JPH0949718A - 磁気ディスク評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ディスク評価装置において、磁気ディス
クの表面性状をより精密に評価しながら、生産工程管理
へのその評価結果の利用価値を向上すること。 【構成】 テスタ１０と干渉計５０とを合わせ備えた磁
気ディスク評価装置１００であって、テスタ１０が出力
する欠陥位置データを用いて、干渉計５０を磁気ディス
クの欠陥検出位置に位置付ける干渉計コントローラ５３
を有してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク、
フロッピーディスク等のための磁気ディスク評価装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクは、テクスチャー工程、
洗浄工程、膜付工程（スパッタ）、研磨工程（バ
ーニッシュ）、潤滑層形成工程、テスト工程を経て
生産される。このようにして生産された磁気ディスク
は、媒体表面に設定した同心円状もしくはスパイラル状
の記録トラックに、磁気的にデータを書込み、また上記
データを磁気的に読取り再生して用いられる。

【０００３】この磁気ディスクにあっては、高記録密度
を実現するために、超精密な表面性状を具備する必要が
あり、その品質をチェックするため、上述のテスト工
程でグライドハイトテスト、サーティファイテスト等の
テストが実施される。グライドハイトテストは、磁気デ
ィスクの表面の異常突起のチェックテストであり、サー
ティファイテストは磁気ディスクの磁気記録膜等の欠陥
（信号品質）のチェックテストである。

【０００４】そして、上述のテスト工程によって得ら
れる評価結果は、上述〜のメディア化の製造工程に
フィードバックされ、品質向上のための生産工程管理に
供される。

【０００５】尚、上述のテスト工程で用いられるテス
タは、欠陥データと欠陥位置データとを出力できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然るに、磁気ディスク
の高記録密度化に伴い、磁気ディスクの表面性状をより
精密に検出すべく、本発明者は、従来のテスタにより検
出された結果に対し、ＣＣＤカメラによる微細な表面疵
の検出、干渉計による微細な表面凹凸（ひずみ）の検出
を併用することを考えた。これらの微細な表面疵、表面
凹凸を具体的に検出して観察することは、その欠陥の発
生原因をより確実に推測することを可能とし、前述した
生産工程管理の向上を図ることになるからである。

【０００７】然しながら、従来のテスタから外された磁
気ディスクについてはその欠陥位置の確認が困難であ
り、ＣＣＤカメラや干渉計をそのような磁気ディスクの
欠陥位置に位置付けることは長時間を要する。この場合
には、従来のテスタ、ＣＣＤカメラ、干渉計を用いた評
価結果による前述〜のメディア化の製造工程へのフ
ィードバックが遅くなり、生産工程管理への利用価値が
低い。

【０００８】本発明は、磁気ディスク評価装置におい
て、磁気ディスクの表面性状をより精密に評価しなが
ら、生産工程管理へのその評価結果の利用価値を向上す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、磁気ディスクの表面性状をチェックテストし、欠陥
データと欠陥位置データとを出力するテスタを有してな
る磁気ディスク評価装置において、磁気ディスクの表面
凹凸状態を検出する干渉計と、テスタが出力する欠陥位
置データを用いて、干渉計を磁気ディスクの欠陥検出位
置に位置付ける干渉計コントローラとを有してなるもの
である。

【００１０】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の磁気ディスク評価装置において、磁気ディスクの表
面画像を撮影するＣＣＤカメラと、テスタが出力する欠
陥位置データを用いて、ＣＣＤカメラを磁気ディスクの
欠陥撮影位置に位置付けるカメラコントローラとを有し
てなるものである。

【００１１】請求項１に記載の本発明によれば下記、
の作用効果がある。 磁気ディスク評価装置は、テスタにてグライドハイト
テスト、サーティファイテスト等のテストを磁気ディス
クに施してその欠陥データと欠陥位置を得るとともに、
続いて、このテスタが出力した欠陥位置データを用い
て、干渉計を磁気ディスクの欠陥検出位置に位置付け、
該欠陥まわりでの微細な表面凹凸（ひずみ）を検出可能
とする。干渉計が検出した微細な表面凹凸は、上記欠陥
の発生原因をより確実に推測可能とする。

【００１２】磁気ディスク評価装置内に、テスタと干
渉計とを並置している。このため、干渉計は、テスタが
検出した磁気ディスクの欠陥位置にその検出位置を短時
間のうちに位置付けることができる。従って、テスタ、
干渉計を用いた評価結果を磁気ディスクの製造工程へと
迅速にフィードバックし、生産工程管理への利用価値を
向上できる。

【００１３】請求項２に記載の本発明によれば下記、
の作用効果がある。 上述の干渉計と同様に、テスタが出力する欠陥位置デ
ータを用いて、ＣＣＤカメラを磁気ディスクの欠陥撮影
位置に位置付け、該欠陥まわりでの微細な表面疵を検出
可能とする。ＣＣＤカメラが検出した微細な表面疵は、
上記欠陥の発生原因をより確実に推測可能とする。

【００１４】磁気ディスク評価装置内に、テスタとＣ
ＣＤカメラと干渉計とを並置している。このため、ＣＣ
Ｄカメラは、テスタが検出した磁気ディスクの欠陥位置
にその撮影位置を短時間のうちに位置付けることがで
き、干渉計も、テスタが検出した磁気ディスクの欠陥位
置にその検出位置を短時間のうちに位置付けることがで
きる。従って、テスタ、ＣＣＤカメラ、干渉計を用いた
評価結果を磁気ディスクの製造工程へと迅速にフィード
バックし、生産工程管理への利用価値を向上できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は磁気ディスク評価装置を示
す模式図、図２は磁気ディスク評価装置を示す制御系統
図、図３は干渉計を示す模式図、図４は干渉縞パターン
の解析手順を示す模式図、図５は干渉縞パターンによる
突起評価手順を示す模式図、図６はディスクひずみによ
る干渉縞パターンの変化を示す模式図である。

【００１６】磁気ディスク評価装置１００は、図１に示
す如く、テスタ１０と、ＣＣＤカメラ４０と、干渉計５
０とを並置している。テスタ１０は、磁気ディスク（ハ
ードディスク）１のグライドハイトテストとサーティフ
ァイテストとを行なう。ＣＣＤカメラ４０は、磁気ディ
スク１の表面画像を撮影し、微細表面疵を検出可能とす
る。干渉計５０は、磁気ディスク１の表面凹凸状態を検
出し、微細表面凹凸（ひずみ）を検出可能とする。

【００１７】以下、テスタ１０、ＣＣＤカメラ４０、干
渉計５０のそれぞれについて説明する。 (A) テスタ１０（図１、図２） テスタ１０は、図２に示す如く、定盤の上に設けたサー
ボモータ１１の出力軸にスピンドル１２を連結し、サー
ボモータ１１をスピンドルコントローラ１３により駆動
制御している。制御部３０は、スピンドル１２が所定の
回転数となるようにスピンドルコントローラ１３を制御
する。

【００１８】テスタ１０は、定盤の上に設けたキャリッ
ジガイド１４にキャリッジ１５をスライド可能に支持す
るともに、パルスモータ１６の出力軸に連結した送りね
じ１７によりキャリッジ１５を移動可能としている。キ
ャリッジ１５はキャリッジコントローラ１８により駆動
制御される。キャリッジ１５は上下のヘッドブロック２
１、２１を支持し、上下の各ヘッドブロック２１のそれ
ぞれにはサスペンション（ばね）２２の基端部が結合さ
れ、サスペンション２２の先端部にはテストヘッド２３
が設けられている。制御部３０は、テストヘッド２３が
磁気ディスク１の表面に沿って磁気ディスク１の磁気ト
ラックに交差する方向（本実施例では磁気ディスク１の
直径方向）の所定位置に移動するようにキャリッジコン
トローラ１８を制御する。

【００１９】テストヘッド２３は、そのヘッドスライダ
に、グライドハイトテスト用ＰＺ（Piezo 素子）センサ
と、サーティファイテスト用磁気ヘッドとを設けてい
る。

【００２０】テスタ１０は、図２に示す如く、制御部３
０、グライドハイトテスト回路３１、サーティファイテ
スト回路３２、表示部３３を有している。

【００２１】グライドハイトテスト回路３１は、テスト
ヘッド２３が磁気ディスク１に相対しているテスト位置
を、スピンドルコントローラ１３の制御信号（周方向位
置信号）とキャリッジコントローラ１８の制御信号（直
径方向位置信号）から求めるとともに、ＰＺセンサの出
力をアンプ３４から得て当該テスト位置でのグライドハ
イトテストデータを求める。

【００２２】サーティファイテスト回路３２は、テスト
ヘッド２３が磁気ディスク１に相対しているテスト位置
を、スピンドルコントローラ１３の制御信号（周方向位
置信号）とキャリッジコントローラ１８の制御信号（直
径方向位置信号）から求めるとともに、磁気ヘッドの出
力をアンプ３５から得て当該テスト位置でのサーティフ
ァイテストデータを求める。

【００２３】制御部３０は、スピンドルコントローラ１
３とキャリッジコントローラ１８を前述した如くに制御
するとともに、グライドハイトテスト回路３１とサーテ
ィファイテスト回路３２を制御する。

【００２４】制御部３０は、グライドハイトテストデー
タの取込み時期をグライドハイトテスト回路３１に命令
するとともに、サーティファイテストデータの取込み時
期をサーティファイテスト回路３２に命令する、テスト
時期設定機能を備える。即ち、グライドハイトテスト
は、ディスク１の表面上でヘッドスライダの浮上面の幅
Ｗに対応する多数のトラックを含む一定範囲の記録エリ
ア毎にディスク１周分行なえば足りる。これに対し、サ
ーティファイテストはディスクの各１本のトラック毎に
行なう。

【００２５】制御部３０は、グライドハイトテストデー
タの取込み時期には該グライドハイトテストに適合する
スピンドル回転数となるように、サーティファイテスト
データの取込み時期には該サーティファイテストに適合
するスピンドル回転数となるように、スピンドルコント
ローラ１３を制御する。

【００２６】制御部３０は、グライドハイトテスト回路
３１とサーティファイテスト回路３２から取り込んだデ
ータ、グライドハイトテスト結果、サーティファイテス
ト結果等を表示部３３に表示する。

【００２７】尚、テスタ１０は、ワッフル又はバーニッ
シュヘッド３６を有している。制御部３０は、ワッフル
又はバーニッシュヘッド３６を以下の(a) 、(b) の如く
に作動せしめる。(a) グライドハイトテストとサーティ
ファイテストに先立ち、磁気ディスク１の表面を平滑化
する仕上げ作業、(b) グライドハイトテストで不良とさ
れたビットに対し再研磨を行なう作業。上記(b) の再研
磨を行なわれたビットについては、その後再度グライド
ハイトテストが実施される。

【００２８】以下、テスタ１０によるテスト手順の一例
について説明する。 (1) 磁気ディスク１をスピンドル１２に取付ける。そし
て、スピンドルコントローラ１３により所定のスピンド
ル回転数でスピンドル１２を駆動する。

【００２９】(2) キャリッジコントローラ１８によりテ
ストヘッド２３を磁気ディスク１上のロード位置（テス
ト開始位置）（例えば最外周トラック位置）に位置付
け、不図示のヘッドロード／アンロード機構によりテス
トヘッド２３を磁気ディスク１上で浮上させ、グライド
ハイトテストとサーティファイテストを行なう。グライ
ドハイトテストとサーティファイテストは、例えば下記
(a) 、(b) により、磁気ディスク１の全記録エリアの全
トラック（例えば1.8 インチφディスクで3000TPI （ト
ラック密度））について行なう。

【００３０】(a) グライドハイトテスト 磁気ディスク１の表面上でヘッドスライダの浮上面の幅
Ｗに対応する多数のトラックを含む一定範囲の記録エリ
ア毎に行なう。磁気ディスク１の表面の一定高さ以上の
異常突起がヘッドスライダに衝突しとき、これによって
生ずる（過大）振動エネルギをグライドハイトテスト用
ＰＺセンサにより検出し、異常突起の存在を検出する。

【００３１】異常突起の存在が検出されたとき、ワッフ
ル又はバーニッシュヘッド３６による再研磨を行なわな
い場合には、その時点でテスト終了とし、当該ディスク
１を不良ディスクとする。ワッフル又はバーニッシュヘ
ッド３６による再研磨は、当該異常突起が存在するトラ
ックについて、当該テスト時点で行なっても良く、テス
ト終了後に行なっても良い。

【００３２】(b) サーティファイテスト 磁気ディスク１の各１本のトラック毎に、下記〜の
テストシーケンスによってなされる。 指定されたトラックに書込信号（ＨＦ信号）を書込
む。

【００３３】上記の書込信号を読出し、トラック平
均読出電圧（ＴＡＡ）を算出する。

【００３４】上記の読出信号について、上記のＴ
ＡＡに対するスライスレベル（ 1〜99％、例えば70％）
を下回るパルス信号をＭＰ（Missing Pulse)エラーとす
る。そして、例えばディスクの１トラックのビット数
（例えば20万ビット）に対し上記ＭＰエラーの数が一定
比率を越えるディスクを不良ディスクとする。

【００３５】上記の書込信号をイレーズ（消去）す
る。

【００３６】上記のイレーズ後に再読出しを行な
う。そして、上記のＴＡＡに対するスライスレベル
（ 1〜99％、例えば25％）を越える消残りパルス信号を
ＥＰ（Extra Pulse ）エラーとする。そして、例えばデ
ィスクの１トラックのビット数（例えば20万ビット）に
対し上記ＥＰエラーの数が一定比率を越えるディスクを
不良ディスクとする。

【００３７】磁気ディスク１が上記、で不良ディス
クと判定されたときその時点でテスト終了とする。

【００３８】(3) テストヘッド２３が磁気ディスク１上
のアンロード位置（テスト終了位置）（例えば最内周ト
ラック位置）に到達して、その位置での上記(a) 、(b)
を終了したら、不図示のヘッドロード／アンロード機構
によりテストヘッド２３を磁気ディスク１から強制的に
離し、テスト終了とする。

【００３９】(B) ＣＣＤカメラ４０（図１、図２） ＣＣＤカメラ４０は、図１、図２に示す如く、定盤の上
に支持され、パルスモータ４１の出力軸に連結した送り
ねじ４２により移動可能とされている。制御部３０は、
ＣＣＤカメラ４０が磁気ディスク１の表面に沿って磁気
ディスク１の磁気トラックに交差する方向（本実施例で
は磁気ディスク１の直径方向）の所定位置に移動するよ
うにカメラコントローラ４３を制御する。

【００４０】このとき、カメラコントローラ４３は、テ
スタ１０のグライドハイトテスト回路３１、サーティフ
ァイテスト回路３２（スピンドルコントローラ１３、キ
ャリッジコントローラ１８）が出力した異常突起、エラ
ー等の欠陥位置データを用いて、ＣＣＤカメラ４０を磁
気ディスク１の当該欠陥撮影位置に位置付ける。本実施
例では、テスタ１０のスピンドル１２に取り付けられた
磁気ディスク１の中心まわりで、テスタ１０のテストヘ
ッド２３とＣＣＤカメラ４０とを90度ずらして配置して
いる。

【００４１】ＣＣＤカメラ４０は、モータ４０Ａを付帯
的に備えている。以下、ＣＣＤカメラ４０による撮影手
順について説明する。 (1) テスタ１０のグライドハイトテスト回路３１、サー
ティファイテスト回路３２が磁気ディスク１の異常突
起、エラー等の欠陥を検出すると、制御部３０はテスタ
１０の動作を停止する。

【００４２】(2) 制御部３０はテスタ１０のグライドハ
イトテスト回路３１、サーティファイテスト回路３２が
出力した上記(1) の欠陥位置データをカメラコントロー
ラ４３に伝える。カメラコントローラ４３はこの欠陥位
置データを用いて、ＣＣＤカメラ４０を欠陥撮影位置に
位置付ける。具体的には、制御部３０がスピンドルコン
トローラ１３を介して磁気ディスク１を周方向に90度変
位するとともに、カメラコントローラ４３がＣＣＤカメ
ラ４０を磁気ディスク１の直径方向にて上記(1) の欠陥
と同位置に設定することにより、ＣＣＤカメラ４０が上
記(1) の欠陥と相対するものとなる。

【００４３】(3) ＣＣＤカメラ４０は上記(1) の欠陥ま
わりの画像をモニタ４０Ａに表示し、当該欠陥まわりの
微細表面疵を検出する。

【００４４】(C) 干渉計５０（図１〜図６） 干渉計５０は、図１、図２に示す如く、定盤の上に支持
され、パルスモータ５１の出力軸に連結した送りねじ５
２により移動可能とされている。制御部３０は、干渉計
５０が磁気ディスク１の表面に沿って磁気ディスク１の
磁気トラックに交差する方向（本実施例では磁気ディス
ク１の直径方向）の所定位置に移動するように干渉計コ
ントローラ５３を制御する。

【００４５】このとき、干渉計コントローラ５３は、テ
スタ１０のグライドハイトテスト回路３１、サーティフ
ァイテスト回路３２（スピンドルコントローラ１３、キ
ャリッジコントローラ１８）が出力した異常突起、エラ
ー等の欠陥位置データを用いて、干渉計５０を磁気ディ
スク１の当該欠陥検出位置に位置付ける。本実施例で
は、テスタ１０のスピンドル１２に取り付けられた磁気
ディスク１の中心まわりで、テスタ１０のテストヘッド
２３と干渉計５０とを90度、ＣＣＤカメラ４０と干渉計
５０とを180 度ずらして配置している。

【００４６】干渉計５０は、モニタ５０Ａを付帯的に備
えている。以下、干渉計５０による検出手順について説
明する。 (1) テスタ１０のグライドハイトテスト回路３１、サー
ティファイテスト回路３２が磁気ディスク１の異常突
起、エラー等の欠陥を検出すると、制御部３０はテスタ
１０の動作を停止する。

【００４７】(2) 制御部３０はテスタ１０のグライドハ
イトテスト回路３１、サーティファイテスト回路３２が
出力した上記(1) の欠陥位置データを干渉計コントロー
ラ５３に伝える。干渉計コントローラ５３はこの欠陥位
置データを用いて、干渉計５０を欠陥検出位置に位置付
ける。具体的には、制御部３０がスピンドルコントロー
ラ１３を介して磁気ディスク１を周方向に90度（ＣＣＤ
カメラ４０による欠陥撮影に続くものである場合には18
0 度）変位するとともに、干渉計コントローラ５３が干
渉計５０を磁気ディスク１の直径方向にて上記(1) の欠
陥と同位置に設定することにより、干渉計５０が上記
(1) の欠陥と相対するものとなる。

【００４８】(3) 干渉計５０は上記(1) の欠陥まわりの
干渉縞パターンをモニタ５０Ａに表示し、当該欠陥まわ
りの微細表面凹凸（異常突起）を下記〜により検出
する。 対物レンズの焦点を欠陥表面に合わせ、レーザ照射す
る（図３）。

【００４９】上記により得られる干渉縞パターンを
ＦＦＴ変換により位相と周波数に解析し、更に高さデー
タに変換し、表面形状と高さ情報により３次元マップを
作成する（図４）。

【００５０】上記により得られる磁気ディスク表面
の３次元マップを適宜位置で切断し、その切断面上での
各ディスク半径位置における表面突起高さの分布（粗さ
曲線）を求める（図５（Ａ））。図５（Ａ）の情報か
ら、磁気ディスク１の表面の異常突起又は異常くぼみの
有無、大きな疵の有無が分かる。

【００５１】図５（Ａ）の粗さ曲線に基づく図５
（Ｂ）のベアリングレシオ解析により、高さＲａの突起
（又はくぼみ）が磁気ディスク１の測定した半径領域で
何％占有するかの情報を得る。この情報から磁気ディス
ク１の表面凹凸に関するエラーレベルを画定できる。例
えば、高さＲａ未満が100 ％のものはＡ評価良品、高さ
Ｒａ未満が90％以下のものはＢ評価良品とする。

【００５２】尚、上記により得られた干渉縞パターン
から磁気ディスク１の歪み状態を判定することもでき
る。例えば、図６（Ａ）の干渉縞パターンは平坦、
（Ｂ）〜（Ｄ）の干渉縞パターンは歪んだ状態である。

【００５３】以下、本実施例の作用効果について説明す
る。 磁気ディスク評価装置１００は、テスタ１０にてグラ
イドハイトテスト、サーティファイテスト等のテストを
磁気ディスクに施してその欠陥データと欠陥位置を得る
とともに、続いて、このテスタ１０が出力した欠陥位置
データを用いて、干渉計５０を磁気ディスクの欠陥検出
位置に位置付け、該欠陥まわりでの微細な表面凹凸（ひ
ずみ）を検出可能とする。干渉計５０が検出した微細な
表面凹凸は、上記欠陥の発生原因をより確実に推測可能
とする。

【００５４】上述の干渉計５０と同様に、テスタ１０
が出力する欠陥位置データを用いて、ＣＣＤカメラ４０
を磁気ディスクの欠陥撮影位置に位置付け、該欠陥まわ
りでの微細な表面疵を検出可能とする。ＣＣＤカメラ４
０が検出した微細な表面疵は、上記欠陥の発生原因をよ
り確実に推測可能とする。

【００５５】磁気ディスク評価装置１００内に、テス
タ１０とＣＣＤカメラ４０と干渉計５０とを並置してい
る。このため、ＣＣＤカメラ４０は、テスタ１０が検出
した磁気ディスクの欠陥位置にその撮影位置を短時間の
うちに位置付けることができ、干渉計５０も、テスタ１
０が検出した磁気ディスクの欠陥位置にその検出位置を
短時間のうちに位置付けることができる。従って、テス
タ１０、ＣＣＤカメラ４０、干渉計５０を用いた評価結
果を磁気ディスクの製造工程へと迅速にフィードバック
し、生産工程管理への利用価値を向上できる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気ディ
スク評価装置において、磁気ディスクの表面性状をより
精密に評価しながら、生産工程管理へのその評価結果の
利用価値を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は磁気ディスク評価装置を示す模式図であ
る。

【図２】図２は磁気ディスク評価装置を示す制御系統図
である。

【図３】図３は干渉計を示す模式図である。

【図４】図４は干渉縞パターンの解析手順を示す模式図
である。

【図５】図５は干渉縞パターンによる突起評価手順を示
す模式図である。

【図６】図６はディスクひずみによる干渉縞パターンの
変化を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 磁気ディスク １０ テスタ ４０ ＣＣＤカメラ ４３ カメラコントローラ ５０ 干渉計 ５３ 干渉計コントローラ １００ 磁気ディスク評価装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスクの表面性状をチェックテス
   トし、欠陥データと欠陥位置データとを出力するテスタ
   を有してなる磁気ディスク評価装置において、 磁気ディスクの表面凹凸状態を検出する干渉計と、 テスタが出力する欠陥位置データを用いて、干渉計を磁
   気ディスクの欠陥検出位置に位置付ける干渉計コントロ
   ーラとを有してなることを特徴とする磁気ディスク評価
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の磁気ディスク評価装置
   において、 磁気ディスクの表面画像を撮影するＣＣＤカメラと、 テスタが出力する欠陥位置データを用いて、ＣＣＤカメ
   ラを磁気ディスクの欠陥撮影位置に位置付けるカメラコ
   ントローラとを有してなることを特徴とする磁気ディス
   ク評価装置。