JP6129630B2 - Thermally assisted magnetic head element inspection method and apparatus, temperature measurement method and apparatus for micro heat source, cantilever and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、走査プローブ顕微鏡を用いて微小熱源を測定すると共に磁界を測定して熱アシスト磁気ヘッド素子の熱アシスト光発光部と磁界発生部を検査する熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法及びその装置、微小熱源の温度測定方法及びその装置並びにカンチレバーおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for inspecting a heat-assisted magnetic head element that measures a micro heat source using a scanning probe microscope and measures a magnetic field to inspect a heat-assisted light emitting part and a magnetic field generating part of the heat-assisted magnetic head element. The present invention relates to a method for measuring a temperature of a micro heat source and an apparatus thereof, a cantilever and a method for manufacturing the same.
次世代ハードディスク用の磁気ヘッドとして、特許文献1及び特許文献2、特許文献3などに記載されているような熱アシスト磁気ヘッド素子が検討されている。熱アシスト磁気ヘッド素子から発生する熱アシスト光即ち近接場光は数十ナノメートル(nm)以下の幅の範囲にあり、この光スポットの空間分布と熱源としてもつエネルギー密度または絶対温度はハードディスクの書き込みトラック幅を決める。実際熱アシスト磁気ヘッド動作する際、上記近接場光スポットの強度分布や、エネルギー密度または絶対温度などの情報に対する検査方法は未解決の重要な課題である。
As a magnetic head for the next generation hard disk, a thermally assisted magnetic head element as described in
一方、上記熱アシスト磁気ヘッドの近接場光スポットのような微小な熱源を走査プローブ顕微鏡(Scan Probe Microscope: SPM)検査技術に基づいて、測定する技術が特許文献4及び5に開示されている。
On the other hand,
また、本発明の基本技術として、HDDの磁気ヘッドが発生した書込み磁界を走査プローブ顕微鏡(Scan Probe Microscope: SPM)検査技術に基づいて、測定する技術が特許文献6と非特許文献1に開示されている。
Further, as a basic technique of the present invention, Patent Document 6 and Non-Patent
特許文献1乃至3には、熱アシスト磁気ヘッドの構造について開示されているが、熱アシスト磁気ヘッドを検査する方法については開示されていない。
一方、発熱プローブ及び発熱プローブ装置に関する特許文献4に開示されている方法では、熱抵抗発熱プローブを使用し、導電性ナノチューブ探針の先端により試料表面を走査し、試料表面の温度分布を発熱体の抵抗変化として熱を直接に検出する。この方法は、走査速度が遅く、プローブが非常に高価であることなどにより、量産向きの検査装置には向いていない。
On the other hand, in the method disclosed in
また、微小表面温度分布測定装置に関する特許文献5には、カンチレバーの共振周波数の温度依存性を利用し、カンチレバーの温度変化を共振周波数の変化として測定することにより、微小表面温度分布測定が達成される見込みであるが、カンチレバー全体が高温状態となる前提条件のため、高い空間分解能での測定が不可能であり、カンチレバーが熱平衡状態になるまで待たなければならないため、高速な測定も困難である。
Further, in
更に、磁気ヘッド検査方法とその装置に関する特許文献6には、磁気ヘッド素子をウェハから切り出されたローバーの状態で原子間力顕微鏡を用いて、磁気ヘッドの書込みトラック幅の検査を行うことが開示されているが、特許文献6には、熱アシスト磁気ヘッドの発熱の状態を検査することについては記載されていない。非特許文献1には、ハードディスクドライブ(Hard Disk Drive: HDD)の磁気ヘッドが発生した書込み磁界を走査プローブ顕微鏡(Scan Probe Microscope: SPM)を用いて検査することが開示されている。すなわち、非特許文献1には、HDDの磁気ヘッドの測定において、カンチレバーの磁界感度(Δφ)、即ちHDDの磁気ヘッドから発生した交流磁界からカンチレバーの探針の磁性材料に加わる磁気力によって生じるカンチレバーの振動の位相変化量を向上させるために、カンチレバーに加わる磁気力は磁性材料の飽和磁束密度Bsに比例することを着目し、飽和磁束密度Bsが大きい磁性材料を使用することによって磁界感度を向上させることが記載されている。しかし、非特許文献1には、熱アシスト磁気ヘッドの発熱の状態を検査することについては記載されていない。
Further, Patent Document 6 relating to a magnetic head inspection method and apparatus discloses that a magnetic head element is inspected for the write track width of the magnetic head using an atomic force microscope in a state of a row bar cut out from the wafer. However, Patent Document 6 does not describe inspecting the heat generation state of the heat-assisted magnetic head. Non-Patent
本発明は、上記した従来技術の課題を解決するものであり、熱アシスト磁気ヘッド素子をローバーの状態で検査することにより製造工程のできるだけ早い段階で熱アシスト磁気ヘッドの検査を行うことを可能にする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法及びその装置、微小熱源の温度測定方法及びその装置並びにカンチレバーおよびその製造方法を提供するものである。 The present invention solves the above-described problems of the prior art, and by inspecting a thermally assisted magnetic head element in a row bar state, it is possible to inspect the thermally assisted magnetic head as early as possible in the manufacturing process. The present invention provides an inspection method and apparatus for a thermally assisted magnetic head element, a temperature measurement method and apparatus for a micro heat source, a cantilever and a manufacturing method thereof.
上記した課題を解決するために、本発明では、熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する検査装置を、試料である熱アシスト磁気ヘッド素子を載置して平面内で移動可能なテーブル手段と、このテーブル手段に載置された試料の表面を走査する探針を有してこの探針の表面には磁性膜が形成されているカンチレバーと、このカンチレバーを試料の表面に対して上下方向に振動させる振動駆動手段と、この振動駆動手段により振動させられているカンチレバーの探針が形成されている側と反対側の面に光を照射してカンチレバーからの反射光を検出することによりカンチレバーの振動を検出する変位検出手段と、熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から交流磁界を発生させる信号と近接場光発光部から近接場光を発生させるための信号とを出力する信号出力手段と、この信号出力手段から出力された信号により熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生した近接場光によりカンチレバーの磁性膜が形成された探針の表面から発生した散乱光を検出する散乱光検出手段と、 近接場光発光部から近接場光を発光させない状態で信号出力手段から出力した信号により磁界発生部から交流磁界を発生させて変位検出手段で検出して得た信号と信号出力手段から出力した信号により近接場光発光部から近接場光を発光させた状態で磁界発生部から交流磁界を発生させて変位検出手段で検出して得た信号とを用いて近接場光発光部から発光させた近接場光の温度を検査する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, an inspection apparatus for inspecting a thermally assisted magnetic head element includes a table unit on which a thermally assisted magnetic head element as a sample is placed and movable in a plane, and the table. A cantilever having a probe that scans the surface of the sample placed on the means and having a magnetic film formed on the surface of the probe, and vibration that vibrates the cantilever in the vertical direction with respect to the surface of the sample Cantilever vibration is detected by irradiating light on the surface opposite to the side where the probe and the probe of the cantilever that is vibrated by this vibration drive means are formed and detecting the reflected light from the cantilever Displacement detection means, a signal for generating an alternating magnetic field from the magnetic field generator of the thermally-assisted magnetic head element, and a signal for generating near-field light from the near-field light emitter Scattering generated from the surface of the probe on which the magnetic film of the cantilever is formed by the near-field light generated from the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head element by the signal output means and the signal output from the signal output means Scattered light detection means for detecting light and an AC magnetic field generated from the magnetic field generation section by a signal output from the signal output means without emitting near-field light from the near-field light emission section, and detected by the displacement detection means. And a signal obtained by generating an alternating magnetic field from the magnetic field generator and detecting it by the displacement detector while the near-field light is emitted from the near-field light emitter by the signal output from the signal output means. And a processing means for inspecting the temperature of the near-field light emitted from the near-field light emitting section.
また、上記課題を解決するために、本発明では、熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する方法を、試料である熱アシスト磁気ヘッド素子を走査プローブ顕微鏡装置の平面内で移動可能なテーブルに載置し、試料の磁界発生部から交流磁界を発生させ、表面に磁性膜が形成されている探針を有する走査プローブ顕微鏡のカンチレバーを交流磁界を発生させている試料の表面の近傍で上下に振動させた状態でテーブルを平面内で移動させながらカンチレバーの探針が形成されている側と反対側の面に光を照射してカンチレバーからの反射光を受光して得た信号を処理してカンチレバーの第1の振動の状態を検出し、試料の磁界発生部から交流磁界を発生させると共に近接場光発光部から近接場光を発生させ、走査プローブ顕微鏡のカンチレバーを交流磁界を発生させると共に近接場光を発生させている試料の表面の近傍で上下に振動させた状態でテーブルを平面内で移動させながらカンチレバーの探針が形成されている側と反対側の面に光を照射してカンチレバーからの反射光を受光して得た信号を処理してカンチレバーの第2の振動の状態を検出し、第1の振動の状態を検出して得た信号と第2の振動の状態を検出して得た信号とを用いて近接場光発光部から発光させた近接場光の温度を検査するようにした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for inspecting a thermally assisted magnetic head element by placing a thermally assisted magnetic head element as a sample on a table movable within a plane of a scanning probe microscope apparatus. An AC magnetic field was generated from the magnetic field generation part of the sample, and the cantilever of the scanning probe microscope having a probe having a magnetic film formed on the surface was vibrated up and down in the vicinity of the surface of the sample generating the AC magnetic field. In this state, the table is moved in a plane while irradiating the surface opposite to the side where the probe of the cantilever is formed and receiving the reflected light from the cantilever to process the signal and processing the first signal of the cantilever. 1 is detected, an alternating magnetic field is generated from the magnetic field generator of the sample, and near-field light is generated from the near-field light emitter, and the cantilever of the scanning probe microscope is exchanged. While moving the table in a plane in a state where it vibrates up and down in the vicinity of the surface of the sample that generates a magnetic field and near-field light, it is placed on the surface opposite to the side where the probe of the cantilever is formed. The signal obtained by irradiating light and receiving the reflected light from the cantilever is processed to detect the second vibration state of the cantilever, and the signal obtained by detecting the first vibration state and the second The temperature of the near-field light emitted from the near-field light emitting unit is inspected using a signal obtained by detecting the vibration state.
また、上記した課題を解決するために、微小熱源の温度測定方法を、微小熱源により局所的に熱が発生する箇所に標準磁界を発生させ、表面に磁性膜を形成した探針を有するカンチレバーを用いて標準磁界を測定し、探針に形成した磁性膜の標準磁界における磁気特性の温度依存性を求め、探針が微小熱源から発生した熱により温度が上昇して探針に形成した磁性膜の磁気特性が変化した状態において標準磁界を測定し、この磁性膜の磁気特性が変化した状態において標準磁界を測定して得られたカンチレバーの磁界感度の変化と磁性膜の標準磁界における磁気特性の温度依存性に基づいて微小熱源の温度を換算するようにした。 In order to solve the above-described problems, a method for measuring the temperature of a micro heat source includes a cantilever having a probe in which a standard magnetic field is generated at a location where heat is locally generated by the micro heat source and a magnetic film is formed on the surface. The magnetic film formed on the probe by measuring the standard magnetic field and determining the temperature dependence of the magnetic properties of the magnetic film formed on the probe in the standard magnetic field. The standard magnetic field was measured when the magnetic properties of the magnetic film changed, and the change in the magnetic field sensitivity of the cantilever obtained by measuring the standard magnetic field when the magnetic properties of the magnetic film changed and the magnetic properties of the magnetic film at the standard magnetic field The temperature of the micro heat source was converted based on the temperature dependence.
また、上記した課題を解決するために、微小熱源の温度測定装置を、測定対象である微小熱源で局所的に熱を発生できる試料を載置して平面内で移動可能なテーブル手段と、表面に磁性膜が形成されて前記テーブル手段に載置された試料の表面を走査する探針を備えたカンチレバーと、試料の下で標準磁界を発生させる手段と、カンチレバーを試料の表面に対して上下方向に振動させる振動駆動手段と、この振動駆動手段により振動させられているカンチレバーの探針が形成されている側と反対側の面に光を照射してカンチレバーからの反射光を検出することによりカンチレバーの振動を検出する変位検出手段と、標準磁界を発生させる手段から磁界を発生させると共に試料の微小熱源から局所的に熱を発生させるための信号を出力する信号出力手段と、この信号出力手段から出力された信号により標準磁界を発生させる手段から磁界を発生させた状態で変位検出手段でカンチレバーの振動の変化を検出した結果から磁界感度及び、磁界強度分布を求める検出手段と、信号出力手段から出力された信号により磁界発生部から標準磁界を発生させると共に微小熱源から局所的に熱を発生させた状態で、カンチレバーの探針が微小熱源で発生した局所的な熱により温度が上昇した状態で磁界発生部で発生した標準磁界の測定を行い、温度上昇による探針に形成した磁性膜の磁気特性が変化した状態における標準磁界の測定結果(磁界感度)と事前に入手した磁性材料の磁気特性の温度依存性とに基づいてカンチレバーの磁界感度から、前記微小熱源の温度を換算する手段と、を備えて構成した。 Further, in order to solve the above-described problems, a temperature measuring device for a micro heat source includes a table means that can be moved in a plane by placing a sample capable of generating heat locally with the micro heat source to be measured, and a surface. A cantilever having a probe that scans the surface of the sample placed on the table means, a means for generating a standard magnetic field under the sample, and the cantilever above and below the surface of the sample. By detecting light reflected from the cantilever by irradiating light on the surface of the cantilever that is vibrated by the vibration driving means and the surface opposite to the side on which the probe is formed. A signal for generating a magnetic field from a displacement detecting means for detecting cantilever vibration and a means for generating a standard magnetic field and outputting a signal for generating heat locally from a micro heat source of the sample The magnetic field sensitivity and the magnetic field strength distribution are obtained from the result of detecting the change in the vibration of the cantilever by the displacement detecting means in a state where the magnetic field is generated from the force means and the means for generating the standard magnetic field by the signal output from the signal output means. The detection means and the signal output from the signal output means generate a standard magnetic field from the magnetic field generation unit and generate heat locally from the micro heat source, while the cantilever probe is locally generated by the micro heat source. Measure the standard magnetic field generated in the magnetic field generator when the temperature rises due to excessive heat, and the measurement result (magnetic field sensitivity) of the standard magnetic field when the magnetic properties of the magnetic film formed on the probe change due to temperature rise Means for converting the temperature of the micro heat source from the magnetic field sensitivity of the cantilever based on the temperature dependence of the magnetic properties of the magnetic material obtained in advance. It was.
本発明によれば、近接場光のような微小熱源を、磁界を測定することにより間接的に高速に測定することができるようになった。 According to the present invention, a minute heat source such as near-field light can be indirectly measured at high speed by measuring a magnetic field.
また、本発明によれば、製造工程途中のできるだけ早い段階で熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する書込み磁界、熱アシスト光(近接場光)の強度分布、熱アシスト光の絶対温度、または磁界発生部、近接場光発光部の表面形状、及び近接場光発光部と書込み磁界発生部との位置関係などの検査を非破壊で行うことができる。 Further, according to the present invention, the write magnetic field generated by the heat-assisted magnetic head element at the earliest possible stage during the manufacturing process, the intensity distribution of the heat-assisted light (near-field light), the absolute temperature of the heat-assisted light, or the magnetic field generator The surface shape of the near-field light emitting part and the positional relationship between the near-field light emitting part and the writing magnetic field generating part can be inspected nondestructively.
また、本発明によれば、微小熱源を間接的に測定できるカンチレバーを提供できるという効果がある。 Moreover, according to this invention, there exists an effect that the cantilever which can measure a micro heat source indirectly can be provided.
本発明では、熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置において、熱アシスト磁気ヘッド素子の熱アシスト部から発生する熱によってカンチレバーの探針の温度が上昇して探針の表面に形成した磁性膜の磁気特性が変化することを利用して、カンチレバーの磁界感度の変化から近接場光の温度を推定し、熱アシスト磁気ヘッド素子を検査するものである。 In the present invention, in the inspection apparatus for the thermally assisted magnetic head element, the magnetic characteristics of the magnetic film formed on the surface of the probe due to the temperature of the probe of the cantilever rising due to the heat generated from the heat assist portion of the thermally assisted magnetic head element Is used to estimate the temperature of the near-field light from the change in the magnetic field sensitivity of the cantilever and inspect the heat-assisted magnetic head element.
すなわち、本発明においては、先ず、特定な磁性材料の磁気特性の温度依存性を事前に入手しておく。次に、探針先端に磁性材料を付加したカンチレバーを用いて、熱アシスト磁気ヘッドが発生した近接場光のような微小熱源の測定を行う際、熱源のすぐ近傍にある書込み磁界を測定するようにしたことによりカンチレバー先端探針が微小熱源と接触して温度が上昇する。そのために、探針の表面に形成された磁性材料の磁気特性が常温時の磁気特性に対して変化し、磁界への測定結果(磁界感度)が変化する。この測定結果を事前に入手した磁性材料の磁気特性の温度依存性のデータと比較して、近接場光の温度を推定するようにした。 That is, in the present invention, first, the temperature dependence of the magnetic properties of a specific magnetic material is obtained in advance. Next, when measuring a micro heat source such as near-field light generated by a thermally-assisted magnetic head using a cantilever with a magnetic material added to the tip of the probe, the write magnetic field in the immediate vicinity of the heat source is measured. By doing so, the tip of the cantilever tip contacts the micro heat source, and the temperature rises. For this reason, the magnetic properties of the magnetic material formed on the surface of the probe change with respect to the magnetic properties at room temperature, and the measurement result (magnetic field sensitivity) to the magnetic field changes. The measurement result was compared with the data on the temperature dependence of the magnetic properties of the magnetic material obtained in advance, so that the temperature of the near-field light was estimated.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。本発明の要旨を超えない限り、本発明は以下説明する実施例及び図面に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. As long as the gist of the present invention is not exceeded, the present invention is not limited to the examples and drawings described below.
まず、図1A及び図1Bにより、本発明の原理について説明する。
本発明は、HDDの磁気ヘッドが発生した書込み磁界を走査プローブ顕微鏡(Scan Probe Microscope: SPM)を用いて検査するものである。
First, the principle of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.
The present invention inspects a write magnetic field generated by a magnetic head of an HDD using a scanning probe microscope (SPM).
各種の磁性材料はそれぞれ固有の磁気特性を持つ。磁性材料は外部磁界の中に置かれた場合、外部磁界Hの変化とともに、材料自身の内部磁束密度Bも変化する。この変化を示す曲線は磁性材料のヒステリシス曲線と呼ばれる。ヒステリシス曲線から、磁性材料の磁気特性を代表する3つのパラメータが得られる。それらは、ヒステリシス曲線が横軸と平行となったときの縦軸の値である飽和磁束密度Bs、ヒステリシス曲線と横軸との交点である保磁力Hc、ヒステリシス曲線の傾きである透磁率μである。図1Aは、3種類の磁性材料1乃至3によってヒステリシス曲線が異なること、即ち磁性材料ごとに前記3つの磁気特性を示すパラメータBs、Hc及びμが異なることを示している。
Each type of magnetic material has its own magnetic properties. When a magnetic material is placed in an external magnetic field, the internal magnetic flux density B of the material itself changes as the external magnetic field H changes. A curve indicating this change is called a hysteresis curve of the magnetic material. From the hysteresis curve, three parameters representing the magnetic properties of the magnetic material are obtained. They are the saturation magnetic flux density Bs which is the value on the vertical axis when the hysteresis curve is parallel to the horizontal axis, the coercive force Hc which is the intersection of the hysteresis curve and the horizontal axis, and the magnetic permeability μ which is the slope of the hysteresis curve. is there. FIG. 1A shows that the hysteresis curves are different for the three types of
一方、非特許文献1には、前述したように、走査プローブ顕微鏡のカンチレバーの磁界感度(Δφ)、即ちHDDの磁気ヘッドから発生した交流磁界からカンチレバーの探針の表面に形成した磁性膜に加わる磁気力によるカンチレバーの振動の位相変化量をより大きく顕在化させるために、カンチレバーに加わる磁気力は磁性材料の飽和磁束密度Bsに比例することに着目して、飽和磁束密度Bsが大きい磁性材料を使用することが記載されている。
On the other hand, in
本発明においては、前記した走査プローブ顕微鏡のカンチレバーの磁界感度(Δφ)は、外部磁界が一周期変化するときに探針に加わる磁気力、即ち磁性材料のヒステリシス曲線の1サイクルに対応する平均磁気力(Fave)から計算できることを解明した。具体的には、前記した平均磁気力(Fave)を簡易的なヒステリシス曲線で、即ち飽和磁束密度Bs、保磁力Hcと透磁率μとの3つの磁気特性を示すパラメータから計算し、さらにカンチレバーの機械特性(硬さと物理形状)を示すカンチレバーの共振周波数f0を考慮し、(数1)のようにカンチレバーの磁界感度(Δφ)を計算できる式を導出した。このカンチレバーの共振周波数f0としては、予め測定して記憶しておいたデータを用いる。 In the present invention, the magnetic field sensitivity (Δφ) of the cantilever of the scanning probe microscope described above is the average magnetic force corresponding to one cycle of the magnetic force applied to the probe when the external magnetic field changes for one cycle, that is, the hysteresis curve of the magnetic material. It was elucidated that it can be calculated from force (F ave ). Specifically, the above-mentioned average magnetic force (F ave ) is calculated by a simple hysteresis curve, that is, from parameters indicating three magnetic characteristics of the saturation magnetic flux density Bs, the coercive force Hc, and the permeability μ, and the cantilever In consideration of the resonance frequency f0 of the cantilever indicating the mechanical characteristics (hardness and physical shape), an equation that can calculate the magnetic field sensitivity (Δφ) of the cantilever is derived as in (Equation 1). As the resonance frequency f0 of the cantilever, data measured and stored in advance is used.
本実施例では、カンチレバーの探針の表面に形成した磁性膜の磁気特性と共振周波数を事前に入手することで、(数1)を用いてカンチレバーの磁界感度(Δφ)を計算できるようにした(図1B参照)。 In this embodiment, the magnetic properties and the resonance frequency of the magnetic film formed on the surface of the cantilever probe are obtained in advance, so that the magnetic field sensitivity (Δφ) of the cantilever can be calculated using (Equation 1). (See FIG. 1B).
なお、aは、後述する方法により決定される定数、bはカンチレバーの探針の形状及び表面の形成される磁性膜の成膜条件により決まる定数である。
Here, a is a constant determined by a method to be described later, and b is a constant determined by the shape of the probe of the cantilever and the film formation conditions of the magnetic film formed on the surface.
本発明は上記に説明した原理に加えて、磁性膜(磁性材料)の温度依存性、即ち図2Aに示すように、同一の磁性材料を使用する場合、材料自身の温度が高ければ高いほど(図2Aの場合、T1<T2<T3)、磁性材料の磁気特性を示すヒステリシス曲線が変化し、飽和磁束密度Bs、保磁力Hcと透磁率μの3つの磁気特性を示すパラメータがそれぞれ小さくなり、キュリー温度Tcになると、完全に強磁性が失われるという現象を利用した。 In the present invention, in addition to the principle described above, the temperature dependence of the magnetic film (magnetic material), that is, as shown in FIG. 2A, when the same magnetic material is used, the higher the temperature of the material itself ( In the case of FIG. 2A, T 1 <T 2 <T 3 ), the hysteresis curve indicating the magnetic characteristics of the magnetic material changes, and the parameters indicating the three magnetic characteristics of the saturation magnetic flux density Bs, coercive force Hc, and permeability μ are respectively shown. The phenomenon that the ferromagnetism is completely lost when the Curie temperature Tc is reduced is used.
まず、事前に走査プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針の表面に形成した磁性膜(磁性材料)の磁気特性の温度依存性を測定する。磁気特性の温度依存性は、温度を常温(室温)から、高温(キュリー温度Tcよりも低い温度)まで、図2Aに示すような複数の温度下(図2Aの場合、T1℃,T2℃,T3℃)でのヒステリシス曲線を入手し、このヒステリシス曲線から、各温度ごとの平均磁気力(図2Aの場合、Fave1,Fave2,Fave3)を計算して(図2B参照)、温度情報と関連付けて記憶しておく。 First, the temperature dependence of the magnetic properties of a magnetic film (magnetic material) formed in advance on the surface of a probe of a cantilever of a scanning probe microscope is measured. The temperature dependence of the magnetic characteristics is such that the temperature ranges from room temperature (room temperature) to a high temperature (a temperature lower than the Curie temperature Tc) under a plurality of temperatures as shown in FIG. 2A (in the case of FIG. 2A, T 1 ° C., T 2 Obtain a hysteresis curve at (° C., T 3 ° C.) and calculate an average magnetic force at each temperature (F ave1 , F ave2 , F ave3 in the case of FIG. 2A) from this hysteresis curve (see FIG. 2B) And stored in association with the temperature information.
次に、測定対象である微小熱源から熱を発生させた状態で(未知な高温状態)走査プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針を走査して測定を行い、カンチレバーの振動の変化から後述するようにしてカンチレバーの磁界感度(Δφ)を求める。次に、この測定して求めたカンチレバーの磁界感度(Δφ)を用いて、上記(数1)から、下記(数2)を導出し、この式から、前記未知な高温状態下の平均磁気力Faveを算出する。 Next, in a state where heat is generated from the micro heat source to be measured (unknown high temperature state), the probe of the scanning probe microscope is scanned and measured, and the change in vibration of the cantilever is described later. Obtain the magnetic field sensitivity (Δφ) of the cantilever. Next, using the magnetic field sensitivity (Δφ) of the cantilever obtained by this measurement, the following (Equation 2) is derived from the above (Equation 1), and the average magnetic force under the unknown high temperature state is derived from this equation. F ave is calculated.
最後に、該算出した平均磁気力Faveと事前に測定して記憶しておいた常温から高温まで、各温度下のヒステリシス曲線から計算した平均磁気力(図2Aの場合、Fave1,Fave2,Fave3)を比較することにより、前記微小熱源が発生する際(未知な高温状態)の温度を推定する。
Finally, the calculated average magnetic force F ave and the average magnetic force calculated from the hysteresis curve at each temperature from room temperature to high temperature measured and stored in advance (in the case of FIG. 2A, F ave1 , F ave2 , F ave3 ) to estimate the temperature when the micro heat source is generated (unknown high temperature state).
即ち、(数3)のように、カンチレバーの磁界感度(Δφ)から平均磁気力Faveを求め、この平均磁気力Faveから測定対象の微小熱源の温度(Tx)を換算(推定)するようにした。 That is, as in (Equation 3), the average magnetic force F ave is obtained from the magnetic field sensitivity (Δφ) of the cantilever, and the temperature (T x ) of the micro heat source to be measured is converted (estimated) from this average magnetic force F ave. I did it.
図3Aは、本実施例に係る熱アシスト磁気ヘッドが発生した近接場光スポットの温度を測定可能なカンチレバー1の突起部3の先端に形成した探針4の正面側の表面に薄い磁性膜を形成した状態を示すカンチレバー1の側面図である。カンチレバー1と突起部3とは一般的にシリコン(Si)、突起部3の先端に取り形成した探針4はシリコン(Si)、又はカーボンナノチューブ(Carbon Nano Tube:CNT)、カーボンナノファイバ(Carbon Nano Fiber:CNF)、タングステン(W)の何れかで形成されている。カンチレバー1の突起部3と探針4の正面側(図3Aの左側の面)には薄い磁性膜2(例えばCo、Ni、Fe、NiFe、CoFe、NiCoの何れか)が形成されている。磁性膜2をカンチレバー1の突起部3と探針4の表面にコーティングする手段としては、真空蒸着装置、又は、スパッタリング装置を用いればよい。磁性膜2の成膜量は測定対象が発生する磁界の強度とサイズにより決めるが、一般的に10nm〜40nmである。カンチレバー1は、探針4と薄い磁性膜2とを備えて、近接場光と磁界との両方を測定できる構成となっている。
FIG. 3A shows a thin magnetic film on the front surface of the
本発明に係るカンチレバー1の突起部3と探針4の表面に薄膜として形成する磁性材料2の材質は、測定対象の温度によって決まる。磁性材料のキュリー温度Tcが測定対象の温度より高いことが必要がある。従って、一般的はキュリー温度Tcが高い磁性材料を使用する。また、該磁性膜が形成された後に、熱処理炉に入れて、強磁界中でキュリー温度Tc程度までの熱処理をする。該熱処理によって、結晶性が向上し、磁区の形成を抑制し、磁気特性が向上するとともに、熱アシスト磁気ヘッド素子の熱測定を繰り返し行うことによって膜特性が変化してしまうことを抑制するためである。本実施例に係るカンチレバー1の突起部3と探針4の表面に形成する磁性材料2の各温度における磁気特性は、図3Bに示したような磁気特性測定用サンプル305を用いて測定する。磁気特性測定用サンプル305は、図3Bに示すように、基板303上に磁性膜304を形成して製作される。基板303は一般的にガラスであり、この基板303の正面側に、カンチレバー1の成膜を実施するときに同様な条件(同時に成膜と熱処理行うこと)で薄い磁性膜304が形成される。この磁気特性測定用サンプル305を用いて、測定時の環境温度が可変なVSM(振動型磁力計:図示せず)において、該磁性材料の前記各温度においての磁気特性、即ちヒステリシス曲線を測定する。この測定結果を用いて、各温度におけるヒステリシス曲線の1サイクルに対応する平均磁気力(Tave)を計算し、記憶手段に記憶しておく。
The material of the
図4Aは、本実施例に係る熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置100の基本的な構成を示す図である。図4Aの熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置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(複数のヘッドスライダが配列されたブロック)の状態または、熱アシスト磁気ヘッド単体50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、近接場光スポットの最高温度、及び熱アシスト磁気ヘッドが発生した書込み磁界を測定することが可能なものである。
FIG. 4A is a diagram illustrating a basic configuration of the thermally-assisted magnetic head
本実施例に係る熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置100は、このローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50をワークとして所定の検査を行うように構成されている。ローバー40は、通常、図示していないトレイ内に20〜30本程度、短軸方向に所定間隔で配列収納されている。図示していないハンドリングロボットを用いて、ローバー40を図示していないトレイからで一本ずつ取り出して検査ステージ101に搬送する。検査ステージ101に搬送設置されたローバー40は後述のように検査される。
The heat-assisted magnetic head
本実施例に係る熱アシスト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。熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置100の検査ステージ101は、ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50をX,Y方向に移動可能なXステージ106、Yステージ105を備えて構成されている。
The thermally-assisted magnetic head
ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50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または熱アシスト磁気ヘッド単体50の位置決め用の載置部114の基準面1141(Yステージ105に形成された段差面)に一旦突き当てられることによってY方向に位置決めされる。この載置部114には、ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50の形状にほぼ合致した段差部1142が設けられている。ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50は、図4B(ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50を載置していない状態のYステージ105と位置決め用の載置部114の平面図)に示すようにこの段差部1142の底面1143と側面1144にそれぞれ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。
The row bar 40 or the heat-assisted
段差部の後面(基準面1141)には、ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50の後側面(熱アシスト磁気ヘッド素子の各接続端子のある面の反対面)が当接される。各当接面1143及び1144は、Xステージ106の移動方向(X軸)及びZステージ104の移動方向(Z軸)にそれぞれ平行で、かつ、直交した位置関係となる基準面を備えているので、ローバー40をYステージ105の段差部1142の底面1143と側面1144に当接設置させることによってX方向とZ方向の位置決めが実行されるようになっている。
The rear surface (reference surface 1141) of the stepped portion is in contact with the rear surface of the row bar 40 or the heat-assisted magnetic head unit 50 (the surface opposite to the surface having the connection terminals of the heat-assisted magnetic head element). Each of the contact surfaces 1143 and 1144 includes a reference surface that is parallel to and orthogonal to the moving direction of the X stage 106 (X axis) and the moving direction of the Z stage 104 (Z axis). Positioning in the X direction and the Z direction is performed by placing the row bar 40 in contact with the
Yステージ105の上方にはローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50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1をZ方向に移動させるものである。検査ステージ101のXステージ106、Yステージ105、Zステージ104は、それぞれ図示していないピエゾ素子で駆動されるピエゾステージで構成されている。ローバー40の所定の位置決めが終了すると、ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50に対して、制御部PC30から出力する励磁信号と発光用信号又は直接に励起用レーザ401を供給し、ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50は、載置部114に熱アシスト磁気ヘッドの磁界・近接場光発生部501(図5A参照)の熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発生部502が磁界発生可能、近接場光発光部504が発光可能な状態で、Yステージ105に設けた図示していない吸着手段により吸着保持される。
Above the
ピエゾドライバ107は、この検査ステージ101のXステージ106、Yステージ105、Zステージ104をそれぞれ駆動するピエゾ素子(図示せず)を駆動制御するものである。制御部PC30は、モニタを含むパーソナルコンピュータ(PC)を基本構成とする制御用コンピュータで構成されている。図に示すように、検査ステージ101のYステージ105上に載置されたローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50の上方の対向する位置には、前記近接場光と磁界との両方を測定できるカンチレバー1が配置されている。カンチレバー1は、Zステージ104の下側に設けられた加振部122に取り付けられている。加振部122はピエゾ素子で構成され、ピエゾドライバ107からの励振電圧によって機械的共振周波数近傍の周波数の交流電圧が印加され、カンチレバー1の先端部の探針4は上下方向(Z方向)に振動される。
The
カンチレバー1の探針4のZ方向の振動は、半導体レーザ素子109と、4分割光ディテクタ素子からなる変位センサ110とを備えて構成される変位検出部により検出される。この変位検出部においては、半導体レーザ素子109から出射したレーザがカンチレバー1の探針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。
The vibration in the Z direction of the
変位センサ110は、受光面が4つの領域に分割された4分割センサであり、変位センサ110の分割されたそれぞれの受光面に入射したレーザはそれぞれ光電変換されて4つの電気信号として出力される。ここで、変位センサ110は、カンチレバー1が加振部122により振動が加えられていない状態、即ち静止した状態で半導体レーザ素子109からレーザが照射されたときに、カンチレバー1からの反射光が4つに分割された受光面のそれぞれに等しく入射するような位置に設置されている。
The
差動アンプ111は、変位センサ110から出力される4つの電気信号の差分信号に所定の演算処理を施してDCコンバータ112に出力する。すなわち、差動アンプ111は、変位センサ110から出力される4つの電気信号間の差分に対応した変位信号をDCコンバータ112に出力する。従って、カンチレバー1が加振部122により加振されていない状態では、カンチレバー1は上記したように位置が調整されているので、差動アンプ111からの出力はゼロになる。DCコンバータ112は、差動アンプ111から出力される変位信号を実効値の直流信号に変換するRMS−DCコンバータ(Root Mean Squared value to Direct Current converter)で構成される。
The
差動アンプ111から出力される変位信号は、カンチレバー1の変位に応じた信号であり、カンチレバー1は振動しているので交流信号となる。DCコンバータ112から出力される信号は、フィードバックコントローラ113に出力される。フィードバックコントローラ113は、カンチレバー1の現在の振動の大きさをモニタするための信号として制御部PC30にDCコンバータ112から入力した信号に基づく信号を出力すると共に、カンチレバー30の励振の大きさを調整するためのZステージ104の制御用信号として制御部PC30に出力する。この信号を制御部PC30でモニタし、その値に応じて、ピエゾドライバ107によりZステージ104を駆動するピエゾ素子(図示せず)を制御することによって、測定開始前に、カンチレバー1の初期位置を調整するようにしている。
The displacement signal output from the
この実施の形態では、熱アシスト磁気ヘッドの発光表面より数マイクロメートルの高さをカンチレバー1の初期位置として設定する。発信機102は、カンチレバー1を励振するための発振信号をピエゾドライバ107に供給するものである。ピエゾドライバ107は、この発信機102からの発振信号に基づいて加振部122を駆動してカンチレバー1を所定の周波数で振動させる。
In this embodiment, a height of several micrometers from the light emitting surface of the heat-assisted magnetic head is set as the initial position of the
図5A及び図5Bは、図4Aに示した熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置100による近接場光の発光状態及び温度を検出する原理の概略を示す図であり、熱アシスト磁気ヘッドの磁界・近接場光発生部501の書込み磁界発生部502と熱アシスト光(近接場光)発光部504及び近接場光により発生した散乱光を検出する検出器115の構成を拡大してカンチレバー1と一緒に示した図である。
5A and 5B are diagrams showing an outline of the principle of detecting the light emission state and temperature of near-field light by the thermally-assisted magnetic head
図5Aに示すように、カンチレバー1は、熱アシスト磁気ヘッドの磁界、近接場光発生部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1の磁性膜3を形成した探針4の先端部が位置するように、Zステージ104によって位置決めされる。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、カンチレバー1は、熱アシスト磁気ヘッドの記録面510に平行な平面上を数百nm〜数μmの範囲内でスキャンする。
As shown in FIG. 5A, the
この実施の形態では、Xステージ106及びYステージ107を駆動することによってローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50が移動される。このとき、熱アシスト磁気ヘッドの磁界・近接場光発生部501は図4Aに示した制御部PC30から出力される励磁信号と発光用信号401又は直接に励起用レーザ光を供給され、熱アシスト磁気ヘッドの磁界・近接場光発生部501の書込み磁界発生部502は書込み磁界(交流磁界)503を、近接場光発光部504は熱アシスト光(近接場光)505を異なるタイミングでまたは同時に発生させる。
In this embodiment, the row bar 40 or the heat-assisted
本実施例においては、まず、図5Aに、磁界・近接場光発生部501の近接場光発光部504から熱アシスト光(近接場光)を発生させずに磁界発生部502から発生した磁界を測定する状態を示す。すなわち、近接場光発光部504から発生した熱アシスト光(近接場光)による熱を測定する前に、熱アシスト磁気ヘッドの磁界・近接場光発生部501の書込み磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503のみを発生させ、カンチレバー1が加振部122により振動を加えられた状態で、ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50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X方向に移動させている状態を示している。この状態で、カンチレバー1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の領域の中に入ると、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(位相と振幅)が変化する。
In this embodiment, first, in FIG. 5A, the magnetic field generated from the
この振動(位相と振幅)の変化を図5Aの変位センサ110で検出する。すなわち、カンチレバー1の振動状態(位相と振幅)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1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。この変位センサ110の4つの受光面からの出力を差動アンプ111で検出することによりカンチレバー1の振動状態の変化を検出することができる。この振動状態の変化の中、振動の位相の変化量をカンチレバー1の磁界感度Δφと定義される。この常温状態のカンチレバー1の磁界感度Δφを測定するのは、カンチレバー1と測定対象の磁気ヘッドの個体差によるばらつきを抑えるためで、測定基準として記録する。このようにしてカンチレバー1の磁界感度Δφを測定して求めることにより、これを(数1)に代入して定数aを決定することができる。
This change in vibration (phase and amplitude) is detected by the
図5Bには、熱アシスト磁気ヘッドの磁界・近接場光発生部501の書込み磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503を、近接場光発光部504から熱アシスト光(近接場光)505を同時に発生させ、前記測定と同様な磁界の測定と、熱アシスト光(近接場光)505により探針4の表面の磁性膜2から発生する散乱光を検出器115で検出する状態を示す。ピエゾドライバ107で制御してXステージ106を駆動することにより、探針4が近接場光発光部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とカンチレバー1の突起部3の表面に形成された磁性膜2からは、局在型表面プラズモン増強効果により増強された散乱光が発生すると同時に、微小熱源である近接場光505と接触することにより磁性膜2は近接場光により加熱されて比較的高温温度となる。
FIG. 5B shows a write magnetic field (alternating magnetic field) 503 from the write
磁性膜2から発生した散乱光のうち検出器115に入射した散乱光は検出器115で検出され、検出器115からの出力信号402は制御部PC30に入力し、ピエゾドライバ107によるXステージ106とYステージ105の制御信号を用いて処理することにより、散乱光の強度分布が求められる。
Of the scattered light generated from the
また、磁性膜2は、近接場光により加熱されて比較的高温となるために、磁性材料2の磁気特性が図5Aに示したような室温中で測定した磁気特性に対して変化してしまい、カンチレバー1の磁界感度Δφも室温のときの値に対して変化する。このとき、熱アシスト磁気ヘッドの原理から、近接場光が発光する箇所と書き込み磁界を発生箇所とは30nm以下の距離しか離れておらず、磁性膜2を付加した探針4の径と同程度または探針4の径の方が大きいため、近接場光発生領域と磁界発生領域は同じ場所だと近似することができる。
Further, since the
この熱アシスト光(近接場光)を発生させた状態で測定して求めた磁界感度Δφを記録し、先に基準値として記録しておいた常温状態でのカンチレバー1の磁界感度Δφとの差を求め、この基準値との差として求めた磁界感度Δφを前記(数2)に代入して高温状態下の平均磁気力Faveを算出する。この算出した平均磁気力Faveと予め測定して記憶しておいた常温から高温まで各温度下のヒステリシス曲線から計算した平均磁気力を比較することにより、熱アシスト磁気ヘッドの微小熱源である近接場光発生部504で発生させた熱アシスト光(近接場光)により発生する温度を推定する。そして、この推定した温度が予め設定しておいた所期の範囲に入っているかをチェックすることにより、近接場光発生部504の良否を判定することができる。
The magnetic field sensitivity Δφ obtained by measurement in a state where the heat assist light (near field light) is generated is recorded, and the difference from the magnetic field sensitivity Δφ of the
また、磁界発生部502を含む領域を探針4で走査して検出された磁界の情報から磁界強度の分布を求め、この求めた磁界強度の分布を予め設定した磁界強度分布の基準と比較することにより、磁界発生部502の良否を判定することができる。
Further, the distribution of the magnetic field strength is obtained from the information of the magnetic field detected by scanning the region including the magnetic
上記に説明した図5Aと図5Bに基づく処理の流れを図5Cに示す。
まず、ローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50をYステージ105上の載置部114に載置して位置決めした状態で、図示していない駆動手段により検査ステージをローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50をカンチレバー1の位置まで移動させて、カンチレバー1の探針4とローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50の計測すべき個所とのXY平面内での位置合わせをしたのち、ピエゾドライバ107でZステージ104を制御して探針4の先端部とローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50の磁界・近接場光発生部501の表面の間隔がヘッド浮上高さHfになるようにカンチレバー1の位置決めを行う(S501)。
FIG. 5C shows the flow of processing based on FIGS. 5A and 5B described above.
First, in a state where the row bar 40 or the heat-assisted
次に、制御部PC30で制御してローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50の磁界・近接場光発生部501の書込み磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503を発生させる(S502)。このとき、近接場個発生部504は、熱アシスト光(近接場光)505を発生させていない。
Next, under the control of the control unit PC30, a write magnetic field (alternating magnetic field) 503 is generated from the
次に、書込み磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503を発生させた状態で、加振部122でカンチレバー1を振動させながらXステージ106をピエゾドライバ107で駆動してX方向に一定の速度で一定の距離移動させることにより、カンチレバー1で磁界・近接場光発生部501を走査する(S503)。Xステージを一定の距離移動させた後、Yステージ105をピエゾドライバ107で駆動してY方向に1ピッチ移動させ、次にXステージ106を逆方向(−X方向)に移動させながらカンチレバー1による走査を繰り返すことにより、所定の検査領域の全面に亘ってカンチレバー1で走査する(S504)。
Next, in a state in which the write magnetic field (alternating magnetic field) 503 is generated from the write magnetic
この走査の間、レーザ光源109から発射されてカンチレバー1で反射したレーザを変位センサ110で検出し、その検出信号は差動アンプ111、DCコンバータ113、フィードバックコントローラ113を介して制御部PC30に送られる。
During this scanning, the laser emitted from the
カンチレバー1で所定の検査領域全面の検査を終了した後、書込み磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503を発生させた状態で、制御部PC30で制御してローバー40または熱アシスト磁気ヘッド単体50の近接場個発生部504を制御して熱アシスト光(近接場光)505を発生させる(S505)。
After the inspection of the entire predetermined inspection area with the
次に、書込み磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503を発生させ、近接場個発生部504から熱アシスト光(近接場光)505を発生させた状態で、加振部122でカンチレバー1を振動させながらXステージ106をピエゾドライバ107で駆動してX方向に一定の速度で一定の距離移動させることにより、カンチレバー1で磁界・近接場光発生部501を走査する(S506)。Xステージを一定の距離移動させた後、Yステージ105をピエゾドライバ107で駆動してY方向に1ピッチ移動させ、次にXステージ106を逆方向(−X方向)に移動させながらカンチレバー1による走査を繰り返すことにより、所定の検査領域の全面に亘ってカンチレバー1で走査する(S507)。
Next, in a state where the write magnetic field (alternating magnetic field) 503 is generated from the write magnetic
この走査の間、レーザ光源109から発射されてカンチレバー1で反射したレーザを変位センサ110で検出し、その検出信号は差動アンプ111、DCコンバータ113、フィードバックコントローラ113を介して制御部PC30に送られる。また、熱アシスト光(近接場光)505が発生している近接場個発生部504の上を走査しているときにカンチレバー1と探針4の表面に形成した磁性膜2から発生した散乱光のうち検出器115に入射した散乱光は検出器115で検出される。 検出器115からの出力信号402は制御部PC30に入力し、ピエゾドライバ107によるXステージ106とYステージ105の制御信号を用いて処理することにより、散乱光の強度分布が求められる。
During this scanning, the laser emitted from the
制御部PC30では、熱アシスト光(近接場光)505を発生させずに書込み磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503を発生させた状態で検出した変位センサ110の検出信号から常温におけるカンチレバー1の磁界感度Δφと、熱アシスト光(近接場光)505を発生させながら書込み磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503を発生させた状態で検出した変位センサ110の検出信号から高温状態におけるカンチレバー1の磁界感度Δφの差を求め、この求めた差の磁界感度Δφを用いて、先に説明した(数1)乃至(数3)を用いた処理を行って、近接場光発生部504から発生した熱アシスト光(近接場光)の温度を推定し、この推定した温度が予め設定した所期の範囲に入っているかをチェックすることにより、近接場光発生部504の良否を判定する(S508)。
In the control unit PC30, the cantilever at normal temperature is detected from the detection signal of the
また、制御部PC30では、熱アシスト光(近接場光)505を発生させながら書込み磁界発生部502から書込み磁界(交流磁界)503を発生させた状態で検出した変位センサ110からの検出信号と、ピエゾドライバ107によるXステージ106とYステージ105の制御信号とを用いて、熱アシスト光(近接場光)505を発生させた状態における書込み磁界(交流磁界)503の強度分布を求め、予め記憶しておいた基準値と比較することにより書込み磁界(交流磁界)503の強度分布の良否を判定する(S509)。
Further, in the control unit PC30, a detection signal from the
更に制御部PC30では、磁性膜2から発生した散乱光を検出した検出器115からの出力信号402を入力し、ピエゾドライバ107によるXステージ106とYステージ105の制御信号を用いて処理することにより散乱光の強度分布を求め、これに基づいて熱アシスト光(近接場光)505の強度分布を求め、予め記憶しておいた基準値と比較することにより熱アシスト光(近接場光)505の強度分布の良否を判定する(S510)。
Further, in the control unit PC30, an
更に、制御部PC30では、書込み磁界(交流磁界)503の強度分布と熱アシスト光(近接場光)505の強度分布との関係から、書込み磁界発生部502と近接場光発生部504との位置関係(間隔及び位置ずれ)を求め、その位置関係が所定の範囲に入っているかを判定する(S511)。
Further, in the control unit PC30, the positions of the write magnetic
図6は、上述した熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置100を用いてローバー40を検査する動作の手順を示すフロー図である。先ず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(S601)。次に、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、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い(S602)、ローバー40を測定位置に移動する(S603)。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of an operation for inspecting the row bar 40 using the above-described heat-assisted magnetic head
次に、図5Cで説明した手順で測定を実施する(S604)。
次に、更に測定する箇所があるかをチェックし(S605)、更に測定する箇所がある場合にはZステージ104でカンチレバー1を上昇させた状態で次のヘッドの測定位置に移動して(S606)、S604測定を実施する。一方、更に測定する箇所がない場合には、Zステージ104でカンチレバー1を上昇させた状態で測定が終了したローバー40を図示していないハンドリングユニットで取出して回収トレイに収納する(S607)。
Next, measurement is performed according to the procedure described in FIG. 5C (S604).
Next, it is checked whether there is a place to be further measured (S605). If there is a place to be further measured, the
次に、図示していない供給トレイに未検査のローバー40があるか否かをチェックし(S608)、未検査のローバー40がある場合にはS601に戻って未検査のローバー40を供給トレイ(図示せず)から取出して(S609),検査ステージ101に搬送してS601からのステップを実行する。一方、供給トレイうちに未検査のローバー40が無い場合には、測定を終了する(S610)。
Next, it is checked whether or not there is an uninspected row bar 40 in a supply tray (not shown) (S608). If there is an uninspected row bar 40, the process returns to S601 and the uninspected row bar 40 is supplied to the supply tray ( It is taken out from (not shown) (S609), conveyed to the
本実施例によれば、熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置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の近接場光の最高温度、書込み磁界強度分布、近接場光の強度分布及び書込み磁界発生部502と近接場光発生部504との位置関係の測定とをカンチレバー1による2回のスキャン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 maximum temperature of the near-field light, the write magnetic field intensity distribution, the near-field light intensity distribution, and the write magnetic field generation of the heat-assisted magnetic head element formed on the row bar 40 in the heat-assisted magnetic head
図7は、本発明の第2の実施例に係る微小熱源温度検査装置200の全体の構成を示すブロック図である。図7に示した微小熱源温度検査装置200は、実施例1で説明した図4Aに示した熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置100と基本的には同じ構造を有している。図7に示した微小熱源温度検査装置200の構成において、図4Aで説明した熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置100の構成と共通する部品については、同じ番号を付した。
FIG. 7 is a block diagram showing the overall configuration of a micro heat source
実施例2において、実施例1と異なる点は、実施例2の測定対象は熱アシスト磁気ヘッドのような自分自身が微小熱源と磁界を発生可能なものに限られないてんである。そのため、本実施例においては、図7に示すように、微小熱源を有して磁界発生部を有していないサンプル700を測定することを可能にするために、図8A及び図8Bに示すように、測定部に標準磁界発生手段701を設置している。この標準磁界発生手段701から発生した磁界をカンチレバー1で測定することによって、測定対象である微小熱源の温度を測定することを実現する。また測定対象が近接場光である場合には、実施例1と同じように、カンチレバー1の先端部分に形成した磁性膜2から発生した散乱光を検出可能な光検出器115を用いて、近接場光の強度分布も測定することができる。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the measurement object of the second embodiment is not limited to the one that can generate a magnetic field with a minute heat source such as a heat-assisted magnetic head. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7, in order to make it possible to measure a
図8A及び図8Bは、図7に示した微小熱源検査装置200による微小熱源の温度を検出する原理の概略を示す図であり、微小熱源発生サンプル700と標準磁界発生手段701の構成を拡大してカンチレバー1と一緒に示した図である。
8A and 8B are diagrams showing an outline of the principle of detecting the temperature of the micro heat source by the micro heat
まず、図8Aに示すように、制御部PC30から発振された励磁信号711(図7参照)により標準磁界発生装置701に磁界803を発生させ、サンプル700の表面近傍をカンチレバー1で走査して磁界803によるカンチレバー1の振動の変化、即ち磁界感度Δφを測定する。測定目的と方法については、実施例1において図5Aを用いて説明した場合と同じである。但し、本実施例においては、磁界発生装置701が発生した磁界803は不変であるため、上記の測定はカンチレバー1の振動のばらつきを測定するためのものである。
First, as shown in FIG. 8A, a
次に、図8Bに示すように、制御部PC30から発振された励磁信号711と発熱用信号712(図7参照)により標準磁界発生手段701と微小熱源発生サンプル700を作動させて標準磁界803と微小熱源805を同時に発生させ、サンプル700の表面近傍をカンチレバー1で走査して磁界803の測定を行う。測定目的と方法については、実施例1において図5Bを用いて説明した場合と同じである。
Next, as shown in FIG. 8B, the standard magnetic field generating means 701 and the minute heat
本実施例において、前記測定結果を用いて、微小熱源発生サンプル700が発生した微小熱源805の温度を判定する方法は実施例1の場合と基本的に同じである。
In this embodiment, the method for determining the temperature of the
本実施例によれば、従来微小熱源への測定の時間を大幅に縮小し、測定コスト、空間分解能が大幅に向上できるという効果がある。 According to this embodiment, there is an effect that the measurement time for the conventional micro heat source can be greatly reduced, and the measurement cost and the spatial resolution can be greatly improved.
上記した実施例1および2で説明したカンチレバー1の探針4は、角錐形状をしたものについて説明したが、本発明ではこの形状に限られない。また探針の材質についてはシリコン(Si)より、カーボンナノチューブ(Carbon Nano Tube:CNT)や、カーボンナノファイバ(Carbon Nano Fiber:CNF)またはタングステン(W)等の方は熱伝導率が高いため(例:CNT:3000W/m・K、 Si:168W/m・K)、より測定高感度を期待できる。
Although the
1…カンチレバー 2…磁性膜 3…カンチレバーの先端突起部 4…探針 303…ガラス基板 304…磁性膜 305…磁気特性測定用サンプル 30…制御部PC 40…ローバー 50…熱アシスト磁気ヘッド 100…熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置 101…検査ステージ 102…発信機 103…カメラ 104…Zステージ 105…Yステージ 106…Xステージ 107…ピエゾドライバ 109…半導体レーザ素子 110…変位センサ 111…差動アンプ 112…DCコンバータ 113…フィードバックコントローラ 114…載置部 115…検出器 122…加振部 130…変位検出部 501…磁界・近接場光発生部 502…磁界発生部 504…近接場光発生部 510…熱アシスト磁気ヘッドの記録面 200…微小熱源温度測定装置 700…微小熱源発生サンプル 701…標準磁界発生装置。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
試料である熱アシスト磁気ヘッド素子を載置して平面内で移動可能なテーブル手段と、
該テーブル手段に載置された試料の表面を走査する探針を有し、該探針の表面には磁性
膜が形成されているカンチレバーと、
該カンチレバーを前記試料の表面に対して上下方向に振動させる振動駆動手段と、
該振動駆動手段により振動させられている前記カンチレバーの前記探針が形成されてい
る側と反対側の面に光を照射して前記カンチレバーからの反射光を検出することにより前
記カンチレバーの振動を検出する変位検出手段と、
前記熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から交流磁界を発生させる信号と近接場光
発光部から近接場光を発生させるための信号とを出力する信号出力手段と、
該信号出力手段から出力された信号により前記熱アシスト磁気ヘッド素子の前記近接場
光発光部から発生した近接場光により前記カンチレバーの磁性膜が形成された探針の表面
から発生した散乱光を検出する散乱光検出手段と、
前記近接場光発光部から近接場光を発光させない状態で前記信号出力手段から出力した
信号により前記磁界発生部から交流磁界を発生させて前記変位検出手段で検出して得た信
号と、前記信号出力手段から出力した信号により前記近接場光発光部から近接場光を発光
させた状態で前記磁界発生部から交流磁界を発生させて前記変位検出手段で検出して得た
信号とを用いて前記近接場光発光部から発光させた近接場光の温度を検査する処理手段と
を備えたことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置。 An inspection apparatus for inspecting a heat-assisted magnetic head element,
A table means on which a heat-assisted magnetic head element as a sample is placed and movable in a plane;
A cantilever having a probe for scanning the surface of a sample placed on the table means, and a magnetic film formed on the surface of the probe;
Vibration driving means for vibrating the cantilever vertically with respect to the surface of the sample;
Detecting the vibration of the cantilever by irradiating light on the surface of the cantilever that is vibrated by the vibration driving means on the surface opposite to the side where the probe is formed and detecting the reflected light from the cantilever Displacement detecting means for
A signal output means for outputting a signal for generating an alternating magnetic field from the magnetic field generator of the thermally-assisted magnetic head element and a signal for generating near-field light from the near-field light emitter;
The scattered light generated from the surface of the probe on which the magnetic film of the cantilever is formed by the near-field light generated from the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head element is detected by the signal output from the signal output means Scattered light detecting means,
A signal obtained by generating an alternating magnetic field from the magnetic field generation unit based on a signal output from the signal output unit in a state in which no near-field light is emitted from the near-field light emitting unit, and detecting the displacement detection unit; Using the signal obtained by generating an alternating magnetic field from the magnetic field generation unit in a state in which near-field light is emitted from the near-field light emitting unit by a signal output from the output unit and detecting by the displacement detection unit An inspection apparatus for a thermally assisted magnetic head element, comprising: processing means for inspecting the temperature of near-field light emitted from the near-field light emitting unit.
近接場光発光部から近接場光を発光させない状態で前記信号出力手段から出力した信号に
より前記磁界発生部から交流磁界を発生させて前記変位検出手段で検出して得た信号と、
前記信号出力手段から出力した信号により前記近接場光発光部から近接場光を発光させた
状態で前記磁界発生部から交流磁界を発生させて前記変位検出手段で検出して得た信号と
の差から前記近接場光発光部から近接場光を発光させた状態における前記探針の表面の磁
性膜の平均起磁力を求め、この求めた平均起磁力を予め測定して記憶しておいた常温から
高温まで各温度下における平均磁気力と比較することにより前記近接場光発光部から発光
させた近接場光の温度を推定し、該推定した近接場光の温度を予め設定したデータと比較
して前記近接場光の温度を検査することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装
置。 2. The heat-assisted magnetic head element inspection apparatus according to claim 1, wherein the processing unit is configured to generate the magnetic field generation unit based on a signal output from the signal output unit without emitting near-field light from the near-field light emitting unit. A signal obtained by generating an alternating magnetic field from the displacement detection means,
A difference from a signal obtained by generating an alternating magnetic field from the magnetic field generation unit in a state in which near-field light is emitted from the near-field light emitting unit by a signal output from the signal output unit and detecting by the displacement detection unit. The average magnetomotive force of the magnetic film on the surface of the probe in the state in which the near-field light emitting portion is caused to emit light from the near-field light emitting unit, and the average magnetomotive force obtained from the room temperature measured and stored in advance The temperature of the near-field light emitted from the near-field light emitting unit is estimated by comparing with the average magnetic force at each temperature up to a high temperature, and the estimated near-field light temperature is compared with preset data. An inspection apparatus for a heat-assisted magnetic head element, wherein the temperature of the near-field light is inspected.
予め測定して記憶しておいた常温から高温まで各温度下における平均磁気力として、前記
探針の表面に形成した磁性膜と同じ材料の磁性膜を用いて測定して求めた前記常温から高
温まで各温度下における平均磁気力のデータを用いることを特徴とする熱アシスト磁気ヘ
ッド素子の検査装置。 3. The inspection apparatus for a thermally assisted magnetic head element according to claim 2, wherein the processing means uses the surface of the probe as an average magnetic force at each temperature from room temperature to high temperature which is measured and stored in advance. An inspection apparatus for a thermally assisted magnetic head element, wherein data of average magnetic force at each temperature from the normal temperature to a high temperature obtained by measurement using a magnetic film of the same material as the magnetic film formed on the substrate is used.
処理手段は、さらに、前記近接場光発光部から近接場光を発光させない状態で前記信号出
力手段から出力した信号により前記磁界発生部から交流磁界を発生させて前記変位検出手
段で検出して得た信号と、前記信号出力手段から出力した信号により前記近接場光発光部
から近接場光を発光させた状態で前記散乱光検出手段で前記散乱光を検出して得た信号と
を処理して前記熱アシスト磁気ヘッド素子の前記近接場光発光部から発光する近接場光の
強度分布、前記磁界発生部から発生させた交流磁界の強度分布、磁界発生部と近接場光発
光部との位置関係のうちの少なくとも一つを更に検査することを特徴とする熱アシスト磁
気ヘッド素子の検査装置。 4. The thermal assist magnetic head element inspection apparatus according to claim 1, wherein the processing unit is further configured to emit the near-field light from the signal output unit without emitting the near-field light from the near-field light emitting unit. A near-field light is emitted from the near-field light emitter by a signal obtained by generating an alternating magnetic field from the magnetic field generator by the output signal and detected by the displacement detector, and a signal output from the signal output means. The intensity distribution of the near-field light emitted from the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head element by processing the signal obtained by detecting the scattered light with the scattered light detection means in the state of being generated, and the generation of the magnetic field An inspection apparatus for a thermally assisted magnetic head element, further comprising: inspecting at least one of an intensity distribution of an alternating magnetic field generated from the unit and a positional relationship between the magnetic field generation unit and the near-field light emitting unit.
熱アシスト磁気ヘッド素子を、ローバーの状態で検査することを特徴とする熱アシスト磁
気ヘッド素子の検査装置。 5. The heat-assisted magnetic head element inspection apparatus according to claim 1, wherein the heat-assisted magnetic head element is inspected in a row bar state. .
試料である熱アシスト磁気ヘッド素子を走査プローブ顕微鏡装置の平面内で移動可能な
テーブルに載置し、
前記試料の磁界発生部から交流磁界を発生させ、
表面に磁性膜が形成されている探針を有する走査プローブ顕微鏡のカンチレバーを前記
交流磁界を発生させている試料の表面の近傍で上下に振動させた状態で前記テーブルを平
面内で移動させながら前記カンチレバーの前記探針が形成されている側と反対側の面に光
を照射して前記カンチレバーからの反射光を受光して得た信号を処理して前記カンチレバ
ーの第1の振動の状態を検出し、
前記試料の磁界発生部から交流磁界を発生させると共に近接場光発光部から近接場光を
発生させ、
前記走査プローブ顕微鏡のカンチレバーを前記交流磁界を発生させると共に前記近接場
光を発生させている試料の表面の近傍で上下に振動させた状態で前記テーブルを平面内で
移動させながら前記カンチレバーの前記探針が形成されている側と反対側の面に前記光を
照射して前記カンチレバーからの反射光を受光して得た信号を処理して前記カンチレバー
の第2の振動の状態を検出し、
前記第1の振動の状態を検出して得た信号と前記第2の振動の状態を検出して得た信号と
を用いて前記近接場光発光部から発光させた近接場光の温度を検査する
ことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。 A method for inspecting a thermally assisted magnetic head element, comprising:
The heat-assisted magnetic head element as a sample is placed on a table movable within the plane of the scanning probe microscope apparatus,
An alternating magnetic field is generated from the magnetic field generator of the sample,
The table is moved in a plane while the cantilever of a scanning probe microscope having a probe having a magnetic film formed on its surface is vibrated up and down in the vicinity of the surface of the sample generating the AC magnetic field. Detecting the state of the first vibration of the cantilever by processing the signal obtained by irradiating the surface of the cantilever opposite to the side where the probe is formed and receiving the reflected light from the cantilever And
An alternating magnetic field is generated from the magnetic field generator of the sample and near-field light is generated from the near-field light emitter,
The probe of the cantilever is moved in a plane while the cantilever of the scanning probe microscope is vibrated up and down in the vicinity of the surface of the sample generating the alternating magnetic field and generating the near-field light. Detecting a second vibration state of the cantilever by processing a signal obtained by irradiating the surface opposite to the side where the needle is formed and receiving reflected light from the cantilever;
The temperature of the near-field light emitted from the near-field light emitting unit is inspected using the signal obtained by detecting the first vibration state and the signal obtained by detecting the second vibration state. A method for inspecting a thermally assisted magnetic head element.
検査する工程において、前記第1の振動の状態を検出して得た信号と前記第2の振動の状
態を検出して得た信号との差から前記近接場光発光部から近接場光を発光させた状態にお
ける前記探針の表面の磁性膜の平均起磁力を求め、この求めた平均起磁力を予め測定して
記憶しておいた常温から高温まで各温度下における平均磁気力と比較することにより前記
近接場光発光部から発光させた近接場光の温度を推定し、該推定した近接場光の温度を予
め設定したデータと比較して前記近接場光の温度を検査することを特徴とする熱アシスト
磁気ヘッド素子の検査方法。 The method for inspecting a thermally-assisted magnetic head element according to claim 6, wherein in the step of inspecting the temperature of the near-field light, a signal obtained by detecting the state of the first vibration and the second vibration are detected. The average magnetomotive force of the magnetic film on the surface of the probe in a state in which near-field light is emitted from the near-field light emitting unit is determined from the difference from the signal obtained by detecting the state. The temperature of the near-field light emitted from the near-field light emitting unit is estimated by comparing with the average magnetic force at each temperature from room temperature to high temperature that is measured and stored in advance, and the estimated near-field light A method for inspecting a thermally-assisted magnetic head element, wherein the temperature of the near-field light is inspected by comparing the temperature with a preset data.
検査する工程において、前記予め測定して記憶しておいた常温から高温まで各温度下にお
ける平均磁気力として、前記探針の表面に形成した磁性膜と同じ材料の磁性膜を用いて測
定して求めた前記常温から高温まで各温度下における平均磁気力のデータを用いることを
特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。 8. The method for inspecting a thermally-assisted magnetic head element according to claim 7, wherein, in the step of inspecting the temperature of the near-field light, the average magnetic force at each temperature from room temperature to high temperature that is measured and stored in advance. As described above, heat-assisted magnetism is characterized by using data on average magnetic force at each temperature from the normal temperature to the high temperature obtained by measurement using a magnetic film of the same material as the magnetic film formed on the surface of the probe. Head element inspection method.
近接場光発光部から近接場光を発光させない状態で前記磁界発生部から交流磁界を発生さ
せて前記カンチレバーの第1の振動の状態を検出して得た信号と、前記磁界発生部から交
流磁界を発生させると共に前記近接場光発光部から近接場光を発光させた状態で前記カン
チレバーの第2の振動の状態を検出して得た信号とを処理して前記熱アシスト磁気ヘッド
素子の前記近接場光発光部から発光する近接場光の強度分布、前記磁界発生部から発生さ
せた交流磁界の強度分布、磁界発生部と近接場光発光部との位置関係のうちの少なくとも
一つを更に検査する工程を更に含むことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方
法。 9. The inspection method for a thermally assisted magnetic head element according to claim 6, wherein an alternating magnetic field is generated from the magnetic field generation unit in a state where no near-field light is emitted from the near-field light emission unit. A signal obtained by detecting the state of the first vibration of the cantilever, and a second field of the cantilever in a state where an alternating magnetic field is generated from the magnetic field generator and near-field light is emitted from the near-field light emitter. The signal obtained by detecting the state of vibration is processed and the intensity distribution of near-field light emitted from the near-field light emitting part of the thermally-assisted magnetic head element, the intensity of the alternating magnetic field generated from the magnetic field generating part A method for inspecting a thermally-assisted magnetic head element, further comprising the step of further inspecting at least one of a distribution and a positional relationship between a magnetic field generation unit and a near-field light emitting unit.
熱アシスト磁気ヘッド素子を、ローバーの状態で検査することを特徴とする熱アシスト磁
気ヘッド素子の検査方法。 9. The inspection method for a heat-assisted magnetic head element according to claim 6, wherein the heat-assisted magnetic head element is inspected in a row bar state. .
表面に磁性膜を形成した探針を有するカンチレバーを用いて前記標準磁界を測定し、
前記探針に形成した磁性膜の前記標準磁界における磁気特性の温度依存性を求め、
前記探針が前記微小熱源から発生した熱により温度が上昇して前記探針に形成した磁性膜
の磁気特性が変化した状態において前記標準磁界を測定し、
該磁性膜の磁気特性が変化した状態において前記標準磁界を測定して得られた前記カンチ
レバーの磁界感度の変化と前記磁性膜の前記標準磁界における磁気特性の温度依存性に基
づいて前記微小熱源の温度を換算する、
ことを特徴とする微小熱源の温度測定方法。 A standard magnetic field is generated at a location where heat is generated locally by a micro heat source,
Measure the standard magnetic field using a cantilever having a probe with a magnetic film formed on the surface,
Finding the temperature dependence of the magnetic properties in the standard magnetic field of the magnetic film formed on the probe,
The standard magnetic field is measured in a state where the temperature of the probe rises due to heat generated from the micro heat source and the magnetic characteristics of the magnetic film formed on the probe change,
Based on the change in magnetic field sensitivity of the cantilever obtained by measuring the standard magnetic field in a state where the magnetic characteristics of the magnetic film have changed, and the temperature dependence of the magnetic characteristics of the magnetic film in the standard magnetic field, Convert temperature,
A method for measuring the temperature of a minute heat source.
テーブル手段と、
表面に磁性膜が形成されて前記テーブル手段に載置された試料の表面を走査する探針を
備えたカンチレバーと、
前記試料の下で標準磁界を発生させる手段と、
前記カンチレバーを前記試料の表面に対して上下方向に振動させる振動駆動手段と、
該振動駆動手段により振動させられている前記カンチレバーの前記探針が形成されてい
る側と反対側の面に光を照射して前記カンチレバーからの反射光を検出することにより前
記カンチレバーの振動を検出する変位検出手段と、
前記標準磁界を発生させる手段から磁界を発生させると共に前記試料の微小熱源から局
所的に熱を発生させるための信号を出力する信号出力手段と、
該信号出力手段から出力された信号により前記標準磁界を発生させる手段から磁界を発生させた状態で前記変位検出手段で前記カンチレバーの振動の変化を検出した結果から磁界感度及び、磁界強度分布を求める検出手段と、
前記信号出力手段から出力された信号により前記標準磁界を発生させる手段から標準磁界を発生させると共に微小熱源から局所的に熱を発生させた状態で、前記カンチレバーの探針が微小熱源で発生した局所的な熱により温度が上昇した状態で前記標準磁界を発生させる手段で発生した標準磁界の測定を行い、前記温度上昇による探針に形成した磁性膜の磁気特性が変化した状態における前記標準磁界の測定結果(磁界感度)と事前に入手した磁性材料の磁気特性の温度依存性とに基づいて前記カンチレバーの磁界感度から、前記微小熱源の温度を換算する手段と、
を備えたことを特徴とする微小熱源の温度測定装置。 A table means capable of moving within a plane by placing a sample capable of generating heat locally with a micro heat source to be measured;
A cantilever having a probe having a magnetic film formed on the surface and scanning the surface of the sample placed on the table means;
Means for generating a standard magnetic field under the sample;
Vibration driving means for vibrating the cantilever vertically with respect to the surface of the sample;
Detecting the vibration of the cantilever by irradiating light on the surface of the cantilever that is vibrated by the vibration driving means on the surface opposite to the side where the probe is formed and detecting the reflected light from the cantilever Displacement detecting means for
A signal output means for generating a magnetic field from the means for generating the standard magnetic field and outputting a signal for generating heat locally from the micro heat source of the sample;
The magnetic field sensitivity and the magnetic field strength distribution are obtained from the result of detecting the change in vibration of the cantilever by the displacement detecting means in a state where the magnetic field is generated from the means for generating the standard magnetic field by the signal output from the signal output means. Detection means;
In the state where the standard magnetic field is generated from the means for generating the standard magnetic field by the signal output from the signal output means and the heat is generated locally from the micro heat source, the probe of the cantilever is locally generated by the micro heat source. Measurement of the standard magnetic field generated by the means for generating the standard magnetic field in a state in which the temperature is increased due to a typical heat, and the standard magnetic field in a state in which the magnetic properties of the magnetic film formed on the probe due to the temperature increase have changed. Means for converting the temperature of the micro heat source from the magnetic field sensitivity of the cantilever based on the measurement result (magnetic field sensitivity) and the temperature dependence of the magnetic properties of the magnetic material obtained in advance;
An apparatus for measuring a temperature of a micro heat source, comprising:
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