JPH0280948A - 磁気欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁気ディスクの欠陥検査装置に係り。

特に薄膜磁気ディスクの微細な磁気的欠陥を検査・測定
するための装置に関する。

［従来の技術］ 近年、磁気記憶装置は小形・大容量化が益々要求される
傾向にあり、これに用いる磁気ディスクでは、小形化・
記録の高密度化がはかられている。

例えば、現在、最大容量である５ＧＢレベルの磁気ディ
スク装置では、面記録密度は、約１４Ｍｂｉｔ／１ｎｃ
ｈ”であり、１　ｂｉｔ当りの記録面積は、約６０μｒ
ｄ　（２，５Ｘ２３μｍ）となっている。更に、１０Ｇ
Ｂレベルの磁気ディスクでは、面記録密度は、約２９　
Ｍｂｉｔ／１ｎｃｈ”となり１　ｂｉｔ当りの記録面積
も約２５μイ（１ｙ６Ｘ１６μｍ）と益々せまくなって
いる。これら高密度記録できる磁気ディスクでは、高密
度化に伴って信号の書き込み、読出し時のエラーが増大
する傾向にあり、エラーとなる１　ｂｉｔ当りの記録面
積に占る欠陥面積も小さくなり、許容できる最大欠陥面
積は５ＧＢレベル磁気デイスクでは円に近似してφ３〜
４μｍ、１０ＧＢレベル磁気デイスクではφ２〜３μｍ
と予想されている。

磁気ディスクにエラーを発生させる欠陥には、主として
、磁性膜の欠落、局所的な磁性膜の特性低下、更に、ス
クラッチ、突起、汚染などの表面の幾荷的異常等があげ
られる。これら欠陥は、目視でｗｔ祭できる場合もある
が、上記したエラーの原因となる最大欠陥面積（φ２〜
４μｍ）では通常目視でのｍ察は困難となる。

磁気ディスクの欠陥低減は、高記録密度磁気ディスクの
製造上の重要な問題となっており、この解決の為には、
まず、磁気ディスク上の欠陥発生位置を正確に、精度良
く知る事、次にこれを、顕微鏡観察、ＳＥＭ観察等の分
析手段を駆使して、解析して、プロセスの改善に結びつ
けることが必要である。

［発明が解決しようとする課題］ 従来、磁気ディスクのエラー発生位置（欠陥発生位置）
の同定は１例えばＨＥ　Ｗ　Ｌ　Ｅ　Ｔ　Ｔ　−ＰＡＣ
ＫＡＲＤ　　ＪＯＵＲＮＡＬ１３，１９８５に詳述され
ているように、磁気ディスクのエラーテスタが使用され
る。即ち磁気ヘッドによって書き込まれた信号を同−又
は異なる磁気ヘッドによって読み出す信号の強度が所定
の出力範囲から、はずれるビットをエラーとして検出す
るものである。通常この種のテスターには、記録トラッ
ク位置、規準点からのビット位置（何ビット目か）が、
判別できる装置となっているのでエラー発生位置の番地
付は可能である。しかし上記従来技術は以下の問題があ
る。

１、エラーの番地付ができてもエラー位置の状況観察の
為、エラーテスタから磁気ディスクを取りはずすと、エ
ラーを生ずる欠陥面積が小さければ小さいほど、実質的
に、見つけるのは困難になること。

２、上記理由で形状異常等の欠陥部分が、エラービット
発生位置に確認されても、この部分の記録膜の磁気特性
が測定できなければ、上記形状異常等がエラーの原因と
判定できない事。

３、顕微鏡観察等では外見状は異常がなくても、磁気記
録膜に特性劣化がある場合は、実質的にエラ位置の確認
観察が不可能である。

４、欠陥の原因が、保磁力の劣化と予想される場合は磁
気ディスク円板を破壊して、ＶＳＭ　（振動形磁力計）
で測定しなければならない。

本発明の目的は、磁気ディスクのエラー発生位置を正確
に同定し、エラー発生領域の磁気特性を、記録されてい
るビット面積のレベルで正確に、非接触非破壊で測定で
きる長手方向記録磁気ディスク用磁気欠陥検査装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は水平方向に磁界掃引できる磁界発生装置をも
った縦カー効果測定装置と、磁気ディスクエラーテスタ
を結合する事によって達成される。

即ち、偏光子により偏光したレーザ光を磁性体表面に照
射すると良く知られているように光磁気的相互作用によ
り偏光面が若干回転する（カー効果）がこれは検光子を
通すことによって光の強弱として観測する事ができる。

この時、水平方向の磁界を掃引してやることによって上
記光の強度は、掃引磁界に対しヒステリシスを持って変
化し、結果的に、ＶＳＭ等通常の磁気特性評価手段によ
って得られるＢ−Ｈヒステリシスループに相当する。

光−磁界ヒステリシスループを得る事ができる。

これにより、磁性記録膜の基礎特性である、保磁力（Ｈ
ｃ）、角形比（Ｓ＊）を正確に測定できる。

従って偏光レーザ光によって照射された領域のみの情報
を与えるので、偏光レーザ光が何らかの光学手段によっ
て、上記ビット面積レベルに絞り集光する事により、微
小領域の磁気特性を、非接触、非破壊で測定可能となる
。

［作用コ 照射領域の微小化を実現するために、通常の斜入射光学
系に替えて三角プリズムを用いる垂直入射光学系を採用
し垂直入射縦カー効果測定装置とした。この方式ではレ
ーザ光源の波長と、対物レンズのＮ、Ａを選択する事に
より磁性体面でのレーザ光照射径を変える事ができる、
例えば、Ｈｅ−Ｎ　ｅレーザ（６３３ｎｍ）とＮ、Ａｏ
、６３の対物レンズを組合せる事によりレーザ照射径は
約１μ鳳φが可能となる。

以上、エラーテストによって同定された番地に、偏光し
たレーザを照射する事によって、エラ領域の磁気特性を
非接触、非破壊で検査、評価できる。

〔実施例］ 以下本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明に係る磁気欠陥検査装置の一実施例を示
すブロックダイヤグラムである。

１は半導体レーザやＨｅ　−Ｎ　ｅレーザ等のレーザ光
源である。１から発射したレーザビーム２は、ビームエ
キスパンダー３により平行光線束となり、偏光子４によ
り直線偏光ビームとなり三角プリズム５で反射して、垂
直入射光となり、対物レンズ６により、磁気ディスク７
に集光照射される。照、射された偏光ビームは、磁気デ
ィスクの磁性膜によりカー回転角に応じた微小な偏光ビ
ームとなり、再び三角プリズムで反射し検光子８を通り
、検出器９に導びかれる。

レーザ、レーザ波長と、対物レンズのＮ、Ａを選択する
事により、試料表面でのビーム径を微小に絞る事ができ
る５Ｈａ−Ｎａのλ＝６３３ｎ鳳と。

ＮＡ＝０．６３レンズの組合せで、レーザ絞り径は約φ
１μｍとなる。

磁気ディスク７は定盤１５上をパルスモータ１２で直線
移動できるエアスピンドル１１上に固定されている。こ
のエアスピンドルにより、磁気ディスク上の番地付が可
能となる。

記録信号の書き込み、読み出す磁気ヘッド１３はベース
ブロック１４に固定されている。レーザビームスポット
の上側には、水平方向の磁界を印加するワイス形の磁界
発生装置１０が設置されている。

偏光子４．検光子８は、消光比および、光軸調整の容易
さからグラントムソンプリズム、三角プリズムは、ベレ
ックのプリズムが望ましい。

第２図は、磁気ディスク上部に設置された、ワイス形磁
極１０によって、磁気ディスク表面の水平方向の磁界強
度１９とワイス形磁石１０に印加する電流２０の関係を
示す、ＶＳＭで測定した基準サンプルのＨｃ　１６とホ
ール素子で測定した磁界強度１７が、−直線１８上にあ
る。

第３図はヒステリシスループ２１の代表例である。２２
は光量である。

以上の磁気欠陥検査装置の測定手順を次に述べる。

即ち、（１）先ず磁気ディスク７をエアスピンドル１１
上に固定し、エアスピンドル１１をパルスモータ１２に
より、磁気ヘッドがディスク上に位置するまで直線移動
する。エアスピンドル１１を回転させることにより磁気
ヘッド１３を、磁気ディスク上で浮上させる。次に、所
定の記録周波数・記録電流で１トラツク毎に、信号を書
き込み、次いで読み出して所定の読出し出力信号強度範
囲外を例えばミッシイングパルス又はエキストラパルス
エラーとして測定し、トラック血と、エラー発生ビット
番号、又は、スピンドルに設置された光エンコーダによ
るセクタ番号を、エラ発生位置の番地情報（例えばγ、
θ）として、記憶する。

但し、エラ検出系は図示しない。

（２）次に、エアスピンドル１１の回転を１度停止して
、次にエラ発生番地が、レーザスポットの位置に来るよ
うに、スピンドル１１を直線移動、及び回転し停止する
。

（３）次に、あらかじめ、調整された。レーザビームを
エラ番地に照射し、ピント合せ機構（図示せず）により
、レーザスポットを最小径になるようにピント合せを行
う、直下に設置されているワイス形磁界発生装置により
、被測定物である磁気ディスクの保磁力の約２倍の水平
方向磁界を発生させ、左右に掃引しながら、カー回転角
が最大になるまで、偏光子４および検光子８を調整し、
ホトマル等検出系で、光信号を検出し、掃引磁界と光信
号のヒステリシスループをＸ−Ｙレコーダに第３図に示
すように表示し、エラ番地の磁気特性を得る。

（４）次に、エラ番地からはずれた位置の光−磁界ヒス
テリシスを測定し、上記エラー発生番地の光磁界ヒステ
リシスループと相対的に比較し、保磁力、及び角形比、
残留磁束密度情報を与える光量を同定する。

［発明の効果］ 以上の手順によって、磁気ディスクに発生したエラ領域
の磁気特性を非接触で非破壊で、位置精度良く測定する
ことができる。しかも、レーザスポットは、φ１μｌレ
ベルに絞り込まれているので１ビツトのエラーであって
もこのビット面積内の磁気特性が同定可能となり、磁気
ディスクの高記録密度化に伴う、エラーの増大を抑止、
低減するための、高分解、高精度の欠陥検査装置として
、有用である。

以上の磁気欠陥検査装置の構造及び測定手順は本発明の
一実施例にすぎない事は勿論である０例えば、レーザ光
：ｇｌとして短波長のものやＮＡの大きな対物レンズを
採用する事によって、レーザスポット径は更に絞る事が
可能であり、性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気欠陥検出装置のブロッ
クダイヤグラム、第２図は印加水平方向磁界の線図、第
３図はヒステリシスループの説明図である。 １・・・レーザ光源、２・・・レーザビーム、３・・・
ビームエキスパンダ、４・・・偏光子、５・・・三角プ
リズム、６・・・対物レンズ、７・・・磁気ディスク、
８・・・検光子、９・・・検出器、０・・・ワイス形磁
界発生装置、 １・・・エアスピンドル、１２・・・パルスモータ、３
・・・磁気ヘッド、１４・・・ベースブロック、５・・
・定盤、１８・・・較正曲線、１９・・・磁界強度、０
・・・電流、２１・・・ヒステリシスループ、２・・・
光量。 第　１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、偏光したレーザ光を集光して垂直に磁気ディスクに
   照射し、該磁気ディスクからの偏光したレーザ光を反射
   する集光光学装置と、前記磁気ディスクに磁場を印加す
   る磁場発生装置と、前記磁気ディスクからの反射レーザ
   光の偏光状態を検出する検出装置と、前記磁気ディスク
   を移動し回転し任意の位置に位置決めできる回転位置決
   め装置を具備したことを特徴とする磁気ディスクの磁気
   欠陥検査装置。