904). When the probe 4 of the cantilever 10 reaches the end of the inspection area 401 in the X direction, the driving of the X stage 106 is stopped (S905). Next, the Z stage is driven to adjust the position of the cantilever 10 so that the distance between the recording surface 510 of the thermally-assisted magnetic head element portion 501 and the probe 4 becomes the distance in the AFM mode (S906), and the probe unit. The near-field light generating unit 504 is applied with a pulse driving current or a pulse driving voltage 5311 from 140 to generate near-field light near the near-field light generating unit 504 inside the inspection region 401 (S907).

次に、加振部122でカンチレバー10を振動させながらピエゾドライバ107によりピエゾ素子(図示せず)を駆動してXステージ106を−X方向に一定の速度で移動させながらカンチレバー10をAFMモードで検査領域401を走査する(S908)。カンチレバー10の探針4が検査領域401のX方向の反対側の端部に達したらXステージ106の駆動を停止する(S909)。   Next, a piezoelectric element (not shown) is driven by a piezo driver 107 while the cantilever 10 is vibrated by the vibration unit 122 to move the X stage 106 at a constant speed in the −X direction, and the cantilever 10 is moved in the AFM mode. The inspection area 401 is scanned (S908). When the probe 4 of the cantilever 10 reaches the end of the inspection region 401 opposite to the X direction, the driving of the X stage 106 is stopped (S909).

次に、検査領域401上の所定走査線を全て検査したかをチェックし(S910)、全ての所定走査線の検査が終わっていない場合には(S910でNOのとき)、ピエゾドライバ107によりピエゾ素子(図示せず)を駆動してYステージ105を次の走査線のY座標へ移動させ(S911)、S901からS910までを繰り返し実行する。   Next, it is checked whether or not all the predetermined scanning lines on the inspection area 401 have been inspected (S910). If all the predetermined scanning lines have not been inspected (NO in S910), the piezo driver 107 performs piezo. The element (not shown) is driven to move the Y stage 105 to the Y coordinate of the next scanning line (S911), and S901 to S910 are repeatedly executed.

このS901からS911までの処理を繰り返し実行することにより、熱アシスト磁気ヘッド素子501の磁界発生部502から発生する書込み磁界503の分布と近接場光発光部504から発生した近接場光505の発生領域の形状とを、検査領域401上の所定走査線を探針4で1回スキャンするだけで検出することができる。   By repeatedly executing the processing from S901 to S911, the distribution of the write magnetic field 503 generated from the magnetic field generation unit 502 of the thermally-assisted magnetic head element 501 and the generation region of the near-field light 505 generated from the near-field light emission unit 504 are performed. Can be detected by scanning a predetermined scanning line on the inspection region 401 once with the probe 4.

次に、図8のステップS806に戻り、ワーク(ローバー40)上に未だ検査をしていない次の熱アシスト磁気ヘッド素子501が残っているかを判定して、残っている場合は、ステップS807へ移り、次の熱アシスト磁気ヘッド素子501を測定位置へ移動させる。
ステップS808では、光学系切換機構230を駆動して、近接場光検出光学系ユニット210から観察光学系ユニット220を測定位置へ切り換えて、ステップS803へ移る。
Next, returning to step S806 in FIG. 8, it is determined whether or not the next heat-assisted magnetic head element 501 that has not been inspected still remains on the work (rover 40). If it remains, the process proceeds to step S807. The next heat-assisted magnetic head element 501 is moved to the measurement position.
In step S808, the optical system switching mechanism 230 is driven to switch the observation optical system unit 220 from the near-field light detection optical system unit 210 to the measurement position, and the process proceeds to step S803.

ステップS806において、ワーク(ローバー40)上に未だ検査をしていない次の熱アシスト磁気ヘッド素子501が残っていないと判定された場合には、ステップS809へ移り、図示していないハンドリングユニットで検査ステージ101上の載置部114に載置されたワーク(ローバー40)を搬出して、回収トレイに収納する。   If it is determined in step S806 that the next heat-assisted magnetic head element 501 that has not yet been inspected on the work (rover 40) does not remain, the process proceeds to step S809 and is inspected by a handling unit (not shown). The work (row bar 40) placed on the placement unit 114 on the stage 101 is unloaded and stored in the collection tray.

次に、ステップS810において、供給トレイに未検査のワーク(ローバー40)があるか否かをチェックして、有る場合には、ステップS811へ移って次のワーク(ローバー40)を選択して、ステップS801の処理へ移り、未検査のワーク(ローバー40)が無い場合には、検査を終了する。   Next, in step S810, it is checked whether or not there is an uninspected work (rover 40) in the supply tray. If there is, the process proceeds to step S811, and the next work (rover 40) is selected. Proceeding to step S801, if there is no uninspected work (rover 40), the inspection is terminated.

本実施形態によれば、熱アシスト磁気ヘッドの検査部100でローバー40に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子501から発生する書込み磁界(交流磁界)と熱アシスト光(近接場光)とをカンチレバー10により検査領域全面、または所定数の走査線を1回スキャンするだけで検出することができ、製造工程の上流で、かつ、比較的短い時間で検査を行うことができる。   According to this embodiment, the write magnetic field (alternating magnetic field) and the heat assist light (near field light) generated from the heat assist magnetic head element 501 formed on the row bar 40 by the inspection unit 100 of the heat assist magnetic head can be converted into the cantilever 10. Thus, detection can be performed by scanning the entire surface of the inspection region or a predetermined number of scanning lines only once, and inspection can be performed upstream of the manufacturing process and in a relatively short time.

なお、上記実施例では、ローバー40に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子501を検査する例について説明したが、熱アシスト磁気ヘッド素子501が図示していないジンバルに組み付けられたヘッドアセンブリの状態でも、同様にして検査を行うことができる。この場合には、載置部114を、ヘッドアセンブリを搭載するのに適した形状に変更すればよい。   In the above embodiment, the example of inspecting the thermally assisted magnetic head element 501 formed on the row bar 40 has been described. However, even in the state of the head assembly in which the thermally assisted magnetic head element 501 is assembled to a gimbal (not shown), The inspection can be performed in the same manner. In this case, the mounting portion 114 may be changed to a shape suitable for mounting the head assembly.

次に、上記実施の形態と異なる他の実施の形態について説明する。上記実施の形態と異なる点は、上記実施の形態では図5Aに示すように、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の検査領域401をカンチレバー10で走査する際に、X方向及び−X方向にカンチレバー10で走査させたが、他の実施の形態では、図5Bに示すようにY方向及び−Y方向にカンチレバー10で走査させる。   Next, another embodiment different from the above embodiment will be described. The difference from the above embodiment is that in the above embodiment, as shown in FIG. 5A, when the inspection area 401 of the thermally-assisted magnetic head element portion 501 is scanned with the cantilever 10, the cantilever 10 is moved in the X direction and the −X direction. However, in another embodiment, as shown in FIG. 5B, scanning is performed by the cantilever 10 in the Y direction and the −Y direction.

この検査領域401をカンチレバー10を上下に振動させながらYステージ105を移動させる場合に、探針4をY方向に点線1602に沿って図の上側から下側に向って走査する(熱アシストヘッド素子501を図4Aで紙面垂直方向に対して下方に移動させる) 場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の書き込み磁界発生部502からは磁界を発生させて、カンチレバー10をMFMモードで駆動して、発生させた磁界を検出する。このMFMモードで検査している間は、レーザドライバ531から近接場光発光部504へのレーザの出力を停止している。   When the Y stage 105 is moved while vibrating the cantilever 10 up and down in the inspection area 401, the probe 4 is scanned in the Y direction along the dotted line 1602 from the upper side to the lower side of the figure (thermal assist head element). 501 is moved downward with respect to the vertical direction in FIG. 4A), a magnetic field is generated from the write magnetic field generation unit 502 of the heat-assisted magnetic head element unit 501, and the cantilever 10 is driven in the MFM mode. , Detect the generated magnetic field. During the inspection in the MFM mode, the laser output from the laser driver 531 to the near-field light emitting unit 504 is stopped.

一方、Yステージ105をY方向に点線1603に沿って図の下側から上側に向かって走査する(熱アシストヘッド素子501を図4Bの紙面垂直方向に対して上方に移動させる)場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の書き込み磁界発生部502から磁界を発生させずにカンチレバー10をAFMモードで駆動して検査領域401の表面の凹凸形状を計測すると共に、レーザドライバ531から近接場光発光部504へレーザを出力して近接場光発生部504から近接場光を発生させ、近接場光検出光学系115で検出する。   On the other hand, when the Y stage 105 is scanned from the lower side to the upper side along the dotted line 1603 in the Y direction (the thermal assist head element 501 is moved upward with respect to the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4B), The cantilever 10 is driven in the AFM mode without generating a magnetic field from the write magnetic field generation unit 502 of the heat-assisted magnetic head element unit 501 to measure the uneven shape on the surface of the inspection region 401 and near-field light emission from the laser driver 531. The laser is output to the unit 504 to generate near-field light from the near-field light generation unit 504 and detected by the near-field light detection optical system 115.

このように、検査時に、カンチレバー10に対する熱アシスト磁気ヘッド素子部501のY方向の走査の向きによってMFMモード検査とAFMモード検査とを切替えて、MFMモードで検査している間は近接場光発光部504へのパルス駆動電流又はパルス駆動電圧5311の印加を停止することにより、近接場光発光部504からの発熱による熱アシスト磁気ヘッド素子部501の温度上昇を抑制することが可能になり、熱アシスト磁気ヘッド素子部501でのダメージの発生を回避することができる。   As described above, during the inspection, the MFM mode inspection and the AFM mode inspection are switched depending on the scanning direction in the Y direction of the thermally-assisted magnetic head element unit 501 with respect to the cantilever 10, and near-field light emission is performed while the inspection is performed in the MFM mode. By stopping the application of the pulse driving current or the pulse driving voltage 5311 to the unit 504, it becomes possible to suppress the temperature rise of the heat-assisted magnetic head element unit 501 due to heat generation from the near-field light emitting unit 504, and heat Generation of damage in the assist magnetic head element portion 501 can be avoided.

このMFMモード時とAFMモード時とにおいて、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の検査領域401の表面に対するカンチレバー10の探針4の高さを切替える。すなわち、AFMモードで検査する場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の検査領域401の表面に対するカンチレバー10の探針4の高さを、磁気ディスクへの書込み時のヘッド浮上高さHfに相当する高さに設定する。一方、これに対してMFMモードの場合には探針4の高さがHfより大きくなる(検査領域401の表面と探針4の先端部のギャップを大きく)ように設定する。この高さの切り替えは、Zステージ104をピエゾドライバ107で駆動することにより行う。   In the MFM mode and the AFM mode, the height of the probe 4 of the cantilever 10 with respect to the surface of the inspection region 401 of the thermally-assisted magnetic head element unit 501 is switched. That is, when inspecting in the AFM mode, the height of the probe 4 of the cantilever 10 with respect to the surface of the inspection area 401 of the thermally-assisted magnetic head element portion 501 corresponds to the head flying height Hf at the time of writing to the magnetic disk. Set to the height you want. On the other hand, in the MFM mode, the height of the probe 4 is set to be greater than Hf (the gap between the surface of the inspection region 401 and the tip of the probe 4 is increased). This height switching is performed by driving the Z stage 104 with a piezo driver 107.

なお、図5Aに示した例と同様に図5Bに示した例では、隣り合う点線1602と1603とは、Y方向で異なる位置を走査するように表示しているが、Y方向に同じ位置、即ち点線1602と1603とは重なるように走査してもよい。その場合には、最初に点線1602に沿って熱アシスト磁気ヘッド素子部501を移動させてAFMモードの検査を行い、熱アシスト磁気ヘッド素子部501を点線1603に沿って逆方向に移動させてMFMモードの検査を行う。次に、熱アシスト磁気ヘッド素子部501をX方向に1ピッチ移動させてAFMモードの検査とMFMモードの検査を行う。   In the example shown in FIG. 5B as in the example shown in FIG. 5A, the adjacent dotted lines 1602 and 1603 are displayed so as to scan different positions in the Y direction, but the same position in the Y direction, That is, the dotted lines 1602 and 1603 may be scanned so as to overlap. In that case, first, the thermally assisted magnetic head element unit 501 is moved along the dotted line 1602 to perform the AFM mode inspection, and the thermally assisted magnetic head element unit 501 is moved in the reverse direction along the dotted line 1603 to perform the MFM. Check the mode. Next, the AFM mode inspection and the MFM mode inspection are performed by moving the heat-assisted magnetic head element portion 501 by one pitch in the X direction.

また、レーザドライバ531は、パルス駆動電流又はパルス駆動電圧でなく、一定の電流又は電圧を印加して、熱アシスト磁気ヘッド素子部501の近接場光発生部504から近接場光505を発生させるようにしてもよい。   The laser driver 531 applies a constant current or voltage instead of the pulse driving current or pulse driving voltage to generate the near field light 505 from the near field light generating unit 504 of the thermally assisted magnetic head element unit 501. It may be.

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・・・レバー 4・・・探針 10・・・カンチレバー 30・・・制御部 40・・・熱アシスト磁気ヘッド素子 100・・・熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置 101・・・検査ステージ 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 111・・・差動アンプ 114・・・載置部 115・・・近接場光検出光学系 130・・・変位検出部 140・・・プローブユニット 210・・・近接場光検出光学系ユニット 220・・・観察光学系ユニット 230・・・光学系切換機構 510・・・結像レンズ系 523・・・光検出器 525・・・CCDカメラ 530・・・近接場光検出制御系 531・・・レーザドライバ 532・・・パルス変調器 533・・・制御基板 534・・・バイアス電源 535・・・ロックインアンプ 536・・・制御PC   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lever 4 ... Probe 10 ... Cantilever 30 ... Control part 40 ... Thermally assisted magnetic head element 100 ... Thermally assisted magnetic head element inspection apparatus 101 ... Inspection stage 104- ..Z stage 105 ... Y stage 106 ... X stage 107 ... piezo driver 111 ... differential amplifier 114 ... mounting section 115 ... near-field light detection optical system 130 ... Displacement detection unit 140 ... probe unit 210 ... near-field light detection optical system unit 220 ... observation optical system unit 230 ... optical system switching mechanism 510 ... imaging lens system 523 ... light detection 525... CCD camera 530... Near-field light detection control system 531... Laser driver 532 · Pulse modulator 533 ... control board 534 ... bias power supply 535 ... lock-in amplifier 536 ... control PC

Claims (6)

熱アシスト磁気ヘッド素子を搭載してXY平面内で移動可能なXYテーブルと先端部に
表面に磁性膜が形成された探針を有するカンチレバーとを備えた走査型プローブ顕微鏡手
段と、
該走査型プローブ顕微鏡手段の前記XYテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素
子に形成された端子に交流電流を供給すると共に、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成
された近接場光発光部に駆動電流又は駆動電圧を印加させるプローブユニットと、
前記XYテーブル上に搭載された前記熱アシスト磁気ヘッド素子を視野に収めて撮像す
る撮像手段と、
前記探針が前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部から発生した近
接場光の発生領域に有るときに前記探針から発生した散乱光を検出する光検出器を有する
散乱光検出手段と、
前記撮像手段の配置と前記散乱光検出手段の配置とを機械的に切換えて、いずれか一方
の手段の適用を可能とする光学系切換手段と、
前記撮像手段が撮像した画像を認識処理して、前記散乱光検出手段が前記散乱光を検出
するために適正な位置へ、前記近接場光発光部と前記散乱光検出手段との相対位置を調整
するアライメント手段と、
前記プローブユニットから前記近接場光発光部にレーザの入射を停止した状態で前記端
子に交流電流を供給して前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面に磁界を発生させながら前
記表面を前記カンチレバーの探針で走査することにより前記走査型プローブ顕微鏡手段か
ら出力される出力信号と、前記端子への交流電流の供給を停止した状態で前記プローブユ
ニットから前記近接場光発光部にレーザを入射させて前記近接場光発光部から近接場光を
発生させながら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の探針で走査し
て前記散乱光検出手段から出力される出力信号とを用いて前記熱アシスト磁気ヘッド素子
の検査を行う信号処理手段と
を備えたことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
Scanning probe microscope means comprising an XY table mounted with a thermally assisted magnetic head element and movable in an XY plane, and a cantilever having a probe having a magnetic film formed on the tip thereof on the surface;
An alternating current is supplied to a terminal formed on the thermally assisted magnetic head element mounted on the XY table of the scanning probe microscope means, and a driving current is supplied to the near-field light emitting unit formed on the thermally assisted magnetic head element. Or a probe unit for applying a driving voltage;
An imaging means for imaging the thermally-assisted magnetic head element mounted on the XY table in a visual field;
Scattered light having a photodetector for detecting scattered light generated from the probe when the probe is in a near-field light generation region generated from a near-field light emitting unit formed in the thermally-assisted magnetic head element. Detection means;
An optical system switching means that mechanically switches between the arrangement of the imaging means and the arrangement of the scattered light detection means, and enables application of either one of the means;
The image picked up by the image pickup means is recognized, and the relative position between the near-field light emitting unit and the scattered light detection means is adjusted to an appropriate position for the scattered light detection means to detect the scattered light. Alignment means for
While the laser beam is stopped from the probe unit to the near-field light emitting unit, an alternating current is supplied to the terminal to generate a magnetic field on the surface of the thermally-assisted magnetic head element, and the surface is covered with the probe of the cantilever. In the state where the output signal output from the scanning probe microscope means and the supply of alternating current to the terminal are stopped, a laser is incident from the probe unit to the near-field light emitting unit in the proximity state. The heat-assisted magnetic head using an output signal output from the scattered light detection means by scanning the surface of the heat-assisted magnetic head element with the probe of the cantilever while generating near-field light from a field light emitting unit A heat-assisted magnetic head inspection apparatus comprising: signal processing means for inspecting an element.
請求項1記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置であって、前記探針の表面に形成された
磁性膜の上に、貴金属又は貴金属を含む合金の粒子が形成されていることを特徴とする熱
アシスト磁気ヘッド検査装置。
2. The heat-assisted magnetic head inspection apparatus according to claim 1, wherein particles of a noble metal or an alloy containing a noble metal are formed on a magnetic film formed on a surface of the probe. Magnetic head inspection device.
請求項1又は2に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置であって、前記信号処理手段は
、前記走査型プローブ顕微鏡手段からの出力信号と前記散乱光検出手段からの出力信号と
を処理して、前記熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する磁界の分布と前記近接場光発光部
の近傍に発生した近接場光の分布とを求めることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査
装置。
The heat-assisted magnetic head inspection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the signal processing means processes an output signal from the scanning probe microscope means and an output signal from the scattered light detection means, An apparatus for inspecting a heat-assisted magnetic head, characterized in that a distribution of a magnetic field generated by the heat-assisted magnetic head element and a distribution of near-field light generated in the vicinity of the near-field light emitting unit are obtained.
表面に磁性膜が形成された探針を先端部に有するカンチレバーとXY平面内で移動可能
なXYテーブルとを備えた走査型プローブ顕微鏡の前記XYテーブルに熱アシスト磁気ヘ
ッド素子を搭載し、
前記熱アシスト磁気ヘッド素子を視野に収めて撮像手段により撮像し、
前記撮像手段が撮像した画像を認識処理して、散乱光検出手段が散乱光を検出するため
に適正な位置へ、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部と前記散乱光検出手段との相対位置を調整し、
前記XYテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された端子に交流電流
を供給して前記熱アシスト磁気ヘッド素子に磁界を発生させ、
前記熱アシスト磁気ヘッド素子に磁界を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素
子の表面を前記走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針で走査して前記発生させた磁
界の分布を求め、
前記撮像手段の配置と前記散乱光検出手段の配置とを機械的に切換えて、前記散乱光検
出手段を適用状態とし、
前記XYテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部
にレーザを入射させて前記近接場光発光部から近接場光を発生させ、
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熱アシスト磁気ヘッド素子の
表面を前記走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針で走査して前記近接場光の発生領
域で前記探針から発生した散乱光を前記散乱光検出手段で集光して検出し、該検出した散
乱光から前記近接場光の発光領域及びその分布を求め、
前記求めた磁界の分布と前記求めた近接場光の発光領域及びその分布の情報に基づいて
前記熱アシスト磁気ヘッド素子の良否を判定する
ことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査方法。
A thermally assisted magnetic head element is mounted on the XY table of a scanning probe microscope having a cantilever having a probe with a magnetic film formed on the surface at the tip and an XY table movable in the XY plane,
The thermally assisted magnetic head element is stored in a field of view and imaged by an imaging means,
The image picked up by the image pickup means is recognized, and the near-field light emitting part formed on the thermally-assisted magnetic head element and the scattered light detection are moved to an appropriate position for the scattered light detection means to detect the scattered light. Adjust the relative position with the means,
Supplying an alternating current to a terminal formed on the thermally-assisted magnetic head element mounted on the XY table to generate a magnetic field in the thermally-assisted magnetic head element;
Scanning the surface of the thermally-assisted magnetic head element with a probe of a cantilever of the scanning probe microscope in a state where a magnetic field is generated in the thermally-assisted magnetic head element, obtaining the distribution of the generated magnetic field,
By mechanically switching between the arrangement of the imaging means and the arrangement of the scattered light detection means, the scattered light detection means is applied,
A laser is incident on a near-field light emitting unit formed on a thermally-assisted magnetic head element mounted on the XY table to generate near-field light from the near-field light emitting unit,
The surface of the thermally-assisted magnetic head element is scanned with a probe of a cantilever of the scanning probe microscope in a state where near-field light is generated from the near-field light emitting unit, and the probe is generated in the near-field light generation region. The scattered light generated from the light is collected and detected by the scattered light detection means, and the emission region of the near-field light and its distribution are obtained from the detected scattered light,
A heat-assisted magnetic head inspection method, wherein the quality of the thermally-assisted magnetic head element is determined based on the obtained magnetic field distribution, the obtained near-field light emission region and the distribution information.
請求項4に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査方法であって、前記探針の表面に形成され
た磁性膜の上には貴金属又は貴金属を含む合金の粒子が形成されており、前記探針の一部
が前記近接場光発光部で発生した近接場光中に有るときに前記貴金属又は貴金属を含む合
金の粒子によって局在型表面プラズモン増強効果により増幅された散乱光を発生すること
を特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査方法。
5. The thermally assisted magnetic head inspection method according to claim 4, wherein particles of a noble metal or an alloy containing a noble metal are formed on a magnetic film formed on a surface of the probe. When the portion is in the near-field light generated in the near-field light emitting portion, the scattered light amplified by the localized surface plasmon enhancement effect is generated by the particles of the noble metal or the alloy containing the noble metal. Thermally assisted magnetic head inspection method.
請求項4に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査方法であって、前記探針を前記熱アシスト
磁気ヘッド素子上に設定された検査領域の全面を1回スキャンすることにより、前記検査
領域内における磁界の分布と近接場光の発光領域及びその分布を求めることを特徴とする
熱アシスト磁気ヘッド検査方法。
5. The thermally assisted magnetic head inspection method according to claim 4, wherein the probe scans the entire surface of the inspection region set on the thermally assisted magnetic head element once, thereby detecting a magnetic field in the inspection region. A heat-assisted magnetic head inspection method characterized by obtaining a distribution, a light emitting region of near-field light, and a distribution thereof.
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