JP5923364B2 - 熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜熱アシスト磁気ヘッドを検査する検査方法及びその装置に係り、特に光学顕微鏡等の技術で検査不可能な薄膜熱アシスト磁気ヘッドが発生する近接場光を検査することのできる熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法及びその装置に関する。

磁気ヘッドを非破壊で検査する装置としては、光学顕微鏡を用いる方法、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ: ＳＥＭ）を用いる方法、原子間力顕微鏡(Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ: ＡＦＭ)を用いる方法、磁気力顕微鏡（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ: ＭＦＭ）を用いる方法などがある。

上記した方法にはそれぞれ一長一短があるが、ハードディスクに書き込むために磁気ヘッドが発生する磁場を非破壊で検査できるという点においては、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）を用いる方法が、他の方式の観察手段を用いる方法よりも優れている。

この磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）を用いて磁気ヘッド素子が個々に分離される前のローバーの状態でライトトラックの実効トラック幅を測定することについては、例えば特開２０１０−１７５５３４号公報(特許文献１)に記載されている。即ち、特許文献１には、試料であるローバーの磁気ヘッド回路パターンに電流を印加することにより磁場を発生させ、この発生した磁場にカンチレバーに取付けた磁性探針を近づけてカンチレバーの探針の変位量を検出することをカンチレバーを２次元走査させて行うことにより試料の発生する磁場を２次元測定することが記載されている。

また、従来の磁気ヘッド検査は磁気ヘッドローバー状態の薄膜磁気ヘッドにボンディングパッドより記録信号（励磁用信号）を入力し、薄膜磁気ヘッドに含まれる記録ヘッド（素子）より発生される磁界の様子を、磁気ヘッドの浮上高さ相当分の位置でスキャン移動させて磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）、走査型ホールプローブ顕微鏡（ＳＨＰＭ）又は走査型磁気抵抗効果顕微鏡（ＳＭＲＭ）にて直接観察することで、記録ヘッド（素子）の物理的な形状ではなく発生磁界形状を測定し、磁気的な実効トラック幅の検査を非破壊で実施可能にする方法として、特許文献２には、スピンスタンドを用いてＨＧＡ状態又は擬似ＨＧＡ状態でしか検査できなかった実効トラック幅の測定を、磁気力顕微鏡を用いることによってローバー状態で行えるようにすることが特開２００９−２３０８４５号公報（特許文献２）に記載されている
また、１Ｔｂ/ｉｎ^２を超える高密度な記録密度を実現する記録方式として近接場光を発生させて磁気記録する方式の熱アシスト磁気記録方式が提案されているが、この熱アシスト磁気記録ヘッドは導波路を伝わる入射光の偏光方向に垂直な方向の幅が、近接場光が発生する頂点部に向かって徐々に小さくなる断面形状を有し、かつ入射光の進行方向において近接場光が発生する頂点部に向かい、幅が、徐々に、もしくは段階的に小さくなる形状になるようにした導電性を有する構造体を用いて近接場光を発生する。導波路を、導電性を有する構造体の横に配置し、導電性を有する構造体の側面に発生する表面プラズモンを介して近接場光を発生させる構成が、特開２０１１−１４６０９７号公報（特許文献３）に記載されている。

特開２０１０−１７５５３４号公報 特開２００９−２３０８４５号公報 特開２０１１−１４６０９７号公報

特許文献１には、探針を持つカンチレバーを２次元走査することによって、磁気ヘッドのローバーに形成された個々の磁気ヘッド素子が形成する磁場の二次元分布を測定することが記載されているが、熱アシスト磁気ヘッドが発生する近接場光と磁場とを測定するための構成及びその方法については触れられていない。
従来の磁気記録はヘッドの磁界発生部の大きさがトラック幅となるため、特許文献１による磁界を測定することで、ヘッドのトラック幅を検査できたが、発生する近接場光の大きさがトラック幅となる熱アシストヘッドは検査できない。

また、特許文献２に記載されているローバーの状態において発生磁界形状を測定して磁気的な実行トラック幅を検査する磁気ヘッド検査装置でも、熱アシスト磁気ヘッドが発生する近接場光と磁場とを測定するための構成及びその方法については触れられていない。

一方、特許文献３には、熱アシスト磁気記録ヘッドの構造及びこのヘッドを組み込んだ磁気記録装置について記載されており、熱アシスト磁気記録ヘッドを採用することにより発生するＨＤＤ内での実動作時の温度上昇を抑えることは考慮されているが、熱アシスト磁気記録ヘッドが発生する近接場光を検査すること、及び長時間近接場光を発生させる検査時における温度上昇は考慮されていない。

本発明の目的は、検査時の発熱によるヘッド素子ダメージの防止及び熱膨張による測定中の位置ずれの発生を抑え、熱アシストヘッドの近接場光の形状を、発熱による影響無く高精度に測定できる熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法及びその装置を提供することである。

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検査装置を、
熱アシスト磁気ヘッド素子が多数形成されたローバーを収納するトレイ部と、熱アシスト
磁気ヘッド素子が多数形成されたローバーを載置する載置部を備えて試料検査位置におい
て前記載置部に載置したローバーに形成された熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発
生部から発生する磁界の強度分布と近接場光発光部から発生する近接場光の強度分布とを
計測する計測手段と、前記計測手段を前記試料検査位置と前記トレイ部に収納されたロー
バーを前記計測手段に受け渡すため試料受渡位置との間を移動させる計測手段移動手段と
、前記トレイ部からローバーを取出して前記計測手段移動手段により前記試料受渡位置に移動させた前記計測手段の載置部に前記ローバーを載置する試料受渡手段と、前記計測手段で計測した前記書込み磁界発生部から発生する磁界の強度分布のデータと前記近接場光発光部から発生する近接場光の強度分布のデータとを予め記憶しておいた参照データと比較することにより前記熱アシスト磁気ヘッド素子を検査するデータ処理部とを備えて構成し、前記計測手段の載置部は、前記近接場光を発生することにより近接場光発光部が発熱する前記ローバーを冷却する冷却機構を備え、前記計測手段は先端部に探針が形成されて上下に振動可能なカンチレバーと、前記載置部を平面内で微小な範囲移動させるテーブルとを備え、前記ローバーの表面近傍で前記カンチレバーを上下に振動させながら前記テーブルでローバーを載置した前記載置部を平面内で微小な範囲で移動させることにより前記書込み磁界発生部から発生する磁界の強度分布を計測すると共に前記カンチレバーを上下に振動させながら前記近接場光発光部を含む領域を走査させることにより前記近接場光発光部から発生する近接場光の強度分布を計測するようにした。

また、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が多数
形成されたローバーをトレイ部から取出して試料受渡位置で待機している計測手段の載置
部に載置し、前記載置部に前記ローバーを載置した計測手段を試料検査位置に移動させ、
前記試料検査位置において、前記載置部に載置したローバーに形成された熱アシスト磁
気ヘッド素子の書込み磁界発生部から発生する磁界の強度分布と近接場光発光部から発生
する近接場光の強度分布とを計測し、前記計測した前記書込み磁界発生部から発生する磁
界の強度分布のデータと前記近接場光発光部から発生する近接場光の強度分布のデータと
を予め記憶しておいたデータと比較することにより前記熱アシスト磁気ヘッド素子を検査
する熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法において、前記載置部に載置したローバーに形成
された熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発生部から発生する磁界の強度分布と近接
場光発光部から発生する近接場光の強度分布とを計測するときに、前記近接場光を発生す
ることにより近接場光発光部が発熱する前記ローバーを冷却しながら前記磁界の強度分布
と前記近接場光の強度分布とを計測し、前記磁界の強度分布と前記近接場光の強度分布とを計測することを、先端部に探針が形成されたカンチレバーを上下に振動させた状態で前記ローバーを載置した前記載置部を平面内で微小な範囲を移動させることにより、前記カンチレバーの探針が前記熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発生部を含む領域と近接場光発光部を含む領域とを走査することにより行うようにした。

本発明によれば、従来方式では測定及び検査できない熱アシストヘッドの近接場光の形状を、ローバーの状態で発熱による影響無く測定することができるので、熱アシスト磁気ヘッドの製品歩留まりの向上を図ることができる。

本発明の実施形態における磁気ヘッド素子検査装置のシステム構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における磁気ヘッド素子検査装置の構成を示す平面図である。 本発明の実施形態における熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部のＹステージとＹステージに搭載されたローバーを位置決めするための載置部の載置部の側面図である。 本発明の実施形態に係るプローブユニットの側面図である。 本発明で検査の対象とするローバーの斜視図である。 本発明の実施形態におけるローバーに形成された磁気ヘッド素子の電極にプローブの先端部分を接触させた状態を示す磁気ヘッド素子の平面図である。 本発明の実施形態における熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部における検出原理を説明する図で、ローバーに形成された熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する磁界を測定している状態を示すカンチレバーとローバーの断面の側面図である。 本発明の実施形態における熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部における検出原理を説明する図で、ローバーに形成された熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する近接場光を測定している状態を示すカンチレバーと検出器及びローバーの断面の側面図である。 本発明の実施形態におけるローバーの冷却機構を備えたローバー載置部の斜視図である。 本発明の実施形態におけるローバーの検査手順を示すフロー図である。

以下に、本発明を実施するための形態(実施形態)を、図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態における磁気ヘッド素子検査装置１０００のシステムの構成を示すブロック図である。磁気ヘッド素子検査装置１０００は、検査部１００、モニタ部２００、搬送部３００、及び信号処理・制御部４００を備えている。

検査部１００、モニタ部２００と搬送部３００は、防音ボックス６００で覆われており、外部からの音が検査に影響を与えないように遮音する構成になっている。

図２は、本発明の実施形態における磁気ヘッド素子検査装置１０００の構成を示す平面図である。
磁気ヘッド素子検査装置１０００は、防音ボックス６００で覆われた除振テーブル５００上に、検査部１００と搬送部３００を配置して構成されている。

搬送部３００は、ハンドリングロボット３１０とハンドリングロボット３１０のＸ方向の移動をガイドするガイドレール３２０、検査前のローバー４０を搭載する供給用トレイ３３１及び検査後のローバーを搭載する良品回収トレイ３３２、不良品回収トレイ３３３を載置するトレイ載置部３３０を備えている。

図２において、Ｈは試料受渡ステーションで、Ｍは試料検査ステーションである。検査部１００は、試料受渡ステーションＨと試料検査ステーションＭとの間をガイドレール１５０に沿って移動可能な構造になっている。検査部１００は、試料受渡ステーションＨでハンドリングロボット３１０によりトレイ載置部３３０との間でローバーの受渡を行い、ガイドレール１５０に沿って移動して、試料検査ステーションＭでローバーに多数形成された熱アシスト磁気ヘッド素子の検査を行う。

図３Ａは、本発明に係る熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する検査部１００の構成を示すブロック図である。図３Ａの熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部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（ヘッドスライダが複数配列されたブロック）の状態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を測定することが可能なものである。通常、３ｃｍ〜１０ｃｍ程度の細長いブロック体として多数の薄膜磁気ヘッド素子が形成されたウェハから切り出されたローバー４０は、４０個〜９０個程度のヘッドスライダ（薄膜磁気ヘッド素子）が配列された構成となっている。

本実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの検査部１００は、このローバー４０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、図２に示した供給用トレイ３３１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。ハンドリングロボット３１０を用いて供給用トレイ３３１から一本ずつ取り出されたローバー４０は、試料受渡ステーションＨで待機している検査部１００に搬送され、検査部１００の載置部１１４に載置される。載置部１１４に載置されたローバー４０は後述のような手順で検査される。

本実施形態に係る磁気ヘッド素子検査装置１０００の検査部１００は、走査型プローブ顕微鏡をベースとしている。検査部１００は、試料受渡ステーションＨと試料検査ステーションＭとの間をガイドレール１５０に沿って移動可能で、かつ、Ｘ−Ｙ方向に移動可能な検査ステージ１０１と、検査ステージ１０１上に載置されてローバー４０をＸ，Ｙ方向に微小な距離移動可能なピエゾ素子(図示せず)で駆動されるＸステージ１０６、Ｙステージ１０５を備えて構成されている。

ローバー４０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の位置決め用の載置部１１４の段差部１１４２に設けられた基準面１１４１に突き当てられることによってＹ方向に位置決めされる。ローバー４０は、図３Ｂに示すようにこの段差部１１４２の側面(基準面)１１４１に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。段差部１１４２の側面（基準面１１４１）には、ローバー４０の後側面（熱アシスト磁気ヘッド素子のプローブ電極４１及び４２が形成されている面の反対側の面）が当接されてローバー４０の位置決めが行われるようになっている。

Ｙステージ１０５の上方にはローバー４０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１０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、プローブユニット１４０が駆動されて、プローブ１４１の先端部分がローバー４０に形成されたプローブ電極４１と４２に接触する。

プローブユニット１４０は、図４Ａにその側面図を示すように、プローブガード１４１と、プローブガード１４１に取付けられたプローブ１４２を備え、支持プレート１４４で検査ステージ１０１に支持されている。一方、ローバー４０は、図４Ｂに示すように磁気ヘッド素子が多数形成された角棒状の基板であり、図４Ｃに示したように磁気ヘッド素子のローバー４０の内部に形成されたプローブ電極４１と４２とにプローブ１４２の先端部分１４２１と１４２２とを接触させた状態で交流電流１４３を印加することにより、書込み回路部４３の書込み次回発生部５０２(図５Ａ参照)から磁界が発生する。ローバー４０に印加する交流電流の周波数を、カンチレバー１３１の共振周波数とは異なる周波数とすることによって、ローバー４０から発生する磁界の分布を高速に測定し、ライト実行トラック幅を測定することができる。

プローブガード１４１は、駆動部１４３によりＹ方向に移動可能な構成になっていて、プローブ１４２の先端部分１４２１及び１４２２とローバー４０に形成されたプローブ電極４１及び４２とが接触、離れの動作を行うように駆動する。

プローブユニット１４０のプローブ１４１が駆動部１４３で駆動されて、プローブ１４１の先端部分１４２１と１４２２とがローバー４０に形成されたプローブ電極４１と４２にそれぞれ接触することにより、制御部ＰＣ３０から出力する励磁信号とレーザ発光用信号又は直接に励起用レーザ３０１がローバー４０に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子に供給可能な状態となる。この状態で、ローバー４０は、載置部１１４に熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発生部５０２が磁界を発生可能、近接場光発光部５０４が発光可能な状態で、載置部１１４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。

ピエゾドライバ１０７は、検査ステージ１０１に搭載された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１０が配置されている。カンチレバー１０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１０の先端部の探針４は上下方向（Ｚ方向）に振動される。

カンチレバー１０は、近接場光と磁界との両方を測定できる。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、探針４は、カンチレバー１０の板状のレバー１の先端部に四面体構造で形成されている。レバー１と探針４とはシリコン（Ｓｉ）で形成されている。レバー１と探針４の正面側（図５Ａ及び図５Ｂの左側）には薄い磁性膜２（例えばＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＣｏ等）が形成されており、磁性膜２の表面には貴金属（例えば金や銀又は白金等）又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜３が形成されている。カンチレバー１０は、レバー１と探針４、薄い磁性膜２、貴金属の粒子又は薄膜３とを備えて構成したことにより、近接場光と磁界との両方を測定することができる。

すなわち、探針４の表面に形成した薄い磁性膜２は、磁界を測定する際の感度と分解能を決め、磁界を測定する時に被測定物の磁場を感受する。また、貴金属（例えば金や銀等）又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜３は、探針４に近接場光が当った時に局在型表面プラズモン増強効果により、近接場光を増幅する。また、外部からレーザ光が照射された場合には、微粒子または薄膜３は励起され、近接場光を発光する。

カンチレバー１０の探針４のＺ方向の振動は、図３Ａに示すように、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１３０により検出される。この変位検出部１３０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。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４つに分割された受光面を持ち、カンチレバー１０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１０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。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１０が加振部１２２により加振されていない状態では、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。

差動アンプ１１１から出力される変位信号は、カンチレバー１０の変位に応じた信号であり、カンチレバー１０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１０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から出力される信号を出力すると共に、カンチレバー１０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を通じて、ピエゾドライバ１０７にＤＣコンバータ１１２から出力される信号を出力する。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１０の初期位置を調整するようにしている。

この実施の形態では、ハードディスクドライブのヘッド浮上高さをカンチレバー１０の初期位置として設定する。発信機１０２は、カンチレバー１０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１０を所定の周波数で振動させる。

図５Ａ及び図５Ｂは、図３Ａに示した熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部１００による磁界と近接場光の検出原理の概略を示す図であり、ローバー４０に形成されている熱アシスト磁気ヘッド素子部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の構成を拡大してカンチレバー１０と一緒に示した図である。

図５Ａに示すように、カンチレバー１０は、ローバー４０に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部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１０の磁性膜２及び貴金属（例えば金や銀等）又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜３を形成した探針４の先端部５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。カンチレバー１０は、ローバー４０のヘッドの記録面５１０に平行な平面に数百nm〜数μmの範囲内でスキャンされる。

この実施の形態では、Ｘステージ１０６及びＹステージ１０７によってローバー４０が移動される。このとき、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１は図３Ａ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３０１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素子部５０１の書込み磁界発生部５０２は書込み磁界（交流磁界）５０３を発生し、近接場光発光部５０４は熱アシスト光（近接場光）５０５を発光させる。

探針４は、表面に、磁性体２と貴金属（例えば金や銀等）又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜３が形成されている。

カンチレバー１０が加振部１２２により振動を加えられた状態で、ローバー４０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方向に移動させる。一方、プローブユニット１４０の駆動部１４３で駆動されてプローブ１４２の先端部分１４２１と１４２２とがそれぞれローバー４０に形成された電極４１と４２とに接触した状態で交流電流１４３を印加すると、書込み回路部４３の書込み磁界発生部５０２から書込み磁界５０３が発生する。

カンチレバー１０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の振動状態が変化する。この振動の変化を図３Ａの変位センサ１１０で検出する。すなわち、カンチレバー１０の振動状態が変わると、半導体レーザ素子１０９から発射されてカンチレバー１０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１０の振動状態の変化を検出することができる。この検出した信号を制御部ＰＣ３０で処理することにより、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の磁界発生部５０２が発生する書込み磁界５０３の強度分布を検出することが可能となる。この検出した書込み磁界の強度分布を予め設定した基準値と比較することにより、書込み磁界発生部５０２から発生した書込み磁界の良否を判定することができる。

一方、図５Ｂに示すように、カンチレバー１０が加振部１２２によりローバー４０の表面（記録面）５１０に対して上下方向に振動を加えられた状態で、ローバー４０を載置したＸステージ１０６を一定の速度でＸ方向に移動させることにより探針４が近接場光発生部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の表面の磁性膜３の上に形成された貴金属（例えば金や銀等）又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜３による局在型表面プラズモン増強効果により、近接場光５０５の散乱光５０６が増幅される。この増幅された散乱光５０６は、カンチレバー１０の近傍に配置された光検出器１１５で検出される。

Ｘステージ１０６を駆動して探針４を近接場光発生部５０４を含む一定の距離を移動させた後Ｘステージ１０６の駆動を停止し、Ｙステージ１０７を駆動して探針４をＹ方向に１ピッチ分移動させＸステージ１０６を前回と逆の方向に駆動して探針４を近接場光発生部５０４を含む一定の距離を移動させることを繰返して、探針４で近接場光発生部５０４を含む領域を走査する。

このようにして、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の近接場光発生部５０４からこの近接場光発生部５０４の極近傍の領域に発生した近接場光を、近接場光発生部５０４から比較的離れた場所で検出することが可能となる。この検出した信号を制御部ＰＣ３０で処理することにより、近接場光発生部５０４から発生した近接場光の強度の分布を求めることができる。この求めた近接場光の強度の分布を予め設定した基準データと比較することにより近接場光発生部５０４からの近接場光発光の状態の良否を判定することができる。

更に、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の磁界発生部５０２が発生する書込み磁界（交流磁界）５０３と近接場光発生部５０４から発生する熱アシスト光（近接場光）５０５との位置関係も測定することが可能となる。これにより、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の書込み磁界と近接場光の強度分布の検査及び両者の位置関係の測定を行うことができる。

ここで、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の近接場光発生部５０４を検査する場合、カンチレバー１０を振動させながらピエゾ素子(図示せず)でＸステージ１０６及びＹステージ１０５を駆動して、探針４を近接場光５０５が発光している領域を含む領域を走査させる。この検査の間中、近接場光発生部５０４は近接場光５０５を発光させ続けている。この近接場光発生部５０４から近接場光５０５を発光させるためには、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の外部から又は熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の内部に形成したレーザ光源部(図示せず)から発射されたレーザを近接場光発生部５０４に照射し続けなければならない。このレーザの照射は、探針４で近接場光発生部５０４を含む領域の上部を走査している間中続けられる。

このときのレーザの発光効率は、レーザ照射エネルギに対して数％程度であり、残りは熱エネルギに変換され、近接場光発生部５０４及びその近傍が発熱することになる。近接場光発生部５０４を含む領域を検査するためにレーザを照射している時間が比較的長いため、例えば、レーザ光源部(図示せず)に５０Ｗの電力を印加してレーザを発生させた場合、近接場光発生部５０４及びその近傍は２００〜３００℃程度まで温度が上昇する。これにより、検査中にローバー４０が熱膨張して検査位置ずれが発生すると共に、カンチレバー１０にも熱変形が発生するために、検査の精度が低下してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態においては、ローバー４０を搭載する載置部１１４を、図６に示すように熱伝導性が良い導電性の材料(例えば、炭化珪素)で形成されたローバーホルダ部１１４５と、ローバーホルダ部１１４５の下部に位置してローバーホルダ部１１４５を冷却するための冷却部１１４６と、ローバーホルダ部１１４５の内部に埋め込んでローバーホルダ部１１４５の温度を検出する温度センサ１１５７を備えて構成した。ローバーホルダ部１１４５には、ローバー４０を搭載する載置部１１４２が形成され、載置部１１４２に搭載したローバー４０を図示していない真空吸引して保持するための排気ポート１１４７が形成されている。冷却部１１４６には冷却水の導入ポート１１４８と内部に導入された冷却水を外部に排出するための排出ポート１１４９が設けられており、図示していない配管により供給された冷却水が導入ポート１１４８から冷却部１１４６の内部に供給され、図示していない冷却部１１４６の内部の水路を通って排出ポート１１４９から外部に排出されるようになっている。

載置部１１４を図６に示すような構成としたことにより、ローバーホルダ部１１４５の内部に埋め込んだ温度センサ１１５７でローバーホルダ部１１４５の温度を制御部ＰＣ３０でモニタしながら冷却部１１４６でローバーホルダ部１１４５を冷却することにより、ローバーホルダ部１１４５に載置されたローバー４０を一定の温度に維持した状態で近接場光発生部５０４から近接場光５０５を探針４を用いて検出することが可能になる。

これにより、検査中にローバー４０が熱膨張することによる検査位置ずれの発生を防止できると共に、カンチレバー１０の熱変形の発生を抑制することができるために、検査の精度を高く維持することが可能になる。

図７は、上述した熱アシスト磁気ヘッドの検査部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。

先ずハンドリングユニット３１０でトレイ載置部３３０の供給用トレイ３３１からローバー４０を１本取り出し、試料受渡ステーションＨで待機している熱アシスト磁気ヘッド素子の検査部１００の載置部１１４の基準面１１４１にローバー４０を押し当てた状態でローバー４０を載置部１１４に載置する（Ｓ７０１）。次に、検査ステージ１０１はガイドレール１５０に沿って移動して、試料検査ステーションＭに到達する（Ｓ７０２）。

試料検査ステーションＭにおいて、熱アシスト磁気ヘッドの検査部１００のカメラ１０３で載置部１１４に載置されているローバー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制御部ＰＣ３０でピエゾドライバ１０７を制御してＸステージ１０６又はＹステージ１０５を駆動することにより、ローバー４０の位置を調整するアライメントを行い（Ｓ７０３）、ローバー４０を測定位置に移動して測定する熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の位置決めをする（Ｓ７０４）。

次に、プローブユニット１４０の駆動部１４３を作動させてプローブ１４１を前進させ、プローブ１４１の先端部１４１１と１４１２とをローバー４０に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１のプローブ電極４１と４２とに接触させ、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１に励磁信号３０１を供給し、同時に図示していない手段により発光用信号又は直接に励起用レーザ光を熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１に供給する（Ｓ７０５）。これにより磁界発生部５０２から書込み磁界（交流磁界）５０３を発生させ、近接場光発行部５０４から光アシスト光（近接場光）５０５を発生させる。

次に、制御部ＰＣ３０で制御されたピエゾドライバ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、カンチレバー１０を熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の記録面５１０にアプローチする（Ｓ７０６）。

次に、ピエゾドライバ１０７によりピエゾ素子（図示せず）を駆動してＸステージ１０６をＸ方向に一定の距離を一定の速度で移動させながら加振部１２２でカンチレバー１０を振動させることをＹ方向に等ピッチずつずらしながら行うことにより、カンチレバー１０を熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の記録面５１０に平行な平面内で縦と横がそれぞれ数百nm〜数μmの範囲の領域をスキャンする（Ｓ７０７）。

このスキャンにより、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の磁界発生部５０２から発生する書込み磁界５０３によるカンチレバー１０の振動の変化を半導体レーザ素子１０９と位置センサ１１０とを備えて構成される変位検出部１３０からの出力信号から検出され、制御部ＰＣ３０で処理することにより磁界発生部５０２の位置情報と磁界発生部５０２が発生する磁界の分布情報が得られる。

一方、近接場光発光部５０４から発生した近接場光５０５は、スキャンによりこの近接場光５０５の発生領域内に到達したカンチレバー１０の探針４の表面に形成した貴金属（例えば金や銀等）又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜３による局在型表面プラズモン増強効果により増幅されて検出器１１５により検出される。この増幅された近接場光を検出した検出器１１５からの検出信号３０２を制御部ＰＣ３０で処理し、熱アシスト光（近接場光）５０５のそれぞれの強度分布を求め、近接場光発光部５０４の位置情報と表面形状の情報を得る。そして、磁界発生部５０２の位置情報と近接場光発光部５０４の位置情報とから磁界発生部５０２と近接場光発光部５０４の位置関係の測定（側長）を行い（Ｓ７０８）、磁界発生部５０２と近接場光発光部５０４との間隔が、所定の間隔で形成されているかをチェックする。

次に、プローブユニット１４０の駆動部１４３を作動させてプローブ１４１を後退させ、プローブ１４１の先端部１４１１と１４１２とをプローブ電極４１と４２とから離した状態で、更にローバー４０上で測定する箇所があるかをチェックし（Ｓ７０９）、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１０を上昇させた状態で次のヘッドの測定位置に移動して（Ｓ７１０）、Ｓ７０５からの動作を繰返す。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１０を上昇させた状態で検査ステージ１０１をガイドレール１５０に沿って試料受渡ステーションＨまで移動させ（Ｓ７１１）、測定が終了したローバー４０をハンドリングユニット３１０で取出して、検査結果に応じて良品回収トレイ３３２又は不良品回収トレイ３３３に収納する（Ｓ７１２）。

次に、供給トレイ３３１に未検査のローバー４０があるか否かをチェックし（Ｓ７１３）、未検査のローバー４０がある場合にはＳ７０１に戻って未検査のローバー４０を供給トレイ３３１から取出して，検査ステージ１０１に搬送してＳ７０１からのステップを実行する。一方、供給トレイ内に未検査のローバー４０が無い場合には、測定を終了する（Ｓ７１４）。

測定が終了して良品収納用トレイ３３２に収納された良品と判定されたローバーは、磁気ヘッド製造の次工程に搬送さて処理される。一方、不良品収納用トレイ３３３に収納された不良と判定されたローバー１は、次工程に送られずに廃棄されるか、又は不良原因究明のために不良解析工程に搬送される。

本実施形態によれば、熱アシスト磁気ヘッドの検査部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５０１から発生する書込み磁界（交流磁界）と熱アシスト光（近接場光）とをカンチレバー１０による１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。

上記に説明した実施形態においては、プローブ１４１からローバー４０に形成された素子の電極４１と４２とに交流電流を印加して、書込み回路部４３の書込み磁界発生部５０２から磁場を発生させた状態で先端部付近に探針４が形成されたカンチレバー１０を振動させてその振動の状態を計測する方式、即ちＭＦＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：磁気力顕微鏡）方式でローバー４０に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子５０１の状態を計測する方法について説明したが、プローブ１４１からローバー４０に形成された素子のプローブ電極４１と４２とに交流電流を印加せず、書込み回路部４３の書込み磁界発生部５０２から磁場が発生していない状態でカンチレバー１０を振動させてローバー４０に接触させ、その振動の状態を計測する方式、即ちＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：原子間力顕微鏡）方式でローバー４０の表面形状を計測する場合にも適用することができる。

１・・・レバー ４・・・探針 １０・・・カンチレバー ３０・・・制御部ＰＣ ４０・・・ローバー １００・・・検査部 １０１・・・検査ステージ 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 １１１・・・差動アンプ １１４・・・載置部 １１５・・・光検出器 １３０・・・変位検出部 １４０・・・プローブユニット ３００・・・搬送部 ３１０・・・ハンドリングロボット ３３０・・・トレイ載置部 ４００・・・信号処理制御部。

Claims (8)

1. 熱アシスト磁気ヘッド素子が多数形成されたローバーを収納するトレイ部と、
   熱アシスト磁気ヘッド素子が多数形成されたローバーを載置する載置部を備えて試料検
   査位置において前記載置部に載置したローバーに形成された熱アシスト磁気ヘッド素子の
   書込み磁界発生部から発生する磁界の強度分布と近接場光発光部から発生する近接場光の
   強度分布とを計測する計測手段と、
   前記計測手段を前記試料検査位置と前記トレイ部に収納されたローバーを前記計測手段
   に受け渡すため試料受渡位置との間を移動させる計測手段移動手段と、
   前記トレイ部からローバーを取出して前記計測手段移動手段により前記試料受渡位置に
   移動させた前記計測手段の載置部に前記ローバーを載置する試料受渡手段と、
   前記計測手段で計測した前記書込み磁界発生部から発生する磁界の強度分布のデータと前記近接場光発光部から発生する近接場光の強度分布のデータとを予め記憶しておいた参照データと比較することにより前記熱アシスト磁気ヘッド素子を検査するデータ処理部と を備え、
   前記計測手段の載置部は、前記近接場光を発生することにより近接場光発光部が発熱す
   る前記ローバーを冷却する冷却機構を備え、
   前記計測手段は先端部に探針が形成されて上下に振動可能なカンチレバーと、前記載置部を平面内で微小な範囲移動させるテーブルとを備え、前記ローバーの表面近傍で前記カンチレバーを上下に振動させながら前記テーブルでローバーを載置した前記載置部を平面内で微小な範囲で移動させることにより前記書込み磁界発生部から発生する磁界の強度分布を計測すると共に前記カンチレバーを上下に振動させながら前記近接場光発光部を含む領域を走査させることにより前記近接場光発光部から発生する近接場光の強度分布を計測することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置。
2. 前記カンチレバーの先端に形成された探針は、表面に磁性膜が形成され、前記磁性膜の
   上に金や銀又は白金などの貴金属又は前記貴金属を含む合金の微粒子または薄膜が形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置。
3. 前記計測手段の載置部は、前記ローバーを搭載して前記ローバーの位置を決めるローバ
   ーホルダ部と、前記ローバーホルダ部を冷却するローバーホルダ冷却部と、前記ローバー
   ホルダ冷却部に冷媒を供給すると共に排出する冷媒供給部とを備えることを特徴とする請
   求項１又は２に記載の熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置。
4. 前記計測手段の載置部は、前記ローバーホルダ部の温度をモニタする温度モニタ部を更
   に備えることを特徴とする請求項３に記載の熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置。
5. 熱アシスト磁気ヘッド素子が多数形成されたローバーをトレイ部から取出して試料受渡
   位置で待機している計測手段の載置部に載置し、
   前記載置部に前記ローバーを載置した計測手段を試料検査位置に移動させ、
   前記試料検査位置において、前記載置部に載置したローバーに形成された熱アシスト磁
   気ヘッド素子の書込み磁界発生部から発生する磁界の強度分布と近接場光発光部から発生
   する近接場光の強度分布とを計測し、
   前記計測した前記書込み磁界発生部から発生する磁界の強度分布のデータと前記近接場
   光発光部から発生する近接場光の強度分布のデータとを予め記憶しておいたデータと比較
   することにより前記熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する方法であって、
   前記載置部に載置したローバーに形成された熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発
   生部から発生する磁界の強度分布と近接場光発光部から発生する近接場光の強度分布とを
   計測するときに、前記近接場光を発生することにより近接場光発光部が発熱する前記ロー
   バーを冷却しながら前記磁界の強度分布と前記近接場光の強度分布とを計測し、
   前記磁界の強度分布と前記近接場光の強度分布とを計測することを、先端部に探針が形
   成されたカンチレバーを上下に振動させた状態で前記ローバーを載置した前記載置部を平
   面内で微小な範囲を移動させることにより、前記カンチレバーの探針が前記熱アシスト磁
   気ヘッド素子の書込み磁界発生部を含む領域と近接場光発光部を含む領域とを走査することにより行うことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法。
6. 前記カンチレバーの先端に形成された探針は、表面に磁性膜が形成され、前記磁性膜の
   上に金や銀又は白金などの貴金属又は前記貴金属を含む合金の微粒子または薄膜が形成さ
   れており、前記カンチレバーの探針を前記熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発生部
   を含む領域を走査したときに前記探針の表面に形成された磁性膜により前記磁界の分布を
   計測し、前記カンチレバーの探針を前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部を含
   む領域を走査したときに前記探針の表面に形成された前記磁性膜の上に金や銀又は白金などの貴金属又は前記貴金属を含む合金の微粒子または薄膜により前記近接場光の分布を計測することを特徴とする請求項５に記載の熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法。
7. 前記ローバーを冷却しながら前記磁界の強度分布と前記近接場光の強度分布とを計測す
   ることを、前記ローバーを載置する載置部に冷媒を供給すると共に排出しながら冷却する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法。
8. 前記ローバーを冷却しながら前記磁界の強度分布と前記近接場光の強度分布とを計測す
   ることを、前記ローバーを載置する載置部の温度をモニタしながら冷却することを特徴と
   する請求項５又は６に記載の熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法。

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