JP5957352B2 - 熱アシスト磁気ヘッド検査方法および熱アシスト磁気ヘッド検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱アシスト磁気ヘッドを検査する熱アシスト磁気ヘッド検査方法、熱アシスト磁気ヘッド検査装置に係り、特に光学顕微鏡等の技術では検査不可能な熱アシスト磁気ヘッドが発生する近接場光の発生状態を検査することのできる熱アシスト磁気ヘッド検査方法および熱アシスト磁気ヘッド検査装置に関する。

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、ウェハ上に形成された磁気ヘッド素子が個々に分離される前の複数の磁気ヘッド素子が連なっている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。

一方、飛躍的な高容量化を要求されている次世代ハードディスクの新たな技術として熱アシストによる磁気記録方式が注目され各社にて開発が進められている。ハードディスクの高密度高容量化には、従来方式の磁気ヘッドではほぼ限界と言われているトラック幅の狭小化が必要となるが、近接場光を熱源とした熱アシスト方式の磁気ヘッドとすることにより、20nm前後のトラック幅も実現可能となる。

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。

しかしながら、このトラック幅に対し重要な要素となる近接場光の実効的な強度分布や大きさは、光学顕微鏡やＳＥＭによる表面形状検査では測定できないため、検査方法については未解決の重要な課題である。

この近接場光について、以下、簡単に説明する。光の波長よりもずっと小さい直径の粒子に光を当てた場合、その粒子の周辺で、局在した電磁場が発生する。これを近接場光と呼んでいる。
散乱光も近接場光も、入射光が球に当たったときに、球内部に誘起される電気双極子が源となって発生する電磁場である。ただし、散乱光は遠方にまで伝わるのに対し、近接場光のエネルギは球面状に沿うようにして集中し、球から離れた位置では観測することはできない。しかも、近接場光が分布しているのは、粒子からその粒子の直径程度の距離だけであるといわれている。したがって、遠方に光検出器を設置しても、粒子にへばりついた近接場光の存在を知ることはできない。

そこで、この近接場光を検出するために、近接場光を発している粒子のそばに、別の粒子を置き近接場光を散乱させることにより、近接場光を検出することができる。すなわち、散乱された近接場光は、遠方にまで伝搬することが可能なので、その一部が光検出器で観測される。ここで、散乱手段としての粒子を、近接場光を発する粒子のまわりで走査させ、散乱された近接場光を観測することにより、近接場光を発する粒子の形状を知ることができる。

この近接場光を検出する技術としては、近接場光に走査型のプローブを近付け、近接場光を散乱させることにより検出し形状を知ることができる「近接場光学顕微鏡（ＳＮＯＭ；Scanning Near-field Optical Microscopy，ＮＳＯＭ；Near-field Scanning Optical Microscopy，ＮＯＭ；Near-field Optical Microscopyなどとも称する）」が特許文献４に開示されている。

特開２０１０−１７５５３４号公報 特開２００９−２３０８４５号公報 特開２０１１−１４６０９７号公報 特開２００６−３８７７４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することが困難になる。

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いるが、熱アシスト磁気記録ヘッドが発生する近接場光と磁場とを検査することについては触れられていない。

更に、特許文献４には、近接場発光素子の近傍において、近接場光とその他の光とを区別して検出することについては記載されているが、熱アシスト磁気記録ヘッドが発生する近接場光と磁場とを検査することについては触れられていない。

本発明の目的は、ワークの変更時やワーク内に並んでいる別の近接場光発光部を測定するときに、観察光学系と近接場光検系を回転あるいは上下機構により再現良く切換えすることにより、ワークのアライメント，給電プローブ位置確認，製番読取りをモニターで観察及び調整が実施でき、近接場光発光部の位置関係が最適化される検査機を提供することである。

さらに、本発明の目的は、熱アシスト磁気ヘッドで発生させた磁界と近接場光発生領域とを、近接場光発生領域の発熱による影響を極力低減させた状態で高精度に測定できるようにした熱アシスト磁気ヘッド素子検査方法及び熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置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、熱アシスト磁気ヘッド検査装置を、熱アシスト磁気ヘッド素子を搭載してＸＹ平面内で移動可能なＸＹテーブルと先端部に表面に磁性膜が形成された探針を有するカンチレバーとを備えた走査型プローブ顕微鏡手段と、該走査型プローブ顕微鏡手段の前記ＸＹテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された端子に交流電流を供給すると共に、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部に駆動電流又は駆動電圧を印加させるプローブユニットと、前記ＸＹテーブル上に搭載された前記熱アシスト磁気ヘッド素子を視野に収めて撮像する撮像手段と、前記探針が前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部から発生した近接場光の発生領域に有るときに前記探針から発生した散乱光を検出する光検出器を有する散乱光検出手段と、両手段に共用されるレンズ系を除いて、前記撮像手段のＣＣＤカメラの配置と前記散乱光検出手段の光検出器の配置とを機械的に切換えて、いずれか一方の手段の適用を可能とする光検出器切替手段と、前記撮像手段が撮像した画像を認識処理して、前記散乱光検出手段が前記散乱光を検出するために適正な位置へ、前記近接場光発光部と前記散乱光検出手段との相対位置を調整するアライメント手段と、前記プローブユニットから前記近接場光発光部にレーザの入射を停止した状態で前記端子に交流電流を供給して前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面に磁界を発生させながら前記表面を前記カンチレバーの探針で走査することにより前記走査型プローブ顕微鏡手段から出力される出力信号と、前記端子への交流電流の供給を停止した状態で前記プローブユニットから前記近接場光発光部にレーザを入射させて前記近接場光発光部から近接場光を発生させながら前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記カンチレバーの探針で走査して前記散乱光検出手段から出力される出力信号とを用いて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の検査を行う信号処理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、熱アシスト磁気ヘッド検査方法を、表面に磁性膜が形成された探針を先端部に有するカンチレバーとＸＹ平面内で移動可能なＸＹテーブルとを備えた走査型プローブ顕微鏡の前記ＸＹテーブルに熱アシスト磁気ヘッド素子を搭載し、前記熱アシスト磁気ヘッド素子を視野に収めて撮像手段により撮像し、前記撮像手段が撮像した画像を認識処理して、散乱光検出手段が散乱光を検出するために適正な位置へ、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光を発光する近接場光発光部と前記散乱光検出手段との相対位置を調整し、前記ＸＹテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された端子に交流電流を供給して前記熱アシスト磁気ヘッド素子に磁界を発生させ、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に磁界を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針で走査して前記発生させた磁界の分布を求め、両手段に共用のレンズ系の配置を保持したままで、前記撮像手段のＣＣＤカメラの配置と前記散乱光検出手段の光検出器の配置とを機械的に切換えて、前記散乱光検出手段を適用状態とし、前記ＸＹテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部にレーザを入射させて前記近接場光発光部から近接場光を発生させ、前記近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針で走査して前記近接場光の発生領域で前記探針から発生した散乱光を前記散乱光検出手段で集光して検出し、該検出した散乱光から前記近接場光の発光領域及びその分布を求め、前記求めた磁界の分布と前記求めた近接場光の発光領域及びその分布の情報に基づいて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の良否を判定するようにした。

本発明によれば、測定ステージにワークを搬送した後、観察光学系によりワークの位置を確認出来るため、ワークのアライメント，給電プローブ位置確認，製番読取りが容易にモニターで観察を行うことができ、散乱手段としての粒子を近接場光に近づける時間を大幅に短縮できる。

また、観察光学系と近接場光検系を切り換えることで、ワークの変更時やワーク内に並んでいる別の近接場光発光部を測定するときに、アライメントを実施すれば光検出器と近接場光の位置関係が最適化され、効率良く散乱された近接場光を検出することができる。

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。 本発明の実施形態に係る検査対象のローバーの斜視図である。 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近接場光検出光学系と検出場光検出制御部の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、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、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検査領域と、この検査領域内部における探針の走査方向及び磁界発生領域、近接場光発生領域との関係を示す検査領域の平面図である。 本発明の他の実施形態における検査領域と、この検査領域内部における探針の走査方向及び磁界発生領域、近接場光発生領域との関係を示す検査領域の平面図である。 観察光学系のＣＣＤカメラで撮像された検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子部のモニター画面例を示す図である。 近接場光発生部から発生した近接場光の強度の分布を探針の走査方向の座標軸上にグラフ化した例を示す図である。 本発明の実施形態における磁気ヘッド素子検査装置の制御ＰＣの構成図である。 本発明の実施形態における磁気ヘッド素子検査装置を用いて熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する手順を示すフロー図である。 本発明の実施形態における検査の工程の手順を示すフロー図である。

本発明は、熱アシスト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、または熱アシスト磁気ヘッド素子がローバーから個々に分離されてジンバルに組み付けられたヘッドアセンブリの状態で、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する近接場光の発光状態及び磁界の分布を走査型プローブ顕微鏡を応用した装置を用いて検査する磁気ヘッド素子検査方法及びその装置に関するものである。

以下に、本発明を実施するための形態(実施形態)を、熱アシスト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検査する場合について、図を用いて説明する。
図１Ａに、本実施例に基づく熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する装置の構成を示す。本実施例による熱アシスト磁気ヘッド検査装置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。ローバー４０は、発光元となるレーザ素子を内蔵している。

本実施形態に係る磁気ヘッド素子検査装置１００は、走査型プローブ顕微鏡をベースとしている。磁気ヘッド素子検査装置１００は、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Ｘ方向に位置決めされる。ローバー４０は、図１Ｂ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磁気ヘッド素子電極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。

磁気ヘッド素子検査装置１００には、図１Ａに示すように、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。

磁気ヘッド素子検査装置１００は更に、カンチレバー１０、加振部１２２、近接場光検出光学系１１５、変位検出部１３０、プローブユニット１４０、発振器１０２、ピエゾドライバ１０７、差動アンプ１１１、ＤＣコンバータ１１２、フィードバックコントローラ１１３、制御部３０を備えている。また、制御部３０は、近接場光検出光学系１１５を制御する近接場光検出制御系５３０を内部に備えている。

カンチレバー１０は、Ｚステージ１０４でＺ方向の位置が制御されて、Ｚステージ１０４に固定されている加振部１２２により、所定の周波数で所定の振幅で振動させられる。

変位検出部１３０は、カンチレバー１０の振動の状態を検出する。変位検出部１３０は、レーザ光源１０９と変位センサ１１０とを備え、レーザ光源１０９から発射したレーザをカンチレバー１０に当て、カンチレバー１０で正反射した光を変位センサ１１０で検出する。変位センサ１１０から出力された信号は差動アンプ１１１、ＤＣコンバータ１１２、フィードバックコントローラ１１３を介して制御部３０に送られて処理される。

プローブユニット１４０は、制御部３０からの信号３０１を受けて載置部１１４に載置されたローバー４０の検査対象素子に電力とレーザとを印加して、検査対象素子に磁場と近接場光とを発生させる。

近接場光検出光学系１１５は、ローバー４０の検査対象素子から発生した近接場光を検出して、検出信号３０２を制御部３０へ出力する。

ピエゾドライバ１０７は、発振器１０２の信号を受けてピエゾ駆動信号を発振して、Ｘステージ１０６、Ｙステージ１０５、Ｚステージ１０４を駆動する。

上記した構成において、制御部３０は、カメラ１０３で撮像したローバー４０の画像に基づいてピエゾドライバ１０７を介してＸステージ１０６、Ｙステージ１０５、Ｚステージ１０４を制御してローバー４０が所定の位置にくるように位置決め調整を行う。ローバー４０の位置決め調整が終了すると、制御部３０からの指令に基づいてプローブユニット１４０が駆動され、プローブ１４１の先端部分がローバー４０に形成された磁気ヘッド素子電極４１と４２に接触する。

プローブユニット１４０は、図２Ａにその側面図を示すように、プローブカード（若しくは基板）１４１と、プローブカード１４１に取付けられたプローブ１４２をプローブベース１４３に固定した構成を有し、プローブベース１４３は支持プレート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２Ｂの斜視図示すように磁気ヘッド素子５０１が多数形成された角棒状の基板であり、図２Ｃ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磁気ヘッド素子電極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１４３１を印加することにより、書込み回路部４３の書込み磁界発生部５０２(図４Ａ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１０の共振周波数とは異なる周波数とすることによってカンチレバー１０の振動に影響を与えないようにした。なお、図面では省略しているが、ローバー４０はレーザドライバ５３１と接続する接続パットも有している。

このような状態でＸステージ１０６及びＹステージ１０５を駆動して書込み磁界発生部５０２を含む走査領域４０１をカンチレバー１０で走査し、カンチレバー１０の振幅の変化を変位検出部１３０で検出して得られた信号を制御部３０で処理することにより、ローバー４０の書込み磁界発生部５０２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。ローバー４０は、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。

プローブカード１４１は、駆動部１４３によりＸ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に形成された多数の磁気ヘッド素子電極４１及び４２とが順次接触、離れの動作を行うように駆動する。

図３に、近接場光検出光学系１１５の詳細な構成について、制御部３０の内部の近接場光検出制御系５３０、及びカンチレバー１０との関係において説明する。なお、図３に示したローバー４０(５０１)及びカンチレバー１０と近接場光検出光学系１１５との位置関係は、図１Ａに示したものと反対になっている。

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の先端部付近に形成した探針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。探針４の表面には、薄い磁性膜２（例えば、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅ，ＮｉＣｏ等）及び貴金属（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。

熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１には、書き込み磁界発生部５０２と近接場光発生部５０４が形成されている。

近接場光検出光学系１１５は、対物レンズ５１１とハーフミラー５１２、ＬＥＤ光源５１３、結像レンズ５１４を備えた結像レンズ系５１０と、光検出器切替機構２１０によって切替えが可能な光検出器(フォトマル)５２３と、ＣＣＤカメラ５２５とにより構成される。結像レンズ５１４により結像された光は、光検出器５２３の直前に備えたピンホール５２１を通過して光検出器５２３により検出される。また、ＣＣＤカメラ５２５が結像レンズ系５１０に対向して配置された場合には、結像レンズ５１４により結像された光がＣＣＤカメラ５２５により撮像される。

光検出器切替機構２１０は、例えば回転テーブル又は回転アーム２２０に光検出器５２３と、ＣＣＤカメラ５２５とを固定して構成し、これをモータで駆動して、切替えて位置決めする構成とすることが考えられる。

結像レンズ系５１０は、ハーフミラー５１２を結像レンズ系５１０の光軸から外すための駆動部５１２１を備えており、ＣＣＤカメラ５２５で撮像する場合には、ＬＥＤ光源５１３から発射された光を観察対象へ照射するためにハーフミラー５１２を設置して使用する。一方、光検出器５２３を結像レンズ系５１０に対向して配置して、カンチレバー１０の先端部より散乱される近接場光５０５を検出する場合には、駆動部５１２１でハーフミラー５１２を結像レンズ系５１０の光軸から外して退避することにより、カンチレバー１０の探針４で発生した散乱光の光量をハーフミラー５１２で半減させることなく光検出器５２３で検出させる。

制御部３０の一部を構成する近接場光検出制御系５３０は、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の近接場光発生部５０４から近接場光５０５を発生させるために、図示していない導波路を介して近接場光発生部５０４にパルス駆動電流又はパルス駆動電圧５３１１を印加させるレーザドライバ５３１、レーザドライバ５３１から発振するパルス駆動電流又はパルス駆動電圧５３１１の発振周波数を調整するパルス変調器５３２、レーザドライバ５３１やパルス変調器５３２を制御する制御基板５３３、光検出器(フォトマル)５２３にバイアス電圧を印加するバイアス電源５３４、光検出器５２３で検出した信号からカンチレバー１０の振動と同期した信号を取り出すロックインアンプ５３５、ロックインアンプ５３５で検出した光検出器５２３からの出力信号とＣＣＤカメラ５２５からの出力信号を受けて処理する制御ＰＣ５３６を備えている。制御ＰＣ５３６からの出力は、制御部３０のモニター画面３１上に表示される。

上記したような近接場光検出光学系１１５と近接場光検出制御系５３０の構成において、レーザドライバ５３１からは制御基板５３３で制御されたパルス変調器５３２からのパルス変調信号で制御されたパルス駆動電流又はパルス駆動電圧５３１１が、図示していない導波路を経由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に印加され、パルスレーザにより熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の表面に近接場光５０５を発生させる。

近接場光５０５そのものは近接場光発生部５０４の上面のごく限られた領域にしか発生しないが、カンチレバー１０の探針４の表面の磁性膜２上に形成した貴金属又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜３が近接場光５０５の発生領域に入ると、貴金属又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜３からは近接場光５０５による散乱光を発生する。この発生した散乱光のうち結像レンズ系５１０の対物レンズ５１１に入射した散乱光により、結像レンズ５１４の結像面上にカンチレバー１０の探針４の表面の散乱光像が形成される。この結像面上で探針４の表面の散乱光像が形成される場所にピンホール５２１が位置するように設置されている。探針４の大きさは、ピンホール５２1の大きさと比べると十分に小さいので、探針４の表面の散乱光像はピンホール５２１を通過し光検出器５２３で検出される。一方、探針４の表面以外からのノイズとなる光は結像面上でピンホール５２１からずれた位置に到達してピンホール５２１を通過できず、光検出器５２３に対して遮光される。このように構成することにより、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の近接場光発生部５０４から発生した近接場光により探針４の表面で発生した散乱光の発光強度を、ノイズとなる光の影響を低減して光検出器５２３で検出することができる。

一方、ＣＣＤカメラ５２５を測定部の観察のために位置決めた場合(観察光学系設定)は、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１に対して、ＬＥＤ光源５１３から発射された光のうち、ハーフミラー５１２で対物レンズ５１１の側に反射された光は、対物レンズ５１１を透過してカンチレバー１０の探針４及び熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１を照明する。この照明光が照射された領域の像は結像レンズ系５１０により結像レンズ５１４の出射側で再び結像される。ＣＣＤカメラ５２５の検出面をこの結像レンズ５１４の出射側の結像面と一致するように設置することにより、カンチレバー１０の探針４及び熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の像が、ＣＣＤカメラ５２５で撮像される。

このＣＣＤカメラ５２５による撮像は、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の検査を開始する前、即ち、近接場光発生部５０４から近接場光５０５を発生させない状態で行う。

ＣＣＤカメラ５２５で撮像された像は、Ａ／Ｄ変換された濃淡画像が制御ＰＣ５３６に取り込まれて画像処理がなされる。図６Ａのモニター画面３１例に示すように、例えば、画面上に予め設定されたアライメントLine６０１に、検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の下端のラインが一致するように、また、隣接する熱アシスト磁気ヘッド素子部との境界をエッジ検出などにより認識して、画面上に予め設定されたアライメントLine６０２、６０３などと一致するように、観察光学系の視野を調整する。この視野の調整には、Ｘステージ１０６、Ｙステージ１０５、及びＺステージ１０４を駆動する場合と、前記近接場光検出光学系１１５全体の位置決め位置を連動して駆動して調整する手段が考えられる。これにより、カンチレバー１０の探針４で発生した散乱光を最適に捕らえられるように、光学系のアライメントを実施する。

また、図６Ａのモニター画面３１例に示すように、検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１に刻印された製品番号などのＩＤデータは、例えば、認識ウインドウ６１０が設定されて、文字認識処理によって認識されて、結果が記録される。

以上のようにして近接場光検出光学系１１５が設定された状態で、制御部３０で制御されて、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に形成された磁気ヘッド素子電極４１と４２にそれぞれ接触する。また、図示していないレーザドライバ５３１からの導波路と熱アシスト磁気ヘッド素子５０１の近接場光発生部５０４とが接続された状態になる。

これにより、制御部３０から出力する信号３０１（交流電流１４３１とパルス駆動電流又はパルス駆動電圧５３１１）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、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ているローバー４０の検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子５０１は、書込み磁界発生部５０２から磁界を発生可能、近接場光発光部５０４から近接場光が発光可能な状態となる。

図４Ａ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は加振されて先端部の探針４は上下方向（Ｚ方向）に振動する。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本実施例におけるカンチレバー１０の探針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（近接場光検出光学系１１５に面する側：図４Ａ及び図４Ｂの左側）には薄い磁性膜２が形成されており、磁性膜２の表面には貴金属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、磁界発生部５０２で発生した磁界５０３を測定する時に被測定物の磁場を感受する。また、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は、探針４が近接場光５０６の発生領域に入ったときに微粒子又は薄膜３から発生する散乱光を、局在型表面プラズモン増強効果により増幅して、近接場光検出光学系１１５で検出することが可能な程度までの光量にする。ただし、貴金属又は貴金属を含む合金の微粒子または薄膜３は必ずしも必要ではなく、磁性膜２が十分に薄ければ、磁性膜２に近接場光５０５が当った時に局在型表面プラズモン増強効果により、近接場光により探針４の表面から発生する散乱光５０６を、近接場光検出光学系１１５で検出することが可能な程度までの光量に増幅させることができる。

カンチレバー１０の探針４のＺ方向の振動は、図１Ａ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１０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、検査時にカンチレバー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ーするための信号として制御部３０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３０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３０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。

本実施例においては、加振部１２２でカンチレバー１０を所定の周波数で振動させた状態でピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６及びＹステージ１０５を駆動することにより、図５Ａに示すような熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の検査領域４０１を、カンチレバー１０で走査する。この検査領域４０１は、１辺が数百ｎｍから数μｍの領域である。

この検査領域４０１をカンチレバー１０を上下に振動させながらＸステージ１０６を移動させる場合に、探針４をＸ方向に点線４０２に沿って図の左側から右側に向って走査する(熱アシストヘッド素子５０１を図４Ａの＋Ｘ方向に移動させる) 場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の書き込み磁界発生部５０２からは磁界を発生させて、カンチレバー１０をＭＦＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：磁気力顕微鏡）モードで駆動して、発生させた磁界を検出する。このＭＦＭモードで検査している間は、レーザドライバ５３１から近接場光発光部５０４へのレーザの出力を停止している。

一方、Ｘステージ１０６をＸ方向に点線４０３に沿って図の右側から左側に向かって走査する(熱アシストヘッド素子５０１を図４Ｂの−Ｘ方向に移動させる)場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の書き込み磁界発生部５０２から磁界を発生させずにカンチレバー１０をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：原子間力顕微鏡）モードで駆動して検査領域４０１の表面の凹凸形状を計測すると共に、レーザドライバ５３１から近接場光発光部５０４へパルス駆動電流又はパルス駆動電圧を出力して近接場光発生部５０４から近接場光を発生させ、近接場光検出光学系１１５で検出する。

レーザドライバ５３１から発振したパルス駆動電流又はパルス駆動電圧５３１１により近接場光発生部５０４から近接場光を発生させる。ここで、近接場光発生部５０４における近接場光の発光効率はレーザ入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。熱アシスト磁気ヘッド素子が磁気ディスクに組込まれて磁気ディスクにデータの書込みを行うときには磁気ディスクが数千ｒｐｍの速度で回転しており、磁気ディスクと熱アシスト磁気ヘッド素子との間に巻き込まれた空気により熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発生部が空冷されて温度上昇が抑制される。しかし、熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する場合には空冷機構が無いので、近接場光を発生させて検査を行う場合に、近接場光発生部の温度は、例えば、レーザドライバ５３１に５０Ｗの電力を印加して発生させた連続発振レーザを近接場光発生部５０４に入射した場合、レーザを近接場光発生部５０４及びその近傍は２００〜３００℃程度まで温度が上昇する。

この発熱の影響を低減するために、本実施例においては、上記に説明したように熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１で発生する近接場光の検出（ＡＦＭモード検出）と磁界の検出（ＭＦＭモード検出）とを交互に行うようにして、連続して近接場光を発生させる時間をできるだけ短くするようにした。また、近接場光を発生させるために近接場光発生部５０４にパルス駆動電流又はパルス駆動電圧を印加して発生するパルスレーザは、デューティーが２５％以下となるようにレーザドライバ５３１を制御して、近接場光発生部５０４の発熱を抑えるようにした。

このように、検査時に、カンチレバー１０に対する熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１のＸ方向の走査の向きによってＭＦＭモード検査とＡＦＭモード検査とを切替えて、ＭＦＭモードで検査している間は近接場光発光部５０４へのパルス駆動電流又はパルス駆動電圧５３１１の印加を停止することにより、近接場光発光部５０４からの発熱による熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の温度上昇を抑制することが可能になり、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１でのダメージの発生を回避することができる。

このＭＦＭモード時とＡＦＭモード時とにおいて、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の検査領域４０１の表面に対するカンチレバー１０の探針４の高さを切替える。すなわち、ＡＦＭモードで検査する場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の検査領域４０１の表面に対するカンチレバー１０の探針４の高さを、磁気ディスクへの書込み時のヘッド浮上高さＨｆに相当する高さに設定する。一方、これに対してＭＦＭモードの場合には探針４の高さがＨｆより大きくなる（検査領域４０１の表面と探針４の先端部のギャップを大きく）ように設定する。この高さの切り替えは、Ｚステージ１０４をピエゾドライバ１０７で駆動することにより行う。

なお、図５Ａに示した例では、隣り合う点線４０２と４０３とは、Ｙ方向で異なる位置を走査するように表示しているが、Ｙ方向に同じ位置、即ち点線４０２と４０３とは重なるように走査してもよい。その場合には、最初に点線４０２に沿って熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１を移動させてＡＦＭモードの検査を行い、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１を点線４０３に沿って逆方向に移動させてＭＦＭモードの検査を行う。次に、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１をＹ方向に１ピッチ移動させてＡＦＭモードの検査とＭＦＭモードの検査を行う。

次に、ＭＦＭモード検査時において熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１から発生する磁界を検出する方法について説明する。

まず、探針４がＭＦＭモード検査時の熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１に対する高さ位置(ギャップ)となるように、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を制御する。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１４３１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。このとき、レーザドライバ５３１から近接場光発生部５０４へのレーザの出力は遮断されている。次に、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図４Ａの＋Ｘ方向に移動させることにより、探針４で熱アシスト磁気ヘッド素子５０１の検査領域４０１を、図５の点線４０２に沿った方向（＋Ｘ方向)に走査する。

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１Ａ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、走査する位置に応じたカンチレバー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３０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の良否を判定することができる。

Ｘステージ１０６を駆動して探針４を検査領域４０１のＸ方向の距離分だけ移動させた後、Ｘステージ１０６の駆動を停止してＭＦＭモードの検査を停止し、ＡＦＭモードに切り替えたのち、Ｘステージ１０６を逆方向に移動させる。

次に、ＡＦＭモード検査時において熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１からの近接場光の発生の状態を検出する方法について説明する。ＡＦＭモード検査時においては、加振部１２２で駆動してカンチレバー１０を振動させた状態で、探針４で検査領域４０１を点線４０３に沿って−Ｘの方向に走査させ、走査中のカンチレバー１０の振幅の変化を変位検出部１３０で検出して、検査領域４０１の表面の凹凸の情報を得ると同時に、近接場光発生部５０４の上面を走査中に探針４から発生する散乱光を近接場光検出光学系１１５で検出する。ＡＦＭモード検査を行うには、先ず、探針４がＡＦＭモード時の熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１に対する高さ位置(ギャップ)となるように、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を制御する。次に、レーザドライバ５３１から出力されたパルス駆動電流又はパルス駆動電圧５３１１を、プローブユニット１４０から熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の近接場光発生部５０４に印加させる。

このような状態で、図４Ｂに示すように、加振部１２２によりカンチレバー１０をローバー４０の表面（記録面）５１０に対して上下方向に振動させ、ローバー４０を載置したＸステージ１０６を一定の速度でＸ方向で、先に説明したＭＦＭ検査時とは逆の方向（−Ｘ方向）に走査する。Ｘステージ１０６を走査中のカンチレバー１０の振動の変化は、変位検出部１３０の変位センサ１１０で検出される。一方、Ｘステージ１０６を走査中に探針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の近接場光５０５が発生している領域内に存在する部分の表面から散乱光５０６が発生する。この探針４の表面で発生した散乱光は、探針４の表面の磁性膜２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増幅される。この増幅された散乱光のうち、カンチレバー１０の近傍に配置された近接場光検出光学系１１５に入射した散乱光は、光検出器５２３で検出される。

Ｘステージ１０６を駆動して探針４で検査領域４０１のＸ方向の距離分だけＭＦＭモード時とは逆の方向に走査した後、Ｘステージ１０６の駆動を停止してＡＦＭモードの検査を停止する。次に、Ｙステージ１０７を駆動して探針４に対して検査領域４０１をＹ方向に１ピッチ分移動させＸステージ１０６を前回のＭＦＭモード時と同じ方向に駆動して探針４で検査領域４０１のＸ方向に走査することを繰返して、探針４で検査領域４０１の全面を走査する。

このようにして探針４で検査領域４０１を１回全面走査することで、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の磁界発生部５０２から発生した磁界発生領域と近接場光発生部５０４から発生した近接場光による探針４からの散乱光を検出することにより近接場光発生領域とを検出することが可能となる。

図７に、制御ＰＣ５３６の構成を示す。制御ＰＣ５３６は一般的なコンピュータで実現され、演算部７１０は中央処理装置により、記憶部７２０はハードディスク装置などの外部記憶装置により、キーボードやマウスなどの入力部７３０、入出力インタフェース７４０を備えて構成される。図１Ａでは、制御部３０の中に近接場光検出制御部５３０が含められる構成として記載しているが、図７の制御ＰＣ５３６は、磁気ヘッド素子検査装置１００の各部の制御機能を含めて記載する。

記憶部７２０は、磁気ヘッド素子検査装置１００の各部の制御パラメータを予め登録しておく制御パラメータ記憶領域７２１と、演算部５３６で実行する制御プログラムを記憶しておく制御プログラム記憶領域７２２、熱アシスト磁気ヘッド素子５０１の検査領域４０１を走査して検出した磁界強度値を探針の走査座標値と対応付けて記録する磁界強度記憶領域７２３と、熱アシスト磁気ヘッド素子５０１の近接場光発生部５０４の上面を走査して検出した近接場光発光強度値を探針の走査座標値と対応付けて記録する近接場光発光強度記憶領域７２４と、前記磁界強度記憶領域７２３、および前記近接場光発光強度記憶領域７２４に記録されたデータに基づき算出された磁界の分布、近接場光の強度の分布、近接場光発生領域形状及び位置などの計測結果を製番と対応付けて記憶する計測結果記憶領域７２５とを有する。

演算部７１０は、制御プログラム記憶領域７２２に記憶されている各制御プログラムを演算部のメモリにロードして実行することにより実現する各処理部を有する。
計測スキャン制御部７１１は、計測対象の熱アシスト磁気ヘッド素子５０１の検査領域４０１に対して、プローブユニット１４０、Ｘ，Ｙ，Ｚステージ、加振部１２２、変位検出部１３０、近接場光検出光学系１１５を制御して、全面、または所要の走査領域を探針で走査して、磁界強度、近接場光発光強度を計測する。
探針加振制御部７１２は、カンチレバー１０を所定の周波数で所定の振幅で振動させ、カンチレバー１０の振動の状態を変位検出部１３０により検出して、変位センサ１１０から出力された信号は差動アンプ１１１、ＤＣコンバータ１１２、フィードバックコントローラ１１３を介して入力して振動の状態の変化を検出する。

ワークアライメント制御部７１３は、Ｙステージ１０５の上面の位置決め用の載置部１１４に、ワーク(ローバー、ジンバルに組み付けられたヘッドアセンブリなど)が搭載ロボットにより搭載された状態をカメラ１０３で撮像して、位置ずれの確認を行い、ワークの検査初期位置への位置決めを制御する。
光学系アライメント制御部７１４は、前記ＣＣＤカメラ５２５が配置された前記近接場光検出光学系１１５により測定部のワーク(ローバーに形成された熱アシスト磁気ヘッド素子部、ジンバルに組み付けられたヘッドアセンブリなど)の位置をＣＣＤカメラ５２５からの出力画像より認識して、画像上のアライメントLineにワークの所定形状を合わせるように、Ｘ，Ｙ，Ｚステージを調整するか、または前記近接場光検出光学系１１５全体の位置決め位置を連動して駆動して調整する。これにより、カンチレバー１０の探針４で発生した散乱光を最適に捕らえられるように、光学系のアライメントを行なう。
製番認識部７１５は、観察光学系の画像において、検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１に刻印された製品番号などのＩＤデータを、例えば認識ウインドウ６１０を設定して、文字認識処理によって認識する。

磁界強度分布検出部７１６は、前記計測スキャン制御部７１１の処理における書込み磁界発生部５０２上の探針４の走査によって発生した磁気力に起因して、変位センサ１１０の出力変化を差動アンプ１１１で検出することにより、走査する位置に応じたカンチレバー１０の振動状態の変化を検出する。検出した磁界強度を探針の走査座標値と対応付けて磁界強度記憶領域７２３に記録する。

近接場光発光強度検出部７１７は、近接場光発生部５０４から発生した近接場光による探針４からの散乱光を近接場光検出光学系１１５の光検出器５２３により検出し、検出した信号からカンチレバー１０の振動と同期した信号をロックインアンプ５３５により取り出した出力より近接場光発光強度を算出して、探針の走査座標値と対応付けて近接場光発光強度記憶領域７２４へ記録する。

計測結果演算部７１８は、磁界強度記憶領域７２３と、近接場光発光強度記憶領域７２４に記録されたデータに基づき、磁界発生部５０２から発生した磁界強度の分布と近接場光発生部５０４から発生した近接場光の強度の分布を求める。例えば、近接場光の強度の分布は、図６Ｂに示すようなガウス分布が得られる。統計処理によりその中央値６２０の探針走査位置座標６２１は、近接場光発生部５０４のＸ座標位置を表わす。また、Ｙ方向にシフトした各走査線上の同一Ｘ座標値の近接場光の強度の分布を求めれば、同様にして近接場光発生部５０４のＹ座標位置を求めることができる。
同様にして、磁界発生部５０２から発生した磁界強度の分布の統計処理により、磁界発生部５０２の位置を求めることができる。

また、磁界強度の分布と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磁界発生部５０２から発生した磁界と近接場光発生部５０４からの近接場光発光の状態（磁界強度、磁界分布、磁界発生領域形状及び位置、近接場光強度、近接場光分布、近接場光発生領域形状及び位置など）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。
以上の演算結果、判定結果を計測結果記憶領域７２５へ、製番認識部７１５が認識したワーク(熱アシスト磁気ヘッド素子部)の製番と対応付けて記録する。

本実施例による熱アシスト磁気ヘッド検査装置１００による検査プロセスのフローを図８に示す。
ステップＳ８０１では、図示していないハンドリングユニットで供給トレイからワーク(ローバー４０)を１本取り出し、検査ステージ１０１上に搬送してＹステージ１０５の基準面１１４１にローバー４０を押し当てた状態でＹステージ１０５と載置部１１４により形成された段差部１１４２にローバー４０を載置する。それと同期して、光検出器切替機構２１０を駆動してＣＣＤカメラ５２５を検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子５０１を観察する位置へ設定する(観察光学系設定)。

ステップＳ８０２では、カメラ１０３でローバー４０を撮像してローバー４０の位置情報を得て、この得た位置情報に基づいてＸステージ１０６又はＹステージ１０５を駆動してローバー４０の位置を調整するアライメントを行う。

ステップＳ８０３では、前記ＣＣＤカメラ５２５により、検査対象の熱アシスト磁気ヘッド素子５０１を撮像した画像より、画像上のアライメントLineにワークの所定形状を合わせるように、Ｘ，Ｙ，Ｚステージを調整するか、または近接場光検出光学系１１５全体の位置決め位置を連動して駆動・調整して光学系のアライメントを行なう。

ステップＳ８０４では、光検出器切替機構２１０を駆動して、光検出器５２３を測定位置へ切り換える。

ステップＳ８０５の計測処理フローを、図９に示す。
計測処理は、まず、プローブユニット１４０の駆動部１４３を作動させてプローブ１４２を前進させ、プローブ１４２の先端部１４２１と１４２２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の磁気ヘッド素子電極４１と４２とに接触させる。（Ｓ９０１）
次に、Ｚステージを駆動してカンチレバー１０が熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の記録面５１０の検査領域４０１にＭＦＭモードで検査する位置に移動する。（Ｓ９０２）
次に、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１に信号３０１を供給して磁界発生部５０２から書込み磁界（交流磁界）５０３を発生させる（Ｓ９０３）。

次に、加振部１２２でカンチレバー１０を振動させながらピエゾドライバ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方向に一定の速度で移動させながらカンチレバー１０をＭＦＭモードで検査領域４０１を走査する（Ｓ９０４）。カンチレバー１０の探針４が検査領域４０１のＸ方向の端部に達したらＸステージ１０６の駆動を停止する（Ｓ９０５）。次に、Ｚステージを駆動して熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の記録面５１０と探針４との間隔がＡＦＭモード時の間隔になるようにカンチレバー１０の位置を調整し（Ｓ９０６）、プローブユニット１４０から近接場光発生部５０４にパルス駆動電流又はパルス駆動電圧５３１１を印加させて検査領域４０１の内部の近接場光発生部５０４近傍に近接場光を発生させる（Ｓ９０７）。

次に、加振部１２２でカンチレバー１０を振動させながらピエゾドライバ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方向に一定の速度で移動させながらカンチレバー１０をＡＦＭモードで検査領域４０１を走査する（Ｓ９０８）。カンチレバー１０の探針４が検査領域４０１のＸ方向の反対側の端部に達したらＸステージ１０６の駆動を停止する（Ｓ９０９）。

次に、検査領域４０１上の所定走査線を全て検査したかをチェックし（Ｓ９１０）、全ての所定走査線の検査が終わっていない場合には（Ｓ９１０でＮＯのとき）、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Ｙステージ１０５を次の走査線のＹ座標へ移動させ（Ｓ９１１）、Ｓ９０１からＳ９１０までを繰り返し実行する。

このＳ９０１からＳ９１１までの処理を繰り返し実行することにより、熱アシスト磁気ヘッド素子５０１の磁界発生部５０２から発生する書込み磁界５０３の分布と近接場光発光部５０４から発生した近接場光５０５の発生領域の形状とを、検査領域４０１上の所定走査線を探針４で１回スキャンするだけで検出することができる。

次に、図８のステップＳ８０６に戻り、ワーク(ローバー４０)上に未だ検査をしていない次の熱アシスト磁気ヘッド素子５０１が残っているかを判定して、残っている場合は、ステップＳ８０７へ移り、次の熱アシスト磁気ヘッド素子５０１を測定位置へ移動させる。
ステップＳ８０８では、光検出器切替機構２１０を駆動して、光検出器５２３からＣＣＤカメラ５２５を測定位置へ切り換えて、ステップＳ８０３へ移る。

ステップＳ８０６において、ワーク(ローバー４０)上に未だ検査をしていない次の熱アシスト磁気ヘッド素子５０１が残っていないと判定された場合には、ステップＳ８０９へ移り、図示していないハンドリングユニットで検査ステージ１０１上の載置部１１４に載置されたワーク(ローバー４０)を搬出して、回収トレイに収納する。

次に、ステップＳ８１０において、供給トレイに未検査のワーク(ローバー４０)があるか否かをチェックして、有る場合には、ステップＳ８１１へ移って次のワーク(ローバー４０)を選択して、ステップＳ８０１の処理へ移り、未検査のワーク(ローバー４０)が無い場合には、検査を終了する。

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により検査領域全面、または所定数の走査線を１回スキャンするだけ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。

なお、上記実施例では、ローバー４０に形成された熱アシスト磁気ヘッド素子５０１を検査する例について説明したが、熱アシスト磁気ヘッド素子５０１が図示していないジンバルに組み付けられたヘッドアセンブリの状態でも、同様にして検査を行うことができる。この場合には、載置部１１４を、ヘッドアセンブリを搭載するのに適した形状に変更すればよい。

次に、上記実施の形態と異なる他の実施の形態について説明する。上記実施の形態と異なる点は、上記実施の形態では図５Ａに示すように、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の検査領域４０１をカンチレバー１０で走査する際に、Ｘ方向及び−Ｘ方向にカンチレバー１０で走査させたが、他の実施の形態では、図５Ｂに示すようにＹ方向及び−Ｙ方向にカンチレバー１０で走査させる。

この検査領域４０１をカンチレバー１０を上下に振動させながらＹステージ１０５を移動させる場合に、探針４をＹ方向に点線１６０２に沿って図の上側から下側に向って走査する(熱アシストヘッド素子５０１を図４Ａで紙面垂直方向に対して下方に移動させる) 場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の書き込み磁界発生部５０２からは磁界を発生させて、カンチレバー１０をＭＦＭモードで駆動して、発生させた磁界を検出する。このＭＦＭモードで検査している間は、レーザドライバ５３１から近接場光発光部５０４へのレーザの出力を停止している。

一方、Ｙステージ１０５をＹ方向に点線１６０３に沿って図の下側から上側に向かって走査する(熱アシストヘッド素子５０１を図４Ｂの紙面垂直方向に対して上方に移動させる)場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の書き込み磁界発生部５０２から磁界を発生させずにカンチレバー１０をＡＦＭモードで駆動して検査領域４０１の表面の凹凸形状を計測すると共に、レーザドライバ５３１から近接場光発光部５０４へレーザを出力して近接場光発生部５０４から近接場光を発生させ、近接場光検出光学系１１５で検出する。

このように、検査時に、カンチレバー１０に対する熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１のＹ方向の走査の向きによってＭＦＭモード検査とＡＦＭモード検査とを切替えて、ＭＦＭモードで検査している間は近接場光発光部５０４へのパルス駆動電流又はパルス駆動電圧５３１１の印加を停止することにより、近接場光発光部５０４からの発熱による熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の温度上昇を抑制することが可能になり、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１でのダメージの発生を回避することができる。

このＭＦＭモード時とＡＦＭモード時とにおいて、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の検査領域４０１の表面に対するカンチレバー１０の探針４の高さを切替える。すなわち、ＡＦＭモードで検査する場合には、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の検査領域４０１の表面に対するカンチレバー１０の探針４の高さを、磁気ディスクへの書込み時のヘッド浮上高さＨｆに相当する高さに設定する。一方、これに対してＭＦＭモードの場合には探針４の高さがＨｆより大きくなる（検査領域４０１の表面と探針４の先端部のギャップを大きく）ように設定する。この高さの切り替えは、Ｚステージ１０４をピエゾドライバ１０７で駆動することにより行う。

なお、図５Ａに示した例と同様に図５Ｂに示した例では、隣り合う点線１６０２と１６０３とは、Ｙ方向で異なる位置を走査するように表示しているが、Ｙ方向に同じ位置、即ち点線１６０２と１６０３とは重なるように走査してもよい。その場合には、最初に点線６０２に沿って熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１を移動させてＡＦＭモードの検査を行い、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１を点線６０３に沿って逆方向に移動させてＭＦＭモードの検査を行う。次に、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１をＸ方向に１ピッチ移動させてＡＦＭモードの検査とＭＦＭモードの検査を行う。

また、レーザドライバ５３１は、パルス駆動電流又はパルス駆動電圧でなく、一定の電流又は電圧を印加して、熱アシスト磁気ヘッド素子部５０１の近接場光発生部５０４から近接場光５０５を発生させるようにしてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１・・・レバー ４・・・探針 １０・・・カンチレバー ３０・・・制御部 ４０・・・熱アシスト磁気ヘッド素子 １００・・・熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置 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・・・近接場光検出光学系 １３０・・・変位検出部 １４０・・・プローブユニット ２１０・・・光検出器切替機構 ５１０・・・結像レンズ系 ５２３・・・光検出器 ５２５・・・ＣＣＤカメラ ５３０・・・近接場光検出制御系 ５３１・・・レーザドライバ ５３２・・・パルス変調器 ５３３・・・制御基板 ５３４・・・バイアス電源 ５３５・・・ロックインアンプ ５３６・・・制御ＰＣ

Claims (6)

1. 熱アシスト磁気ヘッド素子を搭載してＸＹ平面内で移動可能なＸＹテーブルと先端部に表面に磁性膜が形成された探針を有するカンチレバーとを備えた走査型プローブ顕微鏡手段と、
   該走査型プローブ顕微鏡手段の前記ＸＹテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された端子に交流電流を供給すると共に、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部に駆動電流又は駆動電圧を印加させるプローブユニットと、
   前記ＸＹテーブル上に搭載された前記熱アシスト磁気ヘッド素子を視野に収めて撮像する撮像手段と、
   前記探針が前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部から発生した近接場光の発生領域に有るときに前記探針から発生した散乱光を検出する光検出器を有する散乱光検出手段と、
   両手段に共用されるレンズ系を除いて、前記撮像手段のＣＣＤカメラの配置と前記散乱光検出手段の光検出器の配置とを機械的に切換えて、いずれか一方の手段の適用を可能とする光検出器切替手段と、
   前記撮像手段が撮像した画像を認識処理して、前記散乱光検出手段が前記散乱光を検出するために適正な位置へ、前記近接場光発光部と前記散乱光検出手段との相対位置を調整するアライメント手段と、
   前記プローブユニットから前記近接場光発光部にレーザの入射を停止した状態で前記端子に交流電流を供給して前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面に磁界を発生させながら前記表面を前記カンチレバーの探針で走査することにより前記走査型プローブ顕微鏡手段から出力される出力信号と、前記端子への交流電流の供給を停止した状態で前記プローブユニットから前記近接場光発光部にレーザを入射させて前記近接場光発光部から近接場光を発生させながら前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記カンチレバーの探針で走査して前記散乱光検出手段から出力される出力信号とを用いて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の検査を行う信号処理手段と
   を備えたことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
2. 請求項１記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置であって、前記探針の表面に形成された磁性膜の上に、貴金属又は貴金属を含む合金の粒子が形成されていることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
3. 請求項１又は２に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査装置であって、前記信号処理手段は、前記走査型プローブ顕微鏡手段からの出力信号と前記散乱光検出手段からの出力信号とを処理して、前記熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する磁界の分布と前記近接場光発光部の近傍に発生した近接場光の分布とを求めることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査装置。
4. 表面に磁性膜が形成された探針を先端部に有するカンチレバーとＸＹ平面内で移動可能なＸＹテーブルとを備えた走査型プローブ顕微鏡の前記ＸＹテーブルに熱アシスト磁気ヘッド素子を搭載し、
   前記熱アシスト磁気ヘッド素子を視野に収めて撮像手段により撮像し、
   前記撮像手段が撮像した画像を認識処理して、散乱光検出手段が散乱光を検出するために適正な位置へ、前記熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光を発光する近接場光発光部と前記散乱光検出手段との相対位置を調整し、
   前記ＸＹテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された端子に交流電流を供給して前記熱アシスト磁気ヘッド素子に磁界を発生させ、
   前記熱アシスト磁気ヘッド素子に磁界を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針で走査して前記発生させた磁界の分布を求め、
   両手段に共用のレンズ系の配置を保持したままで、前記撮像手段のＣＣＤカメラの配置と前記散乱光検出手段の光検出器の配置とを機械的に切換えて、前記散乱光検出手段を適用状態とし、
   前記ＸＹテーブルに搭載された熱アシスト磁気ヘッド素子に形成された近接場光発光部にレーザを入射させて前記近接場光発光部から近接場光を発生させ、
   前記近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の表面を前記走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーの探針で走査して前記近接場光の発生領域で前記探針から発生した散乱光を前記散乱光検出手段で集光して検出し、該検出した散乱光から前記近接場光の発光領域及びその分布を求め、
   前記求めた磁界の分布と前記求めた近接場光の発光領域及びその分布の情報に基づいて前記熱アシスト磁気ヘッド素子の良否を判定する
   ことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査方法。
5. 請求項４に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査方法であって、前記探針の表面に形成された磁性膜の上には貴金属又は貴金属を含む合金の粒子が形成されており、前記探針の一部が前記近接場光発光部で発生した近接場光中に有るときに前記貴金属又は貴金属を含む合金の粒子によって局在型表面プラズモン増強効果により増幅された散乱光を発生することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査方法。
6. 請求項４に記載の熱アシスト磁気ヘッド検査方法であって、前記探針を前記熱アシスト磁気ヘッド素子上に設定された検査領域の全面を１回スキャンすることにより、前記検査領域内における磁界の分布と近接場光の発光領域及びその分布を求めることを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド検査方法。

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