WO2015012200A1 - 磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法 - Google Patents

磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法 Download PDF

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WO2015012200A1
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magnetic head
cantilever
magnetic
amplitude
head element
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PCT/JP2014/069102
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French (fr)
Inventor
典充 松下
明 飛田
Original Assignee
株式会社日立ハイテクファインシステムズ
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/50—MFM [Magnetic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. MFM probes
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/455—Arrangements for functional testing of heads; Measuring arrangements for heads

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic head inspection apparatus and a magnetic head inspection method for inspecting an effective track width and the like by a magnetic field shape of a thin film magnetic head.
  • a magnetic head inspection apparatus incorporating a magnetic force microscope (MFM) having a high resolution at the atomic size level is used to measure the magnetic field shape generated by a thin film magnetic head and inspect the magnetic effective track width and the like.
  • the magnetic force microscope has a cantilever equipped with a magnetic probe for detecting a magnetic field, which is scanned and moved on a magnetic head, and detects the displacement of the probe to measure the magnetic field shape.
  • Patent Document 1 targets a thin film magnetic head in a row bar state in which a plurality of head elements formed on a wafer are connected, and a recording signal is input to each head element by a bonding pad and generated from each head element.
  • a technique for measuring the state of a magnetic field with the cantilever is disclosed.
  • the effective track width of the magnetic head element is inspected from the magnetic field distribution shape measured with a magnetic force microscope.
  • the cantilever probe scans a position away from the surface of the magnetic head element by an amount corresponding to the flying height. Therefore, when there is an inclination or a step on the surface of the magnetic head element, it is necessary to correct the height position of the cantilever according to the surface shape and always measure at a constant height from the head surface.
  • the height of the cantilever is corrected by a Z stage that holds the cantilever and can be adjusted in the height direction. Normal tilts and steps generated on the head surface can be corrected by the Z stage.
  • the amplitude value of the vibrating cantilever changes depending on the magnitude of the magnetic force generated from the magnetic head element. That is, if the magnetic force generated from the magnetic head is too large, the amplitude of the cantilever is reduced. Therefore, the height of the cantilever probe from the surface of the magnetic head (the gap between the surface of the magnetic head element and the tip of the cantilever probe) fluctuates, and the measurement accuracy of the effective track width of the magnetic head deteriorates. End up.
  • the present invention provides a magnetic head inspection apparatus and a magnetic head inspection method capable of accurately measuring the effective track width of the magnetic head regardless of the magnitude of the magnetic force generated from the magnetic head.
  • a magnetic head inspection apparatus includes a table unit on which a magnetic head element is mounted and movable in a plane, a cantilever having a magnetic probe formed near the tip, An excitation unit that vibrates the cantilever at a predetermined frequency, a signal applying unit that applies an excitation signal to the magnetic head element mounted on the table unit, and an excitation signal that is applied from the signal applying unit to the magnetic head element.
  • Amplitude feedback control that controls the excitation unit so that the amplitude of the vibration of the cantilever becomes constant during the movement by moving the magnetic head element in one direction with the table means while the cantilever is vibrated at a predetermined frequency And an effective track of the magnetic head in a state where the amplitude of the vibration of the cantilever is controlled to be constant by the feedback control unit. It was constructed by an arithmetic means for obtaining widths.
  • a magnetic head element is placed on a table and an excitation signal is applied to the magnetic head element in one direction within a plane by the table.
  • the magnetic head element that is moved in one direction is scanned by the table while the cantilever having a magnetic probe formed near the tip is driven by the excitation unit and vibrated at a predetermined frequency.
  • the excitation unit is controlled so that the amplitude of the cantilever vibration is constant in the middle, and the effective track width of the magnetic head is obtained in a state where the amplitude of the cantilever vibration is controlled by the excitation unit.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a magnetic head inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a fragmentary sectional view which shows the relationship between the cantilever of the magnetic head inspection apparatus which concerns on one embodiment of this invention, a displacement detection part, and a magnetic head element. It is a front view which shows the positional relationship of the magnetic head element of the magnetic head inspection apparatus which concerns on one embodiment of this invention, a cantilever, and a probe card. It is a graph which shows the relationship between the magnetic field which generate
  • the amplitude of the cantilever vibration becomes constant and the magnetic force of the cantilever is increased.
  • the effective track width of the magnetic head is accurately obtained by controlling the probe so as to scan with a certain distance from the surface of the magnetic head element.
  • FIG. 1A is a diagram showing a schematic configuration of a magnetic head inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the magnetic head inspection apparatus 100 uses a magnetic force microscope (Magnetic Force Microscope: MFM) to effectively track the elements of a magnetic head (MR head, GMR head, TMR head, etc.) in a rover state before being cut into a single magnetic head. It measures the width etc.
  • MFM Magnetic Force Microscope
  • the row bar 1 is usually cut out from a wafer as an elongated block body of about 3 cm to 5 cm, and has a configuration in which about 40 to 60 magnetic head elements are arranged.
  • the magnetic head inspection apparatus 100 includes an inspection stage unit 10, a cantilever 7, a piezo driver 20, a control unit (PC) 30, a displacement detection unit 40 that detects displacement of the cantilever 7, a differential amplifier 50, and a DC converter 60. , A feedback controller 70, an oscillator 80, and an amplitude feedback control unit 90.
  • the inspection stage unit 10 includes an X stage 11 and a Y stage 12 that can move the row bar 1 in the X and Y directions, and a Z stage 13 that controls the height of the cantilever.
  • a placement portion 121 for the row bar 1 is provided, and the row bar 1 is brought into contact with a step portion formed on the upper surface of the placement portion 121, so that its long axis becomes the X axis. Positioned in parallel.
  • the Z stage 13 holds the cantilever 7 of the magnetic force microscope (MFM) and moves it in the Z direction.
  • a probe 71 is provided near the tip of the cantilever 7, and a thin film (magnetic thin film) 710 of a magnetic material is formed on the surface of the probe 71 (hereinafter, a magnetic thin film 710 is formed on the surface).
  • the probe 71 is referred to as a magnetic probe 71).
  • the X stage 11, the Y stage 12, and the Z stage 13 constituting the inspection stage unit 10 are each composed of a piezo stage driven by a piezo element (not shown).
  • a camera for measuring the amount of displacement is provided above the Y stage 12 to confirm the position of the row bar 1 placed on the placement unit 121.
  • the row bar 1 is sucked and held by suction from a suction hole (not shown) provided in the mounting portion 121.
  • the probe card 14 is driven by a driving means (not shown) to connect the pair of probes 141 and 142 of the probe card 14 to terminals 1003 and 1004 formed on the side surface of the row bar 1.
  • the excitation signal (AC excitation signal) can be supplied to the recording coil (not shown) of the magnetic head formed on the row bar 1 under the control of the control unit (PC) 30.
  • the piezo driver 20 drives and controls the X stage 11, the Y stage 12, the Z stage 13, and the cantilever 7, respectively.
  • the control unit 30 is composed of a personal computer (PC) including a monitor, and is formed on the side surface of the rover 1 from the piezoelectric driver 20 and a pair of probes 141 and 142 of the probe card 14 as shown in FIG. 1C.
  • An excitation signal of a recording coil (not shown) of the magnetic head applied to the pair of terminals 1003 and 1004 is controlled.
  • a cantilever 7 having a tip as a free end and a magnetic probe 71 having a pointed tip at a portion close to the free end is disposed facing the cantilever 7. .
  • the cantilever 7 is attached to an excitation member 131 provided below the Z stage 13 as shown in FIG. 1B.
  • the excitation member 131 is composed of a piezo element, and an AC voltage having a frequency near the mechanical resonance frequency is applied by the excitation voltage from the piezo driver 20, and the magnetic probe 71 formed at the tip of the cantilever 7 is excited. And vibrates in the vertical direction (Z direction).
  • excitation signals (not shown) for recording coils (not shown) of the magnetic head are transferred from a pair of probes 141 and 142 of the probe card 14 to terminals 1003 and 1004 formed on the side surface of the row bar 1.
  • AC excitation signal is applied, a magnetic field is generated from the magnetic body portion 1002 of the magnetic head element 1001 formed on the row bar 1.
  • the Y stage 12 is driven to move the magnetic head element 1001 and the cantilever 7 in the Y direction at a constant speed, so that the magnetic probe 71 enters the magnetic field generation region of the magnetic head element 1001 and the magnetic head element.
  • an attractive or repulsive magnetic force is generated in the magnetic probe 71, and the displacement amount (vibration and amplitude in the Z direction) of the cantilever 7 changes.
  • the probe card 14 is driven by means (not shown), and a pair of probes 141 and 142 makes contact with and disconnects from the terminals 1003 and 1004 formed on the side surface of the row bar 1, thereby providing a magnetic head element.
  • An excitation signal of a recording coil 1001 (not shown) is turned on / off.
  • the pair of terminals 141 and 142 are electrically connected to the control unit 30 through signal lines (not shown).
  • a displacement detector 40 that detects the amount of displacement of the cantilever 7 in the magnetic force microscope (MFM) includes a semiconductor laser element 41, reflection mirrors 42 and 43, and a displacement sensor 44 composed of a two-split optical detector element (not shown). Consists of. As shown in FIG. 1B, the light emitted from the semiconductor laser element 41 is reflected by the reflecting mirror 42 and irradiated on the side opposite to the side on which the magnetic probe 71 of the cantilever 7 is formed (hereinafter referred to as the upper surface). . The reflected light reflected from the upper surface of the cantilever 7 is further reflected by the reflecting mirror 43 and guided to the displacement sensor 44.
  • the displacement detector 40 emits light from the semiconductor laser element 41 in a state where the cantilever 7 is not oscillating, reflected by the reflecting mirror 42, reflected by the upper surface of the cantilever 7, and further reflected by the reflecting mirror 43. Is adjusted so as to be uniformly incident on each light receiving surface of the two-divided photodetector element of the displacement sensor 44.
  • the displacement sensor 44 outputs two detection signals corresponding to the amounts of light received by the two-split optical detector elements, and the differential amplifier 50 generates a displacement signal of the cantilever 7 from the difference signal of the two signals.
  • the displacement signal output from the differential amplifier 50 is a signal corresponding to the displacement of the cantilever 7 and is an AC signal because the cantilever 7 vibrates.
  • the DC converter 60 is composed of an RMS-DC converter (Root Mean Squared value to Direct Current converter), and converts the displacement signal output from the differential amplifier 50 into an effective DC signal.
  • the displacement signal output from the DC converter 60 is output to the feedback controller 70.
  • the feedback controller 70 compares the current displacement signal of the cantilever 7 input from the DC converter with a target value and calculates a difference signal thereof. The calculated difference signal between the current displacement signal of the cantilever 7 and the target value is output to the control unit 30.
  • the control unit (PC) 30 monitors the magnitude of the vibration of the cantilever 7 from the current displacement signal of the cantilever 7 input from the DC converter, and the magnitude of the vibration of the cantilever 7 as described below is constant.
  • the effective track width of the magnetic head is calculated from the phase difference signal when control is performed.
  • the control unit 30 sends a signal corresponding to the displacement signal of the cantilever 7 (difference signal input from the feedback controller 70) as a control signal for the Z stage 13 to the piezo driver 20. That is, the Z direction position of the Z stage 13 is adjusted so that the lowest point in the vibration of the magnetic probe 71 formed at the tip of the cantilever 7 at the time of inspection is located at a predetermined height from the surface of the row bar 1. Thereby, the magnitude
  • the height position of the cantilever 7 (the position of the lowest point in the vibration of the magnetic probe 71) is preferably set to a height corresponding to the head flying height of the hard disk drive.
  • the effective track width of the magnetic head can be obtained from the measured change in phase signal (that is, the magnetic field shape). If the height of the cantilever 7 is different from the head flying height, the effective track width may be corrected according to the height deviation.
  • the oscillator 80 supplies an oscillation signal for exciting the cantilever 7 to the piezo driver 20 via the amplitude feedback control unit 90.
  • the amplitude feedback control unit 90 increases and decreases the amplitude of the signal input from the oscillator 80 so that the displacement signal output from the DC converter 60 becomes constant in the magnetic force microscope (MFM), and supplies it to the piezo driver 20.
  • MFM magnetic force microscope
  • the piezo driver 20 drives the excitation member 131 provided on the lower side of the Z stage 13 so as to vibrate the cantilever 7 with a predetermined frequency and amplitude based on the output from the amplitude feedback control unit 90.
  • FIG. 2 and 3 are diagrams showing the relationship between the magnetic force during scanning, the displacement of the cantilever 7 and the flying height
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the frequency characteristics of the cantilever.
  • FIG. 2 is a diagram showing a relationship when the displacement amplitude value of the cantilever 7 is not made constant without operating the amplitude feedback control unit 90.
  • FIG. 3 is a diagram showing a relationship when the amplitude feedback control unit 90 is operated to keep the displacement amplitude value of the cantilever 7 constant.
  • FIG. 2 shows a case where the amplitude feedback control unit 90 is not operated and the displacement amplitude value of the cantilever is not made constant for comparison.
  • FIG. 2A shows a case where a magnetic field is generated from the magnetic body portion 1002 of the magnetic head element 1001. the surface from a fixed height of the magnetic head element 1001: distribution of the magnetic field intensity in the (magnetic head flying height height corresponding to h 0): 201, (b ) the cantilever when driving the cantilever 7 in the amplitude a 0 7 shows the upper envelope 202 and lower envelope 203 of the amplitude in the vibration of the tip portion of the magnetic probe 71 obtained by detecting the vibration 7, and (c) shows the lower envelope 203 and the magnetic head element 1001 in (b).
  • FIG. 9 is an enlarged view of the relationship between the surface of the magnetic probe 71 and the surface of the magnetic head element 1001.
  • D shows a change in amplitude A: 205 of vibration of the cantilever 7 in (b)
  • e shows a relationship of amplitude value D: 206 of a signal for exciting the cantilever 7 in (b).
  • FIG. 2 while driving (vibrating) the cantilever 7 with a constant excitation amplitude as shown in (e), a magnetic field is generated by the magnetic body portion 1002 of the magnetic head element 1001 as shown in (a).
  • the region including the region B is vibrated at a frequency f 0 and an amplitude A 0 in a region where there is no magnetic field action as shown in (b), and the lower end of the amplitude of the magnetic probe 71 at the tip of the cantilever 7 is magnetic.
  • the magnetic probe 71 of the cantilever 7 has a magnetic head element 1001 as shown in FIG.
  • the magnetic probe 71 When the magnetic probe 71 passes through the region B where the magnetic field generated by the magnetic body portion 1002 is large, the magnetic probe 71 reduces the amplitude value of the displacement signal of the cantilever 7 by ⁇ A as shown in FIG. That.
  • the amplitude value of the displacement signal of the cantilever 7 becomes small, the distance between the cantilever 7 and the magnetic head surface increases by ⁇ h as shown in the cantilever displacement signal and the height of the magnetic head surface in (b). As a result, the magnetic field distribution of the portion where the flying height is shifted by ⁇ h is measured, and accurate information on the execution track width cannot be obtained.
  • FIG. 4 shows the resonance characteristics of the cantilever 7 with and without a magnetic field. It is assumed that the cantilever 7 has a resonance characteristic that becomes maximum at the frequency f 0 as shown by the waveform 301 in a region where there is no magnetic field having a strength that affects the vibration of the cantilever 7.
  • the cantilever 7 having such resonance characteristics is brought to the region B where the magnetic field is generated by the magnetic body portion 1002 of the magnetic head element 1001 by the magnetic probe 71 formed at the tip portion, the resonance of the cantilever 7 is achieved.
  • the characteristic is affected by a magnetic field and fluctuates like a waveform 302, for example.
  • FIG. 2B shows the change of the displacement signal at the frequency f 0 of the cantilever 7 in such a state.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a method for obtaining accurate information of the execution track width according to this embodiment.
  • FIG. 3 shows a case where the amplitude feedback control unit 90 is operated to make the displacement amplitude value of the cantilever constant.
  • FIG. 3A shows the magnetic head element 1001 when the magnetic body unit 1002 of the magnetic head element 1001 generates a magnetic field. Magnetic field intensity distribution at a certain height from the surface (magnetic head flying height: height corresponding to h 0 ): 211, (b) detects vibration of the cantilever 7 when the cantilever 7 is driven with an amplitude A 0.
  • the upper envelope 212 and the lower envelope 213 of the amplitude in the vibration of the tip portion of the magnetic probe 71 obtained as described above are the relationship between the lower envelope 213 and the surface of the magnetic head element 1001 in (b).
  • the enlarged view shows the change in the distance h: 214 between the lower envelope 213 of the amplitude and the surface of the magnetic head element 1001 in the vibration of the tip of the magnetic probe 71 of the cantilever 7.
  • PID control is used to increase the amplitude of the cantilever 7 by ⁇ A so that the amplitude becomes A 0 .
  • the strength of the magnetic field generated by the magnetic body portion 1002 of the magnetic head element 1001 is substantially constant if the magnetic head element 1001 is a non-defective product, and therefore is generated by the magnetic body portion 1002 using a good magnetic head in advance.
  • a value of ⁇ D to be increased may be determined by measuring the strength of the magnetic field.
  • a predetermined ⁇ D is set.
  • the cantilever 7 is vibrated with an amplitude A 0 using the corrected excitation signal, and the lower end of the amplitude of the magnetic probe 71 at the tip of the cantilever 7 is h 0 (corresponding to the flying height of the magnetic head) from the surface of the magnetic head element 1001.
  • the magnetic probe 71 of the cantilever 7 passes through the region B where the magnetic field generated from the magnetic body portion 1002 of the magnetic head element 1001 is large as shown in FIG.
  • the cantilever 7 and the magnetic force are shown as shown in the (b) cantilever displacement signal and the height of the magnetic head surface.
  • the distance of head surface can be scanned an area including a region B in which the magnetic field by the magnetic portion 1002 of the magnetic head element 1001 while maintaining the h 0 is generated.
  • the amplitude A 0 of the displacement signal of the cantilever 7 to be detected by the displacement detector 40 is detected as a fixed value, without generating an error in the detection value of the flying height
  • the magnetic head can be inspected.
  • the cantilever 7 has a resonance characteristic that maximizes at the frequency f 0 as shown by the waveform 301 in a region where there is no magnetic field having a strength that affects the vibration of the cantilever 7. Is brought to the region B where the magnetic field is generated, the resonance characteristic of the cantilever 7 is affected by the magnetic field and fluctuates as a waveform 302. As a result, the resonance characteristics of the cantilever 7 is shifted from the frequency f 0 which amplitude is the peak, at a frequency f 0 to vibrate the cantilever 7 decreases the amplitude.
  • the vibration amplitude D of the cantilever 7 is controlled as shown in (e) of FIG. 3, the resonance characteristics by changing as 303 of the waveform of (a) in FIG. 4, the frequency f 0
  • the amplitude 350 is set to 350, which is the same as that of the waveform 301 of the resonance frequency characteristic when not affected by the magnetic field.
  • the displacement signal of the cantilever 7 is changed to a magnetic field as shown in FIG. Even when the generated area B is scanned, the constant amplitude A 0 can be maintained.
  • the phase characteristic of the vibration of the cantilever 7 is as shown in FIG. 4 with respect to the waveform 311 showing the phase characteristic of the graph of (b) corresponding to the waveform 301 when not affected by the magnetic field of FIG.
  • the waveform 312 corresponds to the waveform 302 of FIG.
  • the phase 361 of the waveform 311 at the frequency f 0, the phase 362 of the waveform 303 that control the to match the amplitude of the waveform 301 at the frequency f 0.
  • the magnetic head floats from the information on the strength of the magnetic field and its distribution by monitoring the vibration phase of the cantilever 7.
  • the effective track width due to the magnetic field generated from the magnetic head element 90 at the height can be obtained.
  • FIG. 5 is a graph showing a change in the phase signal 501 of the vibration of the cantilever 7 detected when the Y stage 12 is driven at a constant speed while the cantilever 7 is vibrated.
  • the control coil 30 controls the pair of terminals 1003 and 1004 formed on the side of the row bar 1 from the pair of probes 141 and 142 of the probe card 14 to the recording coil (not shown).
  • the magnetic signal is generated from the magnetic part 1002.
  • a phase difference is generated in the vibration of the cantilever 7 as compared with the case where the region is scanned (flat portion in the graph of FIG. 5: phase difference 0).
  • a region 502 where the phase difference is generated can be obtained as an effective track width.
  • the process for obtaining the effective track width is executed by the control unit 30.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an amplitude feedback control unit that controls the amplitude value of the cantilever in the magnetic head inspection to be constant.
  • the magnetic head (Rover 1) is placed on the inspection stage 10
  • the two-dimensional scanning stage (X stage 11 or Y stage 12) is driven, and the magnetic head (Rover 1) is scanned with respect to the cantilever 7.
  • the Z stage 13 adjusts the positioning so that the lower end of the vibration of the magnetic probe 71 at the tip of the cantilever 7 excited with the excitation amplitude value D 0 is at a predetermined height from the surface of the magnetic head element 1001.
  • the displacement detector 40 detects the magnitude (displacement amplitude value) of the cantilever 7 caused by the magnetic field generated from the magnetic body 1002 of the magnetic head element 1001, and generates the displacement signal A.
  • the amplitude feedback control unit 90 compares the current displacement signal A of the cantilever 7 generated in S102 with the target value Ao, and calculates the difference signal ⁇ A.
  • the amplitude feedback control unit 90 based on the difference signal ⁇ A calculated in S103, it changes the vibration amplitude of the cantilever 7 to D 1.
  • PID control Proportional Integral Derivative Control
  • the magnetic head is scanned, and the magnetic head is inspected (measurement of the magnetic field shape based on the principle described with reference to FIGS. 3 to 5).
  • the amplitude value of the displacement signal of the cantilever is always to control the vibration amplitude of the cantilever to be constant and A 0 value. As a result, the distance between the cantilever and the magnetic head can always be kept constant, so that the effective track width of the magnetic head on the air bearing surface can be accurately measured.

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Abstract

磁気ヘッドの検査において、磁気ヘッドから発生される磁力の大きさに関わらず、磁気ヘッドの実行トラック幅を精度良く測定することを可能にするために、磁気ヘッド検査方法において、磁気ヘッド素子をテーブルに載置して磁気ヘッド素子に励磁信号を印加した状態でテーブルにより平面内で一方向に移動させ、先端部付近に磁性探針が形成されたカンチレバーを励振部で駆動して所定の周波数で振動させながらテーブルにより一方向に移動する磁気ヘッド素子上を走査し、磁気ヘッド素子の移動の途中においてカンチレバーの振動の振幅が一定となるように励振部を制御し、励振部でカンチレバーの振動の振幅が一定となるように制御された状態で磁気ヘッドの実効トラック幅を求めるようにした。

Description

磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法
　本発明は、薄膜磁気ヘッドの磁界形状により実効トラック幅等を検査する磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法に関する。
　近年、薄膜磁気ヘッドの発生磁界形状を測定し磁気的な実効トラック幅等を検査するために、原子サイズレベルの高分解能を有する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）などを組み込んだ磁気ヘッド検査装置が用いられている。磁気力顕微鏡では磁界検出用の磁性探針を取り付けたカンチレバーを有し、これを磁気ヘッド上で走査移動し、探針の変位量を検出することで磁界形状を測定するものである。特許文献１には、ウエハ上に形成された複数のヘッド素子が連なっているローバー状態の薄膜磁気ヘッドを対象とし、ボンディングパッドにより各ヘッド素子に記録信号を入力し、各ヘッド素子から発生される磁界の様子を、上記カンチレバーにて測定する技術が開示されている。
特開２００９－２３０８４５号公報
　磁気ヘッド検査機では、磁気力顕微鏡にて測定した磁界分布形状から磁気ヘッド素子の実効トラック幅を検査する。その際カンチレバーの探針は、磁気ヘッド素子の表面から浮上高さ相当分だけ離れた位置を走査する。よって、磁気ヘッド素子の表面に傾斜や段差がある場合は、カンチレバーの高さ位置を表面形状に合わせて補正し、常にヘッド表面から一定の高さで測定することが必要である。カンチレバーの高さ補正は、カンチレバーを保持し高さ方向に調整可能なＺステージにて行う。ヘッド表面に生じる通常の傾斜や段差は、Ｚステージで補正できる。
　しかし、特許文献１に記載されている磁気ヘッド検査装置におけるカンチレバーは、磁気ヘッド素子から発生する磁力の大きさにより、振動しているカンチレバーの振幅値が変化してしまう。すなわち、磁気ヘッドから発生する磁力が大きくなりすぎるとカンチレバーの振幅が小さくなってしまう。そのため、磁気ヘッド表面からのカンチレバーの探針の高さ(磁気ヘッド素子の表面とカンチレバーの探針の先端部分とのギャップ)に変動が生じて、磁気ヘッドの実効トラック幅の測定精度が悪化してしまう。
　本発明は、磁気ヘッドから発生される磁力の大きさに関わらず、磁気ヘッドの実行トラック幅を精度良く測定することを可能にした磁気ヘッド検査装置及び磁気ヘッド検査方法を提供するものである。
　上記した課題を解決するために、本発明では、磁気ヘッド検査装置を、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、先端部付近に磁性探針が形成されたカンチレバーと、このカンチレバーを所定の周波数で振動させる励振部と、テーブル手段に載置された磁気ヘッド素子に励磁信号を印加する信号印加手段と、信号印加手段から磁気ヘッド素子に励磁信号を印加して励振部でカンチレバーを所定の周波数で振動させた状態でテーブル手段で磁気ヘッド素子を一方向に移動させてこの移動の途中においてカンチレバーの振動の振幅が一定となるように励振部を制御する振幅フィードバック制御部と、このフィードバック制御部によりカンチレバーの振動の振幅が一定となるように制御された状態で磁気ヘッドの実効トラック幅を求める演算手段とを備えて構成した。
　また、上記した課題を解決するために、本発明では、磁気ヘッド検査方法において、磁気ヘッド素子をテーブルに載置して磁気ヘッド素子に励磁信号を印加した状態でテーブルにより平面内で一方向に移動させ、先端部付近に磁性探針が形成されたカンチレバーを励振部で駆動して所定の周波数で振動させながらテーブルにより一方向に移動する磁気ヘッド素子上を走査し、磁気ヘッド素子の移動の途中においてカンチレバーの振動の振幅が一定となるように励振部を制御し、励振部でカンチレバーの振動の振幅が一定となるように制御された状態で磁気ヘッドの実効トラック幅を求めるようにした。
　本発明によれば、磁気ヘッドから発生される磁力の大きさに関わらず、磁気ヘッドの実効トラック幅を精度良く測定することが可能になった。
本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッド検査装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッド検査装置のカンチレバーと変位検出部及び磁気ヘッド素子との関係を示す部分断面図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッド検査装置の磁気ヘッド素子とカンチレバー及びプローブカードとの位置関係を示す正面図である。 振幅フィードバック制御部を作動させない場合の磁気ヘッド素子から発生する磁界とカンチレバーの変位と浮上高の関係を示すグラフである。 本発明の一実施の形態に係る、振幅フィードバック制御部を作動させた場合の磁気ヘッド素子から発生する磁界とカンチレバーの変位と浮上高の関係を示すグラフである。 カンチレバーの共振特性を示すグラフである。 カンチレバーの走査方向に対する位相差信号の変化から実効トラック幅の領域を求める位相差信号のグラフである。 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッド検査における、カンチレバーの振幅値を一定に制御する振幅フィードバック制御のフローチャートである。
　本発明は、磁気ヘッド検査方法及び装置において、磁気ヘッド素子に励磁信号を印加した状態でカンチレバーを所定の周波数で振動させながら表面を走査するときに、カンチレバーの振動の振幅が一定となりカンチレバーの磁性探針が磁気ヘッド素子の表面と一定の間隔を保って走査するように制御することにより、磁気ヘッドの実効トラック幅を正確に求めるようにしたものである。
　図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッド検査装置１００の概略構成を示す図である。磁気ヘッド検査装置１００は、磁気力顕微鏡（Magnetic Force Microscope:ＭＦＭ）を用いて、磁気ヘッド単体に切り出す前工程のローバー状態の磁気ヘッド（ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッドなど）の素子について実効トラック幅などを測定するものである。ローバー１は、通常、３ｃｍ～５ｃｍ程度の細長いブロック体としてウエハから切り出されたもので、４０個～６０個程度の磁気ヘッド素子が配列された構成となっている。
　本実施例による磁気ヘッド検査装置１００は、検査ステージ部１０、カンチレバー７、ピエゾドライバ２０、制御部（ＰＣ）３０、カンチレバー７の変位を検出する変位検出部４０、差動アンプ５０、ＤＣコンバータ６０、フィードバックコントローラ７０、発振器８０、振幅フィードバック制御部９０を備えて構成されている。
　検査ステージ部１０は、ローバー１をＸ，Ｙ方向に移動可能なＸステージ１１、Ｙステージ１２、カンチレバーの高さを制御するＺステージ１３を備えて構成されている。Ｙステージ１２の上面には、ローバー１の載置部１２１が設けられて、ローバー１は載置部１２１の上面に形成された段差部に当接されることで、その長軸がＸ軸に平行に位置決めされる。
　Ｚステージ１３は、図１Ｂに示すように、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）のカンチレバー７を保持し、Ｚ方向に移動させるものである。カンチレバー７の先端部付近には探針(プローブ)７１がおり、探針７１の表面には磁性体材料の薄膜(磁性薄膜)７１０が形成されている(以下、表面に磁性薄膜７１０が形成された探針７１を、磁性探針７１と記す)。
　検査ステージ部１０を構成するＸステージ１１，Ｙステージ１２、Ｚステージ１３は、それぞれピエゾ素子(図示せず)で駆動されるピエゾステージで構成されている。
　図示していないが、Ｙステージ１２の上方には、載置部１２１に載置されたローバー１の位置を確認するための位置ずれ量測定用のカメラが設けられている。ローバー１を検査ステージ１０上で所定の位置に設置する位置決めが終了すると、ローバー１は載置部１２１に設けられた吸着用の穴(図示せず)から真空吸引されて吸着保持される。この状態で図１Ｃに示すように、プローブカード１４を図示していない駆動手段で駆動してプローブカード１４の１対のプローブ１４１と１４２とをローバー１の側面に形成された端子１００３と１００４とに接続し、制御部(ＰＣ)３０で制御してローバー１に形成された磁気ヘッドの記録用コイル(図示せず)に励磁用信号（ＡＣ励磁信号）を供給することができる。
　ピエゾドライバ２０は、Ｘステージ１１、Ｙステージ１２、Ｚステージ１３及びカンチレバー７をそれぞれ駆動制御する。
　制御部３０は、モニターを含むパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成され、ピエゾドライバ２０と、図１Ｃに示すようなプローブカード１４の１対のプローブ１４１と１４２とからローバー１の側面に形成された１対の端子１００３と１００４とに印加する磁気ヘッドの記録用コイル(図示せず)の励磁用信号を制御する。Ｙステージ１２上に載置されたローバー１の上方には、先端を自由端としてこの自由端に近い部分に先端が尖った磁性探針７１が形成されたカンチレバー７が対向して配置されている。
　カンチレバー７は、図１Ｂに示すように、Ｚステージ１３の下側に設けられた励振部材１３１に取り付けられている。励振部材１３１はピエゾ素子で構成され、ピエゾドライバ２０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７とともに、その先端部分に形成された磁性探針７１は加振されて上下方向（Ｚ方向）に振動する。
　一方、図１Ｃに示すように、プローブカード１４の１対のプローブ１４１と１４２からローバー１の側面に形成された端子１００３と１００４に磁気ヘッドの記録用コイル(図示せず)の励磁用信号（ＡＣ励磁信号）を印加することにより、ローバー１に形成された磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２から磁界が発生する。この状態でＹステージ１２を駆動して磁気ヘッド素子１００１とカンチレバー７とをＹ方向に一定の速度で移動させることにより、磁性探針７１が磁気ヘッド素子１００１の磁界発生領域に入って磁気ヘッド素子１００１で発生した磁界の作用を受けると、磁性探針７１に引力又は斥力の磁気力が生じ、カンチレバー７のＺ方向の変位量（Ｚ方向の振動及び振幅）が変化する。
　なお、プローブカード１４は、図示していない手段により駆動されて、１対のプローブ１４１と１４２がローバー１の側面に形成された端子１００３と１００４との接触、切り離しを行うことにより、磁気ヘッド素子１００１の記録用コイル(図示せず)の励磁用信号のオン・オフが行われる。また、１対の端子１４１と１４２とは、図示していない信号線で制御部３０と電気的に接続されている。
　磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）においてカンチレバー７の変位量を検出する変位検出部４０は、半導体レーザ素子４１と、反射ミラー４２，４３と、２分割光ディテクタ素子（図示せず）からなる変位センサ４４とで構成される。図１Ｂに示すように、半導体レーザ素子４１から出射した光は、反射ミラー４２で反射されカンチレバー７の磁性探針７１が形成された側と反対の側（以下、上面と記す）に照射される。カンチレバー７の上面で反射された反射光は、反射ミラー４３でさらに反射されて変位センサ４４に導かれる。ここで、変位検出部４０は、カンチレバー７が振動していない状態で半導体レーザ素子４１から出射して、反射ミラー４２で反射されカンチレバー７の上面で反射され、反射ミラー４３でさらに反射された光が変位センサ４４の２分割光ディテクタ素子の各受光面に均等に入射するように調整されている。
　変位センサ４４からは、２分割光ディテクタ素子のそれぞれの受光量に対応して２つの検出信号が出力され、差動アンプ５０は２つの信号の差分信号からカンチレバー７の変位信号を生成する。差動アンプ５０から出力される変位信号は、カンチレバー７の変位に応じた信号であり、カンチレバー７は振動しているので交流信号となる。ＤＣコンバータ６０は、ＲＭＳ－ＤＣコンバータ（Root Mean Squared value to Direct Current converter）で構成され、差動アンプ５０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。ＤＣコンバータ６０から出力される変位信号は、フィードバックコントローラ７０に出力される。
　フィードバックコントローラ７０は、ＤＣコンバータから入力した現在のカンチレバー７の変位信号を目標値と比較しその差分信号を算出する。そして、算出した現在のカンチレバー７の変位信号と目標値との差分信号を制御部３０に出力する。
　制御部（ＰＣ）３０は、ＤＣコンバータから入力した現在のカンチレバー７の変位信号よりカンチレバー７の振動の大きさをモニタするとともに、以下に説明するような、カンチレバー７の振動の大きさが一定になるように制御したときの位相差信号から磁気ヘッドの実効トラック幅を演算する。また制御部３０は、カンチレバー７の変位信号に応じた信号（フィードバックコントローラ７０から入力した差分信号）をピエゾドライバ２０に対し、Ｚステージ１３の制御信号として送る。すなわち、検査時のカンチレバー７の先端部分に形成された磁性探針７１の振動における最下点がローバー１の表面から所定の高さに位置するよう、Ｚステージ１３のＺ方向位置を調整する。これにより、カンチレバー７の振動の大きさが最適化され、測定精度が確保される。
　カンチレバー７の高さ位置（磁性探針７１の振動における最下点の位置）としては、ハードディスクドライブのヘッド浮上高さに相当する高さに設定するのが好ましい。このようにカンチレバー７の高さを所定値に保持することで、測定された位相信号の変化（すなわち磁界形状）から磁気ヘッドの実効トラック幅を求めることができる。カンチレバー７の高さがヘッド浮上高さと異なる場合は、高さずれに応じて実効トラック幅を補正すればよい。
　発振器８０は、カンチレバー７を励振するための発振信号を振幅フィードバック制御部９０を介してピエゾドライバ２０に供給する。
　振幅フィードバック制御部９０は磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）において、ＤＣコンバータ６０から出力される変位信号が一定になるように、発振器８０から入力する信号の振幅を増減させて、ピエゾドライバ２０に供給する。
　ピエゾドライバ２０は、振幅フィードバック制御部９０からの出力に基づいた所定の周波数、振幅でカンチレバー７を振動させるように、Ｚステージ１３の下側に設けられた励振部材１３１を駆動する。
　図２と図３は走査時の磁力とカンチレバー７の変位と浮上高の関係を示す図、図４はカンチレバーの周波数特性を説明する図である。図２は、振幅フィードバック制御部９０を作動させずにカンチレバー７の変位振幅値を一定としなかった場合の関係を示す図である。一方、図３は、振幅フィードバック制御部９０を作動させてカンチレバー７の変位振幅値を一定に保持した場合の関係を示す図である。
　図２は比較用に、振幅フィードバック制御部９０を作動させずにカンチレバーの変位振幅値を一定にしなかった場合で、（ａ）は磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２から磁界を発生させたときの磁気ヘッド素子１００１の表面から一定の高さ（磁気ヘッド浮上量：ｈ０に相当する高さ）における磁場強度の分布：２０１、（ｂ）は振幅Ａ０でカンチレバー７を駆動した場合のカンチレバー７の振動を検出して求めた磁性探針７１の先端部分の振動における振幅の上側包絡線２０２と下側包絡線２０３、（ｃ）は（ｂ）の下側包絡線２０３と磁気ヘッド素子１００１の表面との関係を拡大して表示した図でカンチレバー７の磁性探針７１の先端部分の振動における振幅の下側包絡線２０３と磁気ヘッド素子１００１の表面との距離ｈ：２０４の変化を示す、（ｄ）は（ｂ）におけるカンチレバー７の振動の振幅Ａ：２０５の変化を示す図、（ｅ）はカンチレバー７を加振させる信号の振幅値Ｄ：２０６の関係を示す図である。
　図２において、カンチレバー７を（ｅ）に示すような一定の加振振幅で駆動（振動）させながら、（ａ）に示すような磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２による磁界が発生している領域Ｂを含む領域を（ｂ）に示すように磁界の作用が無い領域でカンチレバー７を周波数ｆ０、振幅Ａ０で振動させ、カンチレバー７の先端部分の磁性探針７１の振幅の下端が磁気ヘッド素子１００１の表面からｈ０（磁気ヘッド浮上量に相当する高さ）の高さとなるようにして走査した場合、カンチレバー７の磁性探針７１が（ａ）に示すような磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２から発生する磁界が大きい領域Ｂを通過するときに、磁性探針７１は磁力によって、（ｄ）に示すようにカンチレバー７の変位信号の振幅値がΔAだけ小さくなる。カンチレバー７の変位信号の振幅値が小さくなると、（ｂ）のカンチレバー変位信号と磁気ヘッド表面の高さに示すようにカンチレバー７と磁気ヘッド表面の距離がΔｈだけ増加してしまう。その結果、浮上高がΔｈずれた部分の磁界分布を測定することになり、実行トラック幅の正確な情報を得ることができなくなる。
　図４には、磁界の有無によるカンチレバー７の共振特性を示している。カンチレバー７の振動に影響を与えるような強さの磁界が無い領域においてカンチレバー７は、波形３０１に示すように周波数ｆ０で最大となるような共振特性を有しているとする。このような共振特性を有するカンチレバー７を、先端部分に形成された磁性探針７１が磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２による磁界が発生している領域Ｂに持っていくと、カンチレバー７の共振特性は磁界の影響を受けて、例えば波形３０２のように変動する。即ち、カンチレバー７の共振特性は振幅がピークになる周波数がｆ０からずれて、カンチレバー７を加振する周波数ｆ０においては振幅が減少してしまう。図２の（ｂ）は、このような状態におけるカンチレバー７の周波数ｆ０における変位信号の変化を示している。
　これに対して、図３は、本実施例による実行トラック幅の正確な情報を得る方法を説明する図である。図３は、振幅フィードバック制御部９０を作動させカンチレバーの変位振幅値を一定にした場合で、（ａ）は磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２から磁界を発生させたときの磁気ヘッド素子１００１の表面から一定の高さ（磁気ヘッド浮上量：ｈ０に相当する高さ）における磁場強度の分布：２１１、（ｂ）は振幅Ａ０でカンチレバー７を駆動した場合のカンチレバー７の振動を検出して求めた磁性探針７１の先端部分の振動における振幅の上側包絡線２１２と下側包絡線２１３、（ｃ）は（ｂ）の下側包絡線２１３と磁気ヘッド素子１００１の表面との関係を拡大して表示した図でカンチレバー７の磁性探針７１の先端部分の振動における振幅の下側包絡線２１３と磁気ヘッド素子１００１の表面との距離ｈ：２１４の変化を示す、（ｄ）は（ｂ）におけるカンチレバー７の振動の振幅Ａ：２１５の変化を示す図、（ｅ）はカンチレバー７を加振させる信号の振幅値Ｄ：２１６の関係を示す図である。
　図３において、（ａ）に示すような磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２による磁界が発生している領域Ｂを含む領域をカンチレバー７を振動させながら走査させる場合に、カンチレバー７が磁界の強い領域Ｂを走査する場合でも、カンチレバー７の変位信号における振幅が磁界の無い領域を走査している場合の振幅Ａ0と同じ値となるように、（ｅ）に示すように、カンチレバー７を加振させる信号の振幅ＤをΔＤ増加させる。カンチレバー７を加振させる信号の振幅をΔＤ増加させるにはＰＩＤ制御を用いることで、カンチレバー７の振幅をΔＡ増加させて振幅Ａ0となるようにする。なお、磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２により発生する磁界の強さは、磁気ヘッド素子１００１が良品であればほぼ一定であるので、予め良品の磁気ヘッドを用いて磁性体部１００２により発生する磁界の強さを測定して、増加させるΔＤの値を決めておくようにしても良い。
　即ち、（ａ）に示すような磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２による磁界が発生している領域Ｂを含む領域を（ｅ）に示すような、領域Ｂを走査するときには予め設定したΔＤの補正を加えた加振信号でカンチレバー７を振幅Ａ０で振動させ、カンチレバー７の先端部分の磁性探針７１の振幅の下端が磁気ヘッド素子１００１の表面からｈ０（磁気ヘッド浮上量に相当する高さ）の高さとなるようにして走査した場合、カンチレバー７の磁性探針７１が（ａ）に示すような磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２から発生する磁界が大きい領域Ｂを通過するときであっても、磁性探針７１が受ける磁力による振幅の変動が相殺されて、（ｂ）のカンチレバー変位信号と磁気ヘッド表面の高さに示すようにカンチレバー７と磁気ヘッド表面の距離をｈ０に維持した状態で磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２による磁界が発生している領域Ｂを含む領域を走査することができる。その結果、（ｄ）に示すように、変位検出部４０で検出されるカンチレバー７の変位信号の振幅Ａ０は一定の値として検出されるので、浮上高の検出値に誤差を発生させずに磁気ヘッドを検査することができる。
　図３の説明における加振周波数ｆ０におけるカンチレバー７の振幅の変化について、図４を用いて説明する。
　先にも説明したように、カンチレバー７の振動に影響を与えるような強さの磁界が無い領域において波形３０１に示すように周波数ｆ０で最大となるような共振特性を有しているカンチレバー７を、磁界が発生している領域Ｂに持っていくと、カンチレバー７の共振特性は磁界の影響を受けて、波形３０２のように変動する。その結果、カンチレバー７の共振特性は振幅がピークになる周波数がｆ０からずれて、カンチレバー７を加振する周波数ｆ０においては振幅が減少してしまう。
　ここで、カンチレバー７の加振振幅Ｄを図３の（ｅ）に示すように制御して、共振特性が図４の（ａ）の３０３の波形のように変化させることにより、周波数ｆ０における振幅３５０が、磁界の影響を受けない場合の共振周波数特性の波形３０１の場合と同じ３５０となるようにする。
　このように、カンチレバー７の加振振幅Ｄを制御して、周波数ｆ０における振幅が３５０となるようにすることで、カンチレバー７の変位信号を図３の（ｂ）に示すように、磁界が発生している領域Ｂを走査している場合でも一定の振幅Ａ０を維持することができる。
　一方、カンチレバー７の振動の位相特性は、図４の（ａ）の磁界の影響を受けない場合の波形３０１に対応する（ｂ）のグラフの位相特性を示す波形３１１に対して、図４の（ａ）の磁界の影響を受ける領域で加振振幅Ｄを制御した波形３０３に対応する位相特性を示す波形は３１３のようになる。なお、波形３１２は、（ａ）の波形３０２に対応している。このグラフからわかるように、周波数ｆ０における波形３１１の位相３６１に対して、周波数ｆ０において波形３０１の振幅に合わせるように制御した波形３０３の位相は３６２となる。すなわち、カンチレバー７が振幅Ａ０を一定に保つように制御しながら磁気ヘッドの表面を走査した場合、カンチレバー７の振動の位相をモニタすることで磁界の強さとその分布の情報から、磁気ヘッド浮上高さにおける磁気ヘッド素子９０から発生する磁界による実効トラック幅を求めることができる。
　図５は、カンチレバー７を加振させながらＹステージ１２を一定の速度で駆動したときに検出したカンチレバー７の振動の位相信号５０１の変化を示すグラフである。このとき、制御部３０で制御されて、プローブカード１４の１対のプローブ１４１と１４２とからローバー１の側面に形成された１対の端子１００３と１００４とに磁気ヘッドの記録用コイル(図示せず)の励磁用信号が印加されており、磁性体部１００２からは磁界が発生している。カンチレバー７の加振振幅Ｄを図３及び図４を用いて説明したように制御することにより、磁性体部１００２から発生された磁界領域を磁性探針７１が走査するときに、磁界領域から外れた領域を走査するとき（図５のグラフで平坦な部分：位相差０）と比べてカンチレバー７の振動に位相差が生じる。この位相差が発生している領域５０２を実効トラック幅として求めることができる。この実効トラック幅を求める処理は、制御部３０で実行される。
　図６は、磁気ヘッド検査におけるカンチレバーの振幅値を一定に制御する振幅フィードバック制御部を示すフローチャートである。
  Ｓ１０１において、磁気ヘッド（ローバー１）を検査ステージ１０に載置し、２次元走査ステージ（Ｘステージ１１又はＹステージ１２）を駆動し、カンチレバー７に対して磁気ヘッド（ローバー１）を走査する。Ｚステージ１３は、加振振幅値Ｄ０で励振されたカンチレバー７の先端部分の磁性探針７１の振動における下端が磁気ヘッド素子１００１の表面から所定の高さになるよう位置決め調整する。
　Ｓ１０２において、変位検出部４０は、磁気ヘッド素子１００１の磁性体部１００２から発生する磁界によるカンチレバー７の振動の大きさ（変位量振幅値）を検出し、変位信号Ａを生成する。
　Ｓ１０３において、振幅フィードバック制御部９０は、Ｓ１０２で生成した現在のカンチレバー７の変位信号Ａを目標値Ａｏと比較しその差分信号ΔＡを算出する。
　Ｓ１０４において、振幅フィードバック制御部９０は、Ｓ１０３で算出した差分信号ΔＡに基づいて、カンチレバー７の加振振幅値をＤ１に変更する。この決定にはＰＩＤ制御（Proportional Integral Derivative Control）を用いる。
　Ｓ１０５において、磁気ヘッドを走査し、磁気ヘッドの検査（図３乃至５を用いて説明した原理に基づく磁界形状の測定）を行う。
Ｓ１０６において、走査が終了したかどうか判定し、終了していないときはＳ１０２に戻り走査速度の制御を繰り返す。
このように本実施例によれば、カンチレバーの変位信号の振幅値が常にＡ0値と一定になるようにカンチレバーの加振振幅値を制御するようにした。これにより、カンチレバーと磁気ヘッドの距離を常に一定に維持することが可能になるため、磁気ヘッド浮上面における磁気ヘッドの実効トラック幅の測定を精度良く行うことが可能となった。
　１・・・ローバー（磁気ヘッドが配列されたブロック）　　７・・・カンチレバー　　１０・・・検査ステージ部　　１１・・・Ｘステージ　　１２・・・Ｙステージ　　１３・・・Ｚステージ　　２０・・・ピエゾドライバ　　３０・・・制御部（ＰＣ）　　４１・・・半導体レーザ素子　　４２，４３・・・反射ミラー　　４４・・・変位センサ　　５０・・・差動アンプ　　６０・・・ＤＣコンバータ　　７０・・・フィードバックコントローラ　　８０・・・発振器　　９０・・・振幅フィードバック制御部　　１００・・・磁気ヘッド検査装置。

Claims (8)

  1. 　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、
    　先端部付近に磁性探針が形成されたカンチレバーと、
    　該カンチレバーを所定の周波数で振動させる励振部と、
    　前記テーブル手段に載置された磁気ヘッド素子に励磁信号を印加する信号印加手段と、
    前記信号印加手段から前記磁気ヘッド素子に励磁信号を印加し、前記励振部で前記カンチレバーを所定の周波数で振動させた状態で、前記テーブル手段で前記磁気ヘッド素子を一方向に移動させ、該移動の途中において前記カンチレバーの振動の振幅が一定となるように前記励振部を制御する振幅フィードバック制御部と、
    該フィードバック制御部により前記カンチレバーの振動の振幅が一定となるように制御された状態で前記磁気ヘッドの実効トラック幅を求める演算手段と、
    を備えたことを特徴とする磁気ヘッド検査装置。
  2. 　請求項１記載の磁気ヘッド検査装置であって、前記振幅フィードバック制御部は、前記カンチレバーを所定の周波数で振動させた状態で前記テーブル手段で前記磁気ヘッド素子を一方向に移動させ、該移動の途中において前記カンチレバーの先端部付近に形成された磁性探針の振動の最下端部の前記磁気ヘッド素子の表面に対する高さが一定となるように前記励振部を制御することを特徴とする磁気ヘッド検査装置。
  3. 　請求項１記載の磁気ヘッド検査装置であって、前記振幅フィードバック制御部は、前記信号印加手段で前記磁気ヘッド素子に励磁信号を印加して前記磁気ヘッド素子から磁界が発生した状態で、前記磁性探針が振動しながら前記発生した磁界を通過するときに前記磁界の作用により前記振動の振幅が変化するのを抑える制御を行うことを特徴とする磁気ヘッド検査装置。
  4. 　請求項１記載の磁気ヘッド検査装置であって、前記演算手段は、前記カンチレバーの振動の振幅が一定となるように制御する前記フィードバック制御部の制御信号を用いて前記磁気ヘッドの実効トラック幅を求めることを特徴とする磁気ヘッド検査装置。
  5. 　磁気ヘッド素子をテーブルに載置して該磁気ヘッド素子に励磁信号を印加した状態で前記テーブルにより平面内で一方向に移動させ、
    　先端部付近に磁性探針が形成されたカンチレバーを励振部で駆動して所定の周波数で振動させながら前記テーブルにより一方向に移動する磁気ヘッド素子上を走査し、
    前記磁気ヘッド素子の移動の途中において前記カンチレバーの振動の振幅が一定となるように前記励振部を制御し、
    該励振部で前記カンチレバーの振動の振幅が一定となるように制御された状態で前記磁気ヘッドの実効トラック幅を求める、
    ことを特徴とする磁気ヘッド検査方法。
  6. 　請求項５記載の磁気ヘッド検査方法であって、前記励振部を制御することが、前記カンチレバーを所定の周波数で振動させた状態で前記テーブルで前記磁気ヘッド素子を一方向に移動させ、該移動の途中において前記カンチレバーの先端部付近に形成された磁性探針の振動の最下端部の前記磁気ヘッド素子の表面に対する高さが一定となるように前記励振部を制御することを特徴とする磁気ヘッド検査方法。
  7. 　請求項５記載の磁気ヘッド検査方法であって、前記励振部を制御することが、前記磁気ヘッド素子に励磁信号を印加して前記磁気ヘッド素子から磁界が発生した状態で、前記磁性探針が振動しながら前記発生した磁界を通過するときに前記磁界の作用により前記振動の振幅が変化するのを抑えるように制御することを特徴とする磁気ヘッド検査方法。
  8. 　請求項５記載の磁気ヘッド検査方法であって、前記磁気ヘッドの実効トラック幅を、前記カンチレバーの振動の振幅が一定となるように制御する信号を用いて求めることを特徴とする磁気ヘッド検査方法。
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