JPS63302384A

JPS63302384A - 磁気欠陥検査装置

Info

Publication number: JPS63302384A
Application number: JP13827087A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Abe; 勝男阿部; Kenji Furusawa; 賢司古澤; Hiroyuki Kataoka; 宏之片岡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1988-12-09
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JP2605042B2

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
定するのに好適な磁気欠陥検査装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、磁気記憶装置は小形、大容量化がますます要求さ
れる傾向にあり、これに用いる磁気ディスクでは、小形
化、記録の高密度化が図られている。例えば、現在の最
大容量である５ＧＢ　（ギガ・バイト）レベルの磁気デ
ィスクでは９面記録密度は約１４Ｍｂｉｔ／　１ｎｃｈ
２（メガ・ビット／（インチ）２〕であり、１ビット当
りの記録面積は約６０１ｔｍ　２（２、５−５−Ｘ２３
ＩＩとなっている。さらに、１００Ｂレベルの磁気ディ
スクになると２面記録密度は約２９Ｍｂｉｔ　／　１ｎ
ｃｈ２となり、１ビット当りの記録面積も約２５ｔｔｍ
２（１，６ｔｍＸ　１６塵）とますます小さくなってい
る。このような高密度記録を可能とする磁気ディスクで
は、高密度化に伴って信号の書込み、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ビット当りの記
録面積に占める欠陥面積も小さくなり、許容できる最大
欠陥面積は５ＧＢレベルの磁気ディスクでは円に近似し
て直径３〜４虜。

１０ＧＢレベル磁気デイスクでは直径２〜３−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としては、主と
して、磁性膜の欠落９局所的な磁性膜の特性低下、さら
に、スクラッチ、突起、汚染などの表面の幾何的異常等
があげられる。これらの欠陥は、目視で１１察できる場
合もあるが、上記したエラーの原因となる。直径２〜４
ρの最大欠陥面積では通常目視での観察は困難となる。

従来、磁気ディスクのエラー発生位置く欠陥発生位置）
の同定は２例えば’ＨＥＷＬＥＴＴ−ＰＡＣＫＡＲＤ　
　ＪＯＵＲＮＡＬ”、　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ。

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込
まれた信号を同−又は異なる磁気ヘッドによって読出し
た信号の強度を測定し、この強度が所定の範囲から外れ
るビットをエラーとして検出するものである。通常この
種のテスタは、記録トラック位置、規準点から何ビット
目かというビット位置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けは可能である。

ところで、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であり。

この解決のためには、まず、磁気ディスク上の欠陥発生
位置を正確に、精度良く知ること２次にこれを、顕微鏡
ｗ４察、走査電子顕微鏡観察等の分析手段を駆使し、解
析して、製造工程の改善に結びつけることが必要である
。しかし、これらの点についての配慮は、上記従来技術
ではなされていなかった。

なお、この種の技術の一般文献として、磁気記録最新技
術と装置・機器編集委員会ｇ＝磁気記録最新技術と装置
・機器、　１９８４年総合出版発行　がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術には以下の問題点がある。即ち。

１）エラーの番地付けができても、エラー位置の状況観
察のためにテスタから磁気ディスクを取り外すと、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
、見つけるのが困難になること。

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
判定できないこと。

３）顕微鏡観察等では外見上は異常がなくても。

磁気記録膜に特性劣化がある場合は、実質的にエラー位
置の確認観察が不可能であること。

等の問題点がある。

本発明の目的は、従来技術での上記問題点を解決し、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力向記Ｂ
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
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、水平方向に磁界を掃引できる磁界発生手段
を持った縦カー効果測定装置と＋Ｔｉ気ディスクエラー
テスタとを結合することによ１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・磁気相互作用
により偏光面が回転する（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ことができ
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、掃引磁界に対してヒステリシス特性
をもって変化し、結果的に、　Ｖ　Ｓ　Ｍ　（Ｖｉｂｒ
ａｔｉｎｇ　ＳａｍｐｌｅＭａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ）
等通常の磁気特性評価手段によって得られるＢ−Ｈ（磁
束密度対磁化力）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ことができる。これによ
り、磁性記録膜の基礎特性である。保磁力（Ｈｅ）、角
形比（Ｓ’）を正確に測定できる。これは、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
光レーザ光を上記ビット面積レベルに絞って集光する光
学手段を配置することにより、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〕

照射領域の微小化を実現するために２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
用して垂直入射縦カー効果測定装置とする。この方式に
よれば、レーザ光源の波長と、対物レンズの開口数ＮＡ
　（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ａｐｅｒ−ｔｕｒｅ）を選択
することにより、磁性体面でのレーザ光照射径を変える
ことができる。例えば、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレ
ーザ光と、ＮＡが０．６３の対物レンズとを組合せるこ
とにより、レーザ照射径は約１虜となる。

したがって、エラーテス１−によって同定された番地に
、偏光したレーザ光を照射することにより。

エラー領域の磁気特性を非接触、非破壊で検査。

評価できることになる。

〔実施例〕

以下２本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は本実施例の光学系統図と装置要部の側面図であ
る。第１図において、１は半導体レーザあるいはＨｅ−
Ｎｅレーザ等のレーザ光源である。

レーザ光源１から発射したレーザビーム２は、ビームエ
キスパンダ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により集光されて磁気ディ
スク７に照射される。

照射された偏光ビームは、磁気ディスク７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、逆行し
て対物レンズ６を通り、三角プリズム５で反射し、検光
子８を通り、検出器９に導かれる。

レーザ光の波長と、対物レンズ６のＮＡを選択すること
により、磁性膜表面でのビーム径を微小に絞ることがで
きる。波長が６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザと、ＮＡが
０．６３の対物レンズとの組合せで。

レーザビーム絞り径は約１−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
線移動可能のエアスピンドル１１上に、エアスピンドル
１１と一体的に回転するように固定されている。このエ
アスピンドル１１により、磁気ディスク７上の番地付け
が可能となる。記録信号を書込んだり読出したりする磁
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下側には、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が、また三角プリズム５は
ベレックのプリズムが望ましい。

次に９本実施例の測定手順について述べる。

（１）まず、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１３が磁気ディスク７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７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
号を書込み７次いで読出して、所定の読出し出力強度範
囲を外れると。

例えば、ミッシ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Ｎｎ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ニンコーダによるセク
タ番号を、エラー発生位置の番地情報（例えばｒ、θ）
として記憶する。ただし。

エラー検出系は図示しない。

（２）次に、エアスピンドル１１の回転を−たん停止し
て、エラー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を直線及び回転移動させ、そして停
止する。

（３）次に、あらかじめ調整されたレーザビームを、エ
ラー番地に照射し、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
。ワイス形磁界発生装置１０により、被測定物である磁
気ディスク７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及び検光子８を調整し、光電子増倍管等の検
出系よりなる検出器９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（図示せず
）に表示し、エラー番地の磁気特性を得る。

（４）次に、エラー番地から外れた位置の光−磁界ヒス
テリシスループを測定し、上記エラー発生番地での光磁
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。

以上の手順によって、磁気ディスクに発生しんエラー領
域の磁気特性を非接触、非破壊で２位置精度良く測定す
ることができ、しかも、レーザスポット径は約１−レベ
ルに絞り込まれるので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することが
できる。

なお、上述した光学系や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ことはもちろんである。また、
上記実施例ではレーザスポット径をＩＩ！ｒｎまで絞る
として説明したが２本発明はこれに限定されず９例えば
レーザ光源としてさらに短波長のものを用い、ＮＡのさ
らに大きな対物レンズを採用することによって、レーザ
スポット径はさらに絞ることが可能であり、性能が向上
する。

〔発明の効果〕以上説明したように９本発明によれば、偏光したレーザ
光を検査対象の被測定微小領域に照射し。

反射レーザ光の持つ情報を光学的、電気的に処理する構
成であることから、微小領域の磁気特性が非接触、非破
壊で高精度に測定可能となり、特に磁気ディスクの製造
工程中に適用して工程改善に大きく寄与する磁気欠陥検
査装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学系統図の装置要部の側
面図である。符号の説明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１０・・・ワイス形
磁界発生装置１１・・・エアスピンドル　　１２・・・パルスモータ
１３・・・磁気ヘッド　　　　１４・・・ベースブロッ
ク１５・・・定盤代理人弁理士　　中　村　純之助 ↑１　雫１−−−Ｌ−サ゛え零　　　　　　　９−−一才斐とる
２−−−Ｌ−ザ′ピ°−ム　　　　　　１０−−−ワイ
スセμよ）１熱１栗！３−−−ビームτ〜ズバ〉ダ’　
　　　１１−エアフピ〉ト″ル４−−−イ嬌尤）　　　
　　　　　　　　　＋２−一一ハ′ルア七−７５−−ミ
肖プリズム　　　　　　　１３−・石並λへ、、、　）
’計一対すリース’１４−−−べ゛−ズフ゛Ｏ１，７フ
ーーー石ロチ°°、ズ７　　　　　　　＋５−−一望％
８−一−才命尤了

Claims

【特許請求の範囲】

１、磁気ディスクの微小位置の磁気的欠陥を検査、測定
する磁気欠陥検査装置において、偏光したレーザ光を集
光して磁気ディスクに垂直に照射しその反射レーザ光の
偏光状態を検出する集光及び偏光検出手段と、磁気ディ
スクに磁界を印加する磁界発生手段と、磁気ディスクを
直線及び回転移動させて任意の位置に位置決めする位置
決め手段と、磁気ディスクに信号を書込み読出す機能と
信号エラーを測定しエラー番地を表示する機能を持つエ
ラー解析手段とを備えたことを特徴とする磁気欠陥検査
装置。