(57)【要約】【課題】熱アシスト磁気ヘッド素子が発生する近接場光と漏れ光とを高感度に検出できるようにして、近接場光発生領域の空間強度分布をより正確に求めることを可能にする。【解決手段】熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置において、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した近接場光の測定を行う際、試料表面に対して、カンチレバーと試料の表面との距離とカンチレバー加振振幅を小さくして、他の光成分の影響を抑えて近接場光を高感度検出することと、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した近接場光の周辺にある近接場光励起光の漏れ光のような他の光成分の測定を行う際、試料表面に対してカンチレバーと試料の表面との距離とカンチレバー加振振幅を大きくして、近接場光の検出量を抑えて近接場光周辺にある他の光成分を高感度検出するようにし、これらの高感度検出情報から近接場光発生領域の空間強度分布をより正確に求めるようにした。【選択図】図４Ａ
2016031772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料である磁界発生部と近接場光発光部とを備えた熱アシスト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部と、
表面に磁性膜と貴金属膜が形成された探針を有して前記テーブル部に載置された試料の表面を走査するカンチレバーと、
該カンチレバーの探針と前記試料の表面との距離を調整する探針高さ調整部と、
前記カンチレバーを前記試料の表面に対して上下方向に所定の周期と振幅で振動させる振動駆動部と、
前記熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から磁界を発生させる信号と近接場光発光部から近接場光を発生させるための信号とを出力する信号出力部と、
該信号出力部から出力された信号により前記熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から磁界を発生させた状態で前記振動駆動部により前記カンチレバーを振動させながら前記テーブル部で前記熱アシスト磁気ヘッド素子を平面内で移動させたときに前記カンチレバーの探針が形成されている側と反対側の面に光を照射して前記カンチレバーからの反射光を検出することによりカンチレバーの振動を検出する変位検出部と、
前記信号出力部から出力された信号により熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生した近接場光及び漏れ光により前記カンチレバーの探針の表面から発生した散乱光を検出する散乱光検出部と、
前記振動駆動部で前記カンチレバーを所定の周期で振動させる周波数信号、または該周波数信号の整数倍の信号をリファレンス信号として入力して散乱光検出部で前記散乱光を検出して得た検出信号から近接場光の散乱光成分と漏れ光の散乱光成分とを抽出するロックインアンプと該ロックインアンプで抽出した近接場光の散乱光成分と漏れ光の散乱光成分とから前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光の発生領域を求める信号処理部とを有するとともに、前記テーブル部と前記探針高さ調整部と前記振動駆動部と前記信号出力部と前記変位検出部と前記散乱光検出部とを制御する制御部と
を備えたことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記カンチレバーの探針で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生した近接場光発生領域を走査して測定する場合と、該近接場光発生領域から高さ方向に離れた領域を走査して測定する場合とで、前記探針高さ調整部と前記振動駆動部とを制御して前記探針の高さ及び前記探針の振動の振幅とを切り替え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の検査装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記カンチレバーの探針で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生した近接場光発生領域を走査して測定する場合に、前記探針高さ調整部を制御して前記探針の高さを１０nm以下に設定し、前記振動駆動部を制御して前記探針の振動の振幅を１０nm以下に設定す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の検査装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記カンチレバーの探針で前記近接場光発生領域から高さ方向に離れた領域を走査して測定する場合に、前記探針高さ調整部を制御して前記探針の高さを１００〜１５０nm以上に設定し、前記振動駆動部を制御して前記探針の振動の振幅を５０〜１００nmの間に設定す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の検査装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から書込み磁界を発生させた状態で前記振動駆動部により前記カンチレバーを振動させながら前記テーブル部で前記熱アシスト磁気ヘッド素子を平面内で移動させて前記変位検出部で前記カンチレバーの振動を検出するときと、前記カンチレバーの探針で前記近接場光発生領域から高さ方向に離れた領域を走査して前記漏れ光を測定する場合とで、前記探針高さ調整部による前記探針の高さを２０〜５０nmに設定し、前記振動駆動部による前記探針の振動の振幅を５０〜１００nmに設定して、前記書き込み磁界の測定と前記漏れ光の測定とを同時に行う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の検査装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記カンチレバーの探針で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生した近接場光発生領域を走査して測定することと、該近接場光発生領域から高さ方向に離れた領域を走査して測定することとを、前記テーブル部の移動を反転させるごとに切り替え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の検査装置。
【請求項７】
熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法であって、
試料である磁界発生部と近接場光発光部とを備えた熱アシスト磁気ヘッド素子をテーブルに載置して前記熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から書込み磁界を発生させた状態で前記テーブル部を平面内で移動させて、表面に磁性膜と貴金属膜が形成された探針を有するカンチレバーの振動を検出して前記熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発生領域を求め、
前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記カンチレバーの探針の前記近接場光発光部からの高さと前記探針の振動の振幅とを前記近接場光発光部から発生させた近接場光を測定するための条件に設定して前記探針で前記近接場光を発生させた領域を含む領域を走査して前記探針からの反射散乱光を検出し、
該探針からの反射散乱光を検出して得た信号を、前記探針を所定の周期で振動させる周波数信号、または該周波数信号の整数倍の信号をリファレンス信号として入力しているロックインアンプに入力して前記散乱光を検出して得た検出信号から近接場光の散乱光成分と漏れ光の散乱光成分とを抽出し、
前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態で前記カンチレバーの探針の前記近接場光発光部からの高さと前記探針の振動の振幅とを前記近接場光が発生している領域よりも高い領域を測定するための条件に設定して前記探針で前記近接場光が発生している領域よりも高い領域を走査して前記探針からの反射散乱光を検出し、
該探針からの反射散乱光を検出して得た信号を、前記探針を所定の周期で振動させる周波数信号、または該周波数信号の整数倍の信号をリファレンス信号として入力しているロックインアンプに入力して前記散乱光を検出して得た検出信号から近接場光が発生している領域よりも高い領域における漏れ光の散乱光成分を抽出し、
前記抽出した近接場光が発生している領域における近接場光の散乱光成分と漏れ光の散乱光成分の情報と前記近接場光が発生している領域よりも高い領域における漏れ光の散乱光成分の情報とから前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光の発生領域を求める
ことを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
【請求項８】
前記カンチレバーの探針で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生した近接場光発生領域を走査して測定する場合と、該近接場光発生領域から高さ方向に離れた領域を走査して測定する場合とで、前記探針の高さ及び前記探針の振動の振幅とを切り替えることを特徴とする請求項７記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
【請求項９】
前記カンチレバーの探針で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生した近接場光発生領域を走査して測定する場合に、前記探針の高さを１０nm以下に設定し、前記探針の振動の振幅を１０nm以下に設定することを特徴とする請求項７又は８に記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
【請求項１０】
前記カンチレバーの探針で前記近接場光発生領域から高さ方向に離れた領域を走査して測定する場合に、前記探針の高さを１００〜１５０nm以上に設定し、前記探針の振動の振幅を５０〜１００nmの間に設定することを特徴とする請求項７又は８に記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
【請求項１１】
前記熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から磁界を発生させた状態で前記カンチレバーを振動させながら前記熱アシスト磁気ヘッド素子を平面内で移動させて前記カンチレバーの振動を検出するときと、前記カンチレバーの探針で前記近接場光発生領域から高さ方向に離れた領域を走査して前記漏れ光を測定する場合とで、前記探針の高さを２０〜５０nmにし、前記探針の振動の振幅を５０〜１００nmにして、前記書き込み磁界発生領域の測定と前記漏れ光の測定を同時に行うことを特徴とする請求項７記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
【請求項１２】
前記カンチレバーの探針で前記熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生した近接場光発生領域を走査して測定することと、該近接場光発生領域から高さ方向に離れた領域を走査して測定することとを、前記テーブルの移動を反転させるごとに切り替えることを特徴とする請求項７記載の熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査プローブ顕微鏡を用いて微小熱源を測定して熱アシスト磁気ヘッド素子の熱アシスト光発光部と磁界発生部を検査する熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代ハードディスク用の磁気ヘッドとして、特許文献１及び特許文献２、特許文献３などに記載されているような熱アシスト磁気ヘッド素子が検討されている。熱アシスト磁気ヘッド素子から発生する熱アシスト光即ち近接場光は数十ナノメートル（ｎｍ）以下の幅の範囲にあり、この光スポットの空間分布と熱源としてもつエネルギー密度または絶対温度はハードディスクの書き込みトラック幅を決める。実際熱アシスト磁気ヘッド素子が動作する際、近接場光スポットの空間強度分布などの情報に対する検査方法は未解決の重要な課題である。
【０００３】
一方、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光スポットのような微小な発光エリアに対して、走査プローブ顕微鏡（Scan Probe Microscope: ＳＰＭ）検査技術に基づいて，測定する技術が特許文献４及び非特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８２３９４号公報
【特許文献２】特開２０１１−８６３６２号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１３５９５号公報
【特許文献４】特開２００９−２３０８４５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Phys. Rev. Lett. 85, 3029
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１乃至３には、熱アシスト磁気ヘッド素子の構造について開示されているが、熱アシスト磁気ヘッド素子を検査する方法については開示されていない。
【０００７】
一方、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光スポットのような微小な発光エリアの検査に関する特許文献４に開示されている方法では、近接場光及び近接場光の励起光などの近接場光の周囲にある他の光成分を同一測定条件で検出を行っているため、近接場光と他の光成分を分離して、それぞれを測定することができない。
【０００８】
非特許文献１には、高調波検出技術を用いて、近接場光を他の光成分と区別して検出することが開示されているが、２倍波以上の検出感度が著しく低下する課題がある。また、高調波検出において、プローブ顕微鏡技術を用いた場合、カンチレバーの振動状態と検出感度との関係については記載されていない。
【０００９】
本発明は、従来技術では解決されていない近接場光及び近接場光の励起光などの近接場光の周囲の光成分を両方測定可能にする技術を提供し、従来技術の近接場光の検出感度が低いという課題を解決するものである。さらに、プローブ顕微鏡技術を用いた場合、カンチレバーの振動状態と検出感度との関係を評価した結果に基づき、近接場光、及び近接場光の励起光などの近接場光の周囲の光成分を感度よく検出して、近接場光発生領域の空間強度分布をより正確に求めることが可能な、熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法及びその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記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の検査装置を、試料である磁界発生部と近接場光発光部とを備えた熱アシスト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部と、表面に磁性膜と貴金属膜が形成された探針を有してテーブル部に載置された試料の表面を走査するカンチレバーと、このカンチレバーの探針と試料の表面との距離を調整する探針高さ調整部と、カンチレバーを試料の表面に対して上下方向に所定の周期と振幅で振動させる振動駆動部と、熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から磁界を発生させる信号と近接場光発光部から近接場光を発生させるための信号とを出力する信号出力部と、この信号出力部から出力された信号により熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から磁界を発生させた状態で振動駆動部によりカンチレバーを振動させながらテーブル部で熱アシスト磁気ヘッド素子を平面内で移動させたときにカンチレバーの探針が形成されている側と反対側の面に光を照射してカンチレバーからの反射光を検出することによりカンチレバーの振動を検出する変位検出部と、信号出力部から出力された信号により熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から発生した近接場光及び漏れ光によりカンチレバーの探針の表面から発生した散乱光を検出する散乱光検出部と、振動駆動部でカンチレバーを所定の周期で振動させる周波数信号、またはこの周波数信号の整数倍の信号をリファレンス信号として入力して散乱光検出部で散乱光を検出して得た検出信号から近接場光の散乱光成分と漏れ光の散乱光成分とを抽出するロックインアンプと、このロックインアンプで抽出した近接場光の散乱光成分と漏れ光の散乱光成分とから熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光の発生領域を求める信号処理部とを有するとともに、テーブル部と探針高さ調整部と振動駆動部と信号出力部と変位検出部と散乱光検出部とを制御する制御部とを備えて構成した。
【００１１】
また、上記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の検査方法を、試料である磁界発生部と近接場光発光部とを備えた熱アシスト磁気ヘッド素子をテーブルに載置して熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部から書込み磁界を発生させた状態でテーブルを平面内で移動させて、表面に磁性膜と貴金属膜が形成された探針を有するカンチレバーの振動を検出して熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発生領域を求め、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態でカンチレバーの探針の近接場光発光部からの高さと探針の振動の振幅とを近接場光発光部から発生させた近接場光を測定するための条件に設定して探針で近接場光を発生させた領域を含む領域を走査して探針からの反射散乱光を検出し、探針からの反射散乱光を検出して得た信号を、探針を所定の周期で振動させる周波数信号、またはこの周波数信号の整数倍の信号をリファレンス信号として入力しているロックインアンプに入力して散乱光を検出して得た検出信号から近接場光の散乱光成分と漏れ光の散乱光成分とを抽出し、熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部から近接場光を発生させた状態でカンチレバーの探針の近接場光発光部からの高さと探針の振動の振幅とを近接場光が発生している領域よりも高い領域を測定するための条件に設定して探針で近接場光が発生している領域よりも高い領域を走査して探針からの反射散乱光を検出し、この探針からの反射散乱光を検出して得た信号を、探針を所定の周期で振動させる周波数信号、またはこの周波数信号の整数倍の信号をリファレンス信号として入力しているロックインアンプに入力して散乱光を検出して得た検出信号から近接場光が発生している領域よりも高い領域における漏れ光の散乱光成分を抽出し、抽出した近接場光が発生している領域における近接場光の散乱光成分と漏れ光の散乱光成分の情報と近接場光が発生している領域よりも高い領域における漏れ光の散乱光成分の情報とから熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光の発生領域を求めるようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した近接場光及び近接場光の励起光などの近接場光の周囲の光成分を両方高感度測定することができるようになり、近接場光の発生領域をより正確に求めることができるようになった。
【００１３】
また、本発明によれば、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
子が発生する書込み磁界、熱アシスト光（近接場光）の強度分布、近接場光の励起光の空間分布、または磁界発生部、近接場光発光部の表面形状、及び近接場光発光部と書込み磁界発生部との位置関係、近接場光の励起光の照射位置などの検査を非破壊で行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る熱アシスト磁気ヘッド素子から発生する近接場光の発光面と垂直方向での強度分布を示すグラフである。
【図２Ａ】カンチレバーの加振振幅が小さい場合に検出される伝搬光光量の関係を示す図である。
【図２Ｂ】カンチレバーの加振振幅が大きい場合に検出される伝搬光光量の関係を示す図である。
【図３Ａ】近接場光発生領域とカンチレバーの加振振幅との関係を示す図で、カンチレバーの加振振幅が大きい場合の近接場光発光部とカンチレバーの先端の探針との正面図である。
【図３Ｂ】近接場光発生領域とカンチレバーの加振振幅との関係を示す図で、カンチレバーの加振振幅が小さい場合の近接場光発光部とカンチレバーの先端の探針との正面図である。
【図４Ａ】本発明の実施例１に係る熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明の実施例１に係る熱アシスト磁気ヘッド素子検査装置のロックインアンプ制御部ＰＣの概略の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例１に係る検査装置の検出原理を説明する図で、測定対象が近接場光である場合、ＡＦＭモードで試料表面に沿ってスキャン、またはカンチレバーと試料の表面との距離を１０nm以下にしてスキャンを行いながら、カンチレバーの振動振幅を１０nm程度以下して、計測している状態を示すカンチレバーと熱アシスト磁気ヘッド素子、及び検出系の側面図である。
【図６】本発明の実施例１に係る検査方法及び装置の検出原理を説明する図で、測定対象が近接場光励起光の漏れ光である場合、カンチレバーと試料の表面との距離を１００〜１５０nm以上にして、カンチレバー加振振幅を５０〜１００nm程度に設定して、計測している状態を示すカンチレバーと熱アシスト磁気ヘッド素子、及び検出系の側面図である。
【図７】本発明の実施例１に係る処理の流れを示すフロー図である。
【図８】本発明の実施例２に係る検査装置の検出原理を説明する図で、測定対象が近接場光励起光の漏れ光と書き込み磁界の両方である場合、カンチレバーと試料の表面との距離を５０nm以下にして、カンチレバー加振振幅を５０〜１００nm程度に設定して、計測している状態を示すカンチレバーと熱アシスト磁気ヘッド素子の側面図である。
【図９】本発明の実施例２に係る処理の流れを示すフロー図である。
【図１０Ａ】本発明の実施例３に係るカンチレバーが同一測定エリアに対して、左右方向の繰り返しスキャンを実施可能であることを示す平面図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施例３に係るカンチレバーが同一測定エリアに対して、上下方向の繰り返しスキャンを実施可能であることを示す平面図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る処理の流れを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明では、熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置において、カンチレバーと試料の表面との距離を変化させる手段と試料表面に対してカンチレバーの上下方向の振動振幅を変化させる手段を用いて、近接場光及び近接場光に励起されて発生する励起光などの近接場光の周囲の光成分を両方とも高感度に測定し、熱アシスト磁気ヘッド素子を検査するものである。
【００１６】
すなわち、本発明においては、探針先端に磁性膜と貴金属膜を付加したカンチレバーを用いて、まず試料表面の近接場光発生領域を含む領域を走査することを探針先端と試料表面との間隔を変化させて繰り返し行うことにより、試料表面の垂直方向の近接場光空間分布を測定する。
【００１７】
次に、このカンチレバーを用いて、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した近接場光の測定を行う際、試料表面に対して、先に測定した垂直方向の近接場光空間分布を参考にして、カンチレバーと試料の表面との距離とカンチレバー加振振幅とを小さくして、他の光成分の影響を抑えて、近接場光のみを高感度検出することと、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した近接場光の周辺にある近接場光励起光の漏れ光のような近接場光以外の光成分の測定を行う際、試料表面に対して、垂直方向の近接場光空間分布を参考にして、カンチレバーと試料の表面との距離を大きくし、かつ、カンチレバーの加振振幅を大きくして、近接場光を検出しないようにして、近接場光周辺にある近接場光以外の光成分を高感度検出することを特徴としている。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。本発明の要旨を超えない限り、本発明は以下説明する実施例及び図面に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
まず、図１及び図２、図３により、本発明の原理について説明する。  
本発明の予備実験として、試料である熱アシスト磁気ヘッド素子の発光表面及びその近傍をカンチレバーの探針で走査することを、探針と熱アシスト磁気ヘッド素子の発光表面間の距離を変えて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から発生する近接場光の発光面と発光表面に対する垂直方向での強度分布を測定した。
【００２０】
測定結果を図１に示す。図１に示した結果より、探針が熱アシスト磁気ヘッド素子の表面の発光面から２０nm以上離れると，近接場光の量が急激に減少し，１５０nm以上離れたところでは，近接場光を検出できないことを確認した。
【００２１】
本発明は、熱アシスト磁気ヘッド素子から発生した近接場光と、この近接場光の周辺に発生する近接場光励起光の漏れ光のような近接場光とは異なる光成分(以下、漏れ光と記す)を、走査プローブ顕微鏡（Scan Probe Microscope: SPM）を用いて検査するものである。走査プローブ顕微鏡では、カンチレバーを振動させて先端部分の探針を熱アシスト磁気ヘッド素子の表面の近接場光発生領域の近傍で上下に振動させる。
【００２２】
探針をこのように振動させることにより、検出器は、探針が近接場光発生領域内に入った時に探針から発生する散乱光成分と、探針が近接場光発生領域外に出たときに漏れ光により探針から発生する散乱光成分とをそれぞれ検出する。検出器でそれらの散乱光を高Ｓ／Ｎで検出するために、検出した光信号をカンチレバーの加振周波数信号、または加振周波数の整数倍の信号をリファレンス信号として入力しているロックインアンプによって、フィルタリングするようにした。
【００２３】
検出器で探針からの散乱光を検出して得られた検出信号中の伝搬光の成分は、探針から反射・散乱した光のカンチレバーの振動に依存する成分である。カンチレバーの加振振幅の大きさと検出された伝搬光の光量の関係は図２Ａ及び図２Ｂで説明されている。すなわち、図２Ａはカンチレバー１の振動振幅が小さい場合で，探針３からの反射光(散乱光)を図示していない検出器で検出した検出信号２５１の変化が小さく、ロックインアンプを用いて検出可能な反射光量も比較的少ない。
【００２４】
これに対して，図２Ｂはカンチレバー１の振動振幅が大きい場合であって，探針３からの反射光(散乱光) を図示していない検出器で検出した検出信号２５２の変化が大きく，ロックインアンプを用いて検出可能な反射光量が比較的多い。
【００２５】
また、図１で示した実験で確認したように，熱アシスト磁気ヘッド素子から発生した近接場光は発光面から２０nmのところまで強く存在し，それ以上発光面から離れると，強度が急に減衰する。これは，図３Ａに示すように，探針３の振動振幅が比較的大きい場合，探針３の一周期の振動において，探針３が下にある時しか近接場光発光領域２０３と接触しないため，検出器で検出する近接場光の検出信号量が小さいのに対して，図３Ｂに示すように、探針３の振動振幅が小さくなると，探針３と近接場光発光領域２０３との接触時間が増えてくるため，図示していない検出器で検出する近接場光の検出信号量が増加するためと考えられる。その結果，近接場光発光領域２０３の測定感度も向上できると考えられる。
【００２６】
そのため，熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した近接場光を測定する際、カンチレバー１の先端部の探針３と試料２００の表面との距離を１０nm以下にして、さらにカンチレバー１の加振振幅を１０nm以下に小さく設定することにより、近接場光とは異なる光成分の影響を抑えて、近接場光を高感度検出することが実現できる。また、熱アシスト磁気ヘッド素子から発生した漏れ光を測定する際、原理的にカンチレバーと試料の表面との距離を２０nm以上に設定すると、近接場光の検出量は抑えられる。
【００２７】
しかし、熱アシスト磁気ヘッド素子には個体差があると考えられるので、カンチレバーと試料の表面との距離を１００nm以上にして、カンチレバー加振振幅をできるだけ大きく設定するようにした。これにより、近接場光の検出量を抑えて、近接場光周辺にある他の光成分を高感度検出することが実現できる。
【００２８】
上記した知見に基づく、実施例１に係る熱アシスト磁気ヘッド素子測定装置の基本的な構成を図４Ａに示す。
【００２９】
図４Ａに示した熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置１００は、熱アシスト磁気ヘッド素子の製造工程において、多数の薄膜熱アシスト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（複数のヘッドスライダが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、多数の薄膜磁気ヘッド素子が形成されたウエハから３ｃｍ〜１０ｃｍ程度の細長いブロック体として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。
【００３０】
本実施例に係る熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置１００は、走査型プローブ顕微鏡をベースとしている。熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置１００は、検査ステージ１０１、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、Ｙステージ上にあってローバー４０を載置する載置部１１４、カンチレバー１を振動させる加振部１２２、Ｘステージ１０６とＹステージ１０５とＺステージ１０４と加振部１２２とを図示していないピエゾ素子で駆動させるピエゾドライバ１０７、ピエゾドライバに高周波信号を送る発信機１０２、検査ステージ１０１に固定されてカンチレバー１と載置部１１４に載置されたローバー４０を撮像するカメラ１０３、カンチレバー１にレーザビームを照射する半導体レーザ素子１０９、カンチレバー１で反射したレーザビームを検出する変位センサ１１０、変位センサ１１０の出力信号を増幅する差動アンプ１１１、差動アンプ１１１の出力信号をＡ/Ｄ変換するＤＣコンバータ１１２、ＤＣコンバータ１１２の出力信号を受けてフィードバック信号を生成するフィードバックコントローラ１１３、探針３で反射散乱した光を検出する検出器１３０、ロックインアンプ３１を内蔵して全体を制御する制御部ＰＣ３０を備えて構成されている。
【００３１】
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の基準面（Ｙステージ１０５に形成された段差面）に一旦突き当てられることによってＹ方向に位置決めされる。
【００３２】
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は測定ステージ１０１に取り付けられた柱１０１１に固定されており、カンチレバー１をＺ方向に移動させるものである。測定ステージ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。
【００３３】
ローバー４０の所定の位置決めが終了すると、ローバー４０に対して、制御部ＰＣ３０から書込み磁界を発生するための励磁信号を供給し、ローバー４０は、載置部１１４に磁気ヘッド素子の書込み磁界発生部４０２から磁界発生可能な状態で、Ｙステージ１０５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。
【００３４】
ピエゾドライバ１０７は、この測定ステージ１０１の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、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とロックインアンプで構成されている。図に示すように、測定ステージ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、近接場光と磁界との両方を測定できるカンチレバー１が配置されている。
【００３５】
カンチレバー１は、その先端部分付近に図２Ａに示したような探針３が形成されており、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１の先端部の探針３は上下方向（Ｚ方向）に振動される。
【００３６】
カンチレバー１の探針３のＺ方向の振動は、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１２０により検出される。この変位検出部１２０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３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。
【００３７】
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、カンチレバー１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１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。
【００３８】
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１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。
【００３９】
差動アンプ１１１から出力される変位信号は、カンチレバー１の変位に応じた信号であり、カンチレバー１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。
【００４０】
フィードバックコントローラ１１３は、カンチレバー１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１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１の初期位置を調整するようにしている。
【００４１】
磁気力顕微鏡（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ: ＭＦＭ）モードで測定を行う際、まずカンチレバー１は、ローバー４０に形成された磁気ヘッド素子部の表面から、ヘッド浮上高さＨｆ（振動する探針の先端部分の最下位置と試料表面との距離）に相当する高さにカンチレバー１の磁性膜と貴金属膜を形成した探針３の先端部が位置するように、Ｚステージ１０４によって位置決めされる。このヘッド浮上高さＨｆは、高速に回転する磁気ディスク(図示せず)上に磁気ヘッドを配置したときに磁気ディスクの表面に対して浮上する磁気ヘッドの高さに相当する。
【００４２】
カンチレバー１は、ローバー４０のヘッドの書込み磁界４０３(図８参照)が発生する面に平行する平面を数〜数十μm四方の範囲内で、加振部１２２で駆動されて所定の周波数で振動しながらスキャンされる。この実施の形態では、ＭＦＭモードで熱アシスト磁気ヘッド素子の書き込み用磁界４０３の測定を行う際、基本的にハードディスクドライブのヘッド浮上高さ〜５０nmまでの高さをカンチレバー１の走査高さとして設定する。
【００４３】
走査型近接場光顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＮＯＭ）モードで熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光と漏れ光の測定を行う際、カンチレバー１の走査高さ（振動する探針の先端部分の最下位置と試料表面との距離）を０〜１５０nmまでの高さを設定する。
【００４４】
また、カンチレバーの振動状態をコントロールするために、発信機１０２から、カンチレバー１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。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１を所定の周波数で振動させ、測定目的によって、加振部１２２がカンチレバーの前記所定周波数での振動振幅を変化させられるようにしている。
【００４５】
また、光電子増倍管（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  Ｔｕｂｅ：ＰＭＴ）またはフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ：ＰＤ）を備えて構成される検出器１３０により検出した光信号は、図４Ｂに示すような制御部３０にあるロックインアンプ３１に転送される。ロックインアンプ３１には、ピエゾドライバ１０７により駆動されるカンチレバー１の振動周波数信号、または振動周波数の整数倍の信号がリファレンス信号として入力される。
【００４６】
このようなリファレンス信号が入力されたロックインアンプ３１により、検出器１３０で検出した光信号から、近接場光２０３の発生領域内で探針３から発生する近接場光２０３の反射散乱光３０１の成分、及び、近接場光２０３の発生領域から離れた領域で探針３で反射散乱した漏れ光２０４のカンチレバー１の周期振動と関係する光成分が抽出され、この抽出された信号は信号処理部３２で処理されて近接場光２０３の発生領域が検出される。
【００４７】
図５及び図６により、本発明の実施例１に係る熱アシスト磁気ヘッド素子の熱アシスト光（近接場光）を測定するためカンチレバー１と熱アシスト磁気ヘッド素子との位置関係及び、カンチレバー１の所定周波数での振動振幅の設定を説明する。なお、図５及び図６には、説明を簡単にするために、書き込み磁界発生部４０２(図８参照)の表示を省略している。
【００４８】
図５に示すように、熱アシスト磁気ヘッド素子の熱アシスト光（近接場光）発光部２００においては、開口部２０１から近接場光２０３を発生させるために、開口部２０１の近接場光２０３を発生させる側と反対の側から近接場光２０３の励起光２０２を照射している。熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００の構造上、開口部２０１の近傍には、励起光２０２が近接場光発光部２００を透過することにより発生する漏れ光２０４が存在する。この漏れ光２０４は、近接場光２０３の発光領域を含む比較的広い領域に発生する。
【００４９】
近接場光２０３の発生領域をより正確に把握するためには、検出器１３０で検出する近接場光２０３による探針３からの散乱光３０１の検出信号と、漏れ光２０４のような、近接場光２０３とは異なる他の光成分による探針３からの散乱光３０２の検出信号とを分離できればよい。
【００５０】
しかし、実際には、検出器１３０で近接場光２０３による探針３からの散乱光３０１を検出するときに、図５に示すように、探針３が完全に近接場光２０３の発生領域に入りきらず、一部は近接場光２０３の発生領域から外れているので、探針３からは漏れ光２０４による散乱光３０２も同時に発生する。
【００５１】
これにより、検出器１３０ではそれらを一緒に検出するために、近接場光２０３だけを検出しようとするときに、近接場光２０３とは異なる漏れ光２０４による散乱光３０２の検出信号はノイズ成分となり、近接場光２０３の発生領域を正確に求めようとするときに障害となる。
【００５２】
この２種の光成分（近接場光２０３による探針３からの反射散乱光３０１、及び漏れ光２０４による探針３からの反射散乱光３０２）をそれぞれ検出するために、探針３で、まず近接場光２０３を測定するとき、図５に実線で示すように、探針３の先端と、近接場光発光部２００の発光表面との距離（または原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）モードのように探針３を試料表面に沿ってスキャンするときの発光表面からの高さ）が１０nm以下になるようにＺステージ１０４でカンチレバー１の高さを調整する。この状態で、ピエゾドライバ１０７でカンチレバー１の振動振幅を１０nm以下に設定して、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６及びＹステージ１０５を駆動して探針３を試料表面に沿って振動させながらスキャンする。
【００５３】
このとき、近接場光２０３が発生している領域内で探針３に近接場光２０３が照射されることにより、探針３から散乱光３０１が発生する。このとき同時に、探針３からは、漏れ光２０４による散乱光３０２も発生している。検出器１３０は、探針３で発生した近接場光２０３による散乱光３０１と漏れ光２０４による散乱光３０２とを一緒に検出し、検出信号４０１をロックインアンプ３１に出力する。このとき、ピエゾドライバ１０７から発信されるカンチレバー１の駆動信号の周波数の２〜7までの整数倍の周波数の信号をリファレンス信号としてロックインアンプ３１に入力する。
【００５４】
このリファレンス信号を入力したロックインアンプ３１で高調波検出して前記検出信号を処理することによって、最終の検出信号は近接場光２０３が照射されたときに探針３から発生した散乱光３０１による信号と漏れ光２０４が照射されたときに探針３から発生した散乱光３０２による信号とが重畳された信号になる。
【００５５】
また、カンチレバー１の振動振幅を、ＡＦＭモードにおける通常振幅の約４０nm程度よりも小さい１０nm程度にすることによって、探針３の先端部分の近接場光発光部２００の発光表面からの距離が最大でも２０nm以下になる。
【００５６】
これにより、近接場光２０３の発生領域と探針３の振動領域の関係を、図３Ｂで説明したような状態にして近接場光検出強度を大きくすることができる。その結果、従来高調波検出において課題であった検出信号強度が小さいという課題も解決することができる。
【００５７】
次に、図６に示すように、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した近接場光２０３の周辺の漏れ光２０４を測定する際には、カンチレバー１と近接場光発光部２００の表面との距離を１００〜１５０nm以上にして、カンチレバー１の加振振幅を５０〜１００nm程度に設定する。このとき、探針３は近接場光２０３の発光領域（近接場光発光部２００の表面から約２０nmの高さまでの領域）には入らないため、探針３からは近接場光２０３による散乱光３０１が発生せず、漏れ光２０４だけが探針３に照射され、探針３からは漏れ光２０４による散乱光３０２が発生する。
【００５８】
検出器１３０は探針３からの散乱光３０２を検出し、検出信号４０１を出力する。この検出信号４０１をカンチレバー１を振動駆動する所定周波数の信号をリファレンス信号として入力しているロックインアンプ３１に入力して処理することによって、最終の検出信号は探針３から反射した光のカンチレバー１の振動に依存する成分になり、図２Ａと図２Ｂとを用いて説明したように、検出した伝搬光の信号はカンチレバー１の振動振幅を増大させることにより、高感度に検出することができるようになる。
【００５９】
図７に、本実施例による熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法の処理の流れを示す。  
まず、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を駆動して、探針３を熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部の上面の測定位置にアプローチさせる(Ｓ７０１)。次に、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を制御して、カンチレバー１の探針３の先端と熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面との間隔がヘッド浮上高さＨｆに相当する高さになるようにセットする（Ｓ７０２）。
【００６０】
次に、熱アシスト磁気ヘッド素子の書き込み磁界発生部４０２(図８参照)から書き込み磁界４０３(図８参照)を発生させてＭＦＭモードでこの書き込み磁界発生領域を検出する（Ｓ７０３）。すなわち、図示していない手段でローバー４０の熱アシスト磁気ヘッド素子に書き込み磁界４０３を発生させた状態で、ピエゾドライバ１０７で加振部１２２を駆動してカンチレバー1を加振するとともに、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を駆動して、探針３で熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面の２〜５μm四方の領域を走査し、この時のカンチレバー１の振幅の変化を半導体レーザ１０９から発射されてカンチレバー１で反射されたレーザを変位センサ１１０で検出する。
【００６１】
次に、変位センサ１１０からの検出信号を作動アンプ１１１に入力して変位センサ１１０からの検出信号の差信号を取ることにより、カンチレバー１の振幅の変化から熱アシスト磁気ヘッド素子の書き込み磁界発生領域を求める（Ｓ７０４）。
【００６２】
次に、この求めた磁界発生領域の位置情報から、設計データを参照して熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００の位置を推定し（Ｓ７０５）、熱アシスト磁気ヘッド素子に書き込み磁界４０３の発生を停止した状態で、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を制御して、推定した近接場光発光部２００を含む領域にカンチレバー1先端部の探針３を位置させ、同時に、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を制御して探針３の先端と熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面との間隔が１０nmになるようにセットする（Ｓ７０６）。
【００６３】
次に、近接場光発光部２００の開口部２０１に励起光２０２を照射して近接場光２０３を発生させた状態で、ピエゾドライバ１０７で加振部１２２を駆動してカンチレバー1を振幅１０nmで加振するとともに、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を駆動して、探針３で熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面の０．５〜１μm四方の領域を走査し、熱アシスト光２０３と漏れ光２０４が照射された探針３からの散乱光３０１と３０２とを検出器１３０で検出する（Ｓ７０７）。
【００６４】
探針３からの散乱光３０１と３０２とを検出した検出器１３０からの検出信号４０１は、ピエゾドライバ１０７により駆動されるカンチレバー１の振動周波数信号、または振動周波数の整数倍の信号がリファレンス信号として入力されているロックインアンプ３１に入力され、検出器１３０からの検出信号４０１のうち、カンチレバー１の振動周波数または振動周波数の整数倍に対応する周期の信号が抽出されて、信号処理部３２で漏れ光２０４を含む近接場光２０３の強度分布が求められる（Ｓ７０８）。
【００６５】
探針３による所定の領域の走査が終了すると、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を制御して探針３の先端と熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面との間隔が近接場光２０３が発生する領域の高さ以上の１００〜１５０nmになるようにセットする（Ｓ７０９）。
【００６６】
次に、ピエゾドライバ１０７で加振部１２２を駆動してカンチレバー1を振幅５０〜１００nmで加振するとともに、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を駆動して、Ｓ７０８の場合と同様に、探針３で熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面の０．５〜１μm四方の領域を走査し、励起光２０２の照射により近接場光発光部２００から発生した漏れ光２０４が照射された探針３からの散乱光３０２を検出器１３０で検出する（Ｓ７１０）。
【００６７】
探針３からの散乱光３０２を検出した検出器１３０からの検出信号４０１は、ピエゾドライバ１０７により駆動されるカンチレバー１の振動周波数信号、または振動周波数の整数倍の信号がリファレンス信号として入力されているロックインアンプ３１に入力され、検出器１３０からの検出信号４０１のうち、カンチレバー１の振動周波数または振動周波数の整数倍に対応する周期の信号が抽出され、信号処理部３２において漏れ光２０４の強度分布が求められる。（Ｓ７１１）。
【００６８】
次に、近接場光発光部２００の開口部２０１への励起光２０２の照射を停止して、制御部ＰＣ３０の信号処理部３２で、Ｓ７０８で求めた漏れ光２０４を含む近接場光２０３の強度分布の情報とＳ７１１で求めた漏れ光２０４の強度分布の情報とを用いて、近接場光２０３の発生領域を抽出する（Ｓ７１２）。
【００６９】
具体的には、信号処理部３２において、Ｓ７０８で求めた漏れ光２０４を含む近接場光２０３の強度からＳ７１１で求めた同じ位置における漏れ光２０４の強度を差し引いて近接場光２０３の空間強度分布を求め、この求めた近接場光２０３の強度を予め設定しておいた閾値と比較して、この閾値より大きい空間強度分布の領域を近接場光２０３の発生領域として求める。
【００７０】
最後に、制御部ＰＣ３０は、Ｓ７０４で求めた熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生領域の情報と、Ｓ７１２で求めた近接場光２０３の発生領域の情報を表示装置３３の画面３４上に表示する（Ｓ７１３）。
【００７１】
本実施例によれば、近接場光２０３が発生している近接場光発光部２００の表面の極近傍を探針３で走査して得られた近接場光２０３による散乱光３０１と漏れ光２０４による散乱光３０２との検出信号から、近接場光２０３発生領域から十分に離れた漏れ光２０４だけが存在している領域を探針３で走査して得られた漏れ光２０４による散乱光３０２との検出信号を差し引くことにより、近接場光２０３発生領域をより正確に求めることができるようになった。
【実施例２】
【００７２】
本発明の実施例２に係る測定方法を利用する熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置は、実施例１で説明した図４に示した熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置１００と基本的には同じ構造を有している。ここでの重複の説明を省略する。
【００７３】
実施例２において、実施例１と異なる点は、実施例２の測定を行う際、熱アシスト磁気ヘッド素子は発生する書き込み磁界の測定と熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した近接場光周辺にある近接場光の励起光の漏れ光のような他の光成分の測定を、書き込み磁界発生領域をカンチレバーの探針で１回走査することで同時に行う点である。
【００７４】
図８に示すように、熱アシスト磁気ヘッド素子の書き込み磁界発生部４０２から発生した書き込み磁界４０３と近接場光２０３の周辺にある近接場光の励起光２０２の漏れ光２０４のような他の光成分は空間的に重合している。また、ＭＦＭで磁界を測定する場合、カンチレバー１の探針３の振動振幅が大きいほうが感度が高いため、磁界と漏れ光両者を同時に測定するための条件を設定する必要がある。
【００７５】
通常、磁界を測定する際に、カンチレバー１と試料２００の表面との距離を１０〜５０nm程度に設定する必要あるが、今回両者を同時に測定するために、カンチレバー１と試料２００の表面との距離を２０〜５０nmに設定し、カンチレバーの振動振幅を５０〜１００nm程度に設定するようにした。これにより、熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した書き込み磁界４０３と近接場光２０３の周辺の漏れ光２０４をカンチレバーの振動振幅の増大の効果により、高感度で同時に検出することができる。
【００７６】
図９に、本実施例による熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法の処理の流れを示す。  
まず、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を駆動して、探針３を熱アシスト磁気ヘッド素子の磁界発生部の上面の測定位置にアプローチさせる(Ｓ９０１)。次に、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を制御して、カンチレバー１の探針３の先端と熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面との間隔が２０〜５０nmになるようにセットする（Ｓ９０２）。
【００７７】
次に、熱アシスト磁気ヘッド素子の書込み磁界発生部４０２から書き込み磁界４０３を発生させてＭＦＭモードで書き込み磁界発生領域を検出すると同時に、近接場光発光部２００の開口部２０１に励起光２０２を照射して近接場光２０３を発生させて、励起光２０２の照射により近接場光発光部２００から発生した漏れ光２０４が照射された探針３からの散乱光３０２を検出器１３０で検出する（Ｓ９０３）。
【００７８】
すなわち、図示していない手段でローバー４０の熱アシスト磁気ヘッド素子の書き込み磁界発生部４０２から書き込み磁界４０３を発生させた状態で、ピエゾドライバ１０７で加振部１２２を駆動させてカンチレバー1を５０〜１００nmの振幅で加振するとともに、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を駆動して、探針３で熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面の２〜５μm四方の領域を走査し、この時のカンチレバー１の振幅の変化を半導体レーザ１０９から発射されてカンチレバー１で反射されたレーザを変位センサ１１０で検出する。同時に、漏れ光２０４が照射された探針３からの散乱光３０２を検出器１３０で検出する。
【００７９】
次に、変位センサ１１０からの検出信号を作動アンプ１１１に入力して変位センサ１１０からの検出信号の差信号を取ることにより、カンチレバー１の振幅の変化から熱アシスト磁気ヘッド素子の書き込み磁界発生領域を求める（Ｓ９０４）。
【００８０】
同時に、探針３からの散乱光３０２を検出した検出器１３０からの検出信号４０１は、ピエゾドライバ１０７により駆動されるカンチレバー１の振動周波数信号、または振動周波数の整数倍の信号がリファレンス信号として入力されているロックインアンプ３１に入力され、検出器１３０からの検出信号４０１のうち、カンチレバー１の振動周波数または振動周波数の整数倍に対応する周期の信号が抽出され、信号処理部３２で漏れ光２０４の強度分布が求められる（Ｓ９０５）。
【００８１】
次に、この求めた磁場発生領域の位置情報から、設計データを参照して熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００の位置を推定し（Ｓ９０６）、熱アシスト磁気ヘッド素子による書き込み磁界の発生を停止した状態で、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を制御して、推定した近接場光発光部２００を含む領域にカンチレバー1先端部の探針３を位置させ、同時に、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を制御して探針３の先端と熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面との間隔が１０nmになるようにセットする（Ｓ９０７）。
【００８２】
次に、ピエゾドライバ１０７で加振部１２２を駆動してカンチレバー1を振幅１０nmで加振するとともに、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を駆動して、探針３で熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面の０．５〜１μm四方の領域を走査し、熱アシスト光２０３と漏れ光２０４が照射された探針３からの散乱光３０１と３０２とを検出器１３０で検出する（Ｓ９０８）。
【００８３】
探針３からの散乱光３０１と３０２とを検出した検出器１３０からの検出信号４０１は、ピエゾドライバ１０７により駆動されるカンチレバー１の振動周波数信号、または振動周波数の整数倍の信号がリファレンス信号として入力されているロックインアンプ３１に入力され、検出器１３０からの検出信号４０１のうち、カンチレバー１の振動周波数または振動周波数の整数倍に対応する周期の信号が抽出され、信号処理部３２で漏れ光２０４を含む近接場光２０３の強度分布が抽出される（Ｓ９０９）。
【００８４】
次に、制御部ＰＣ３０の信号処理部３２では、Ｓ９０９で求めた漏れ光２０４を含む近接場光２０３の強度分布の情報とＳ９０５で求めた漏れ光２０４の強度分布の情報とを用いて、近接場光２０３の発生領域を抽出する（Ｓ９１０）。具体的には、信号処理部３２において、Ｓ９０９で求めた漏れ光２０４を含む近接場光２０３の強度からＳ９０５で求めた同じ位置における漏れ光２０４の強度を差し引いて近接場光２０３の空間強度分布を求め、この求めた近接場光２０３の空間強度分布を予め設定しておいた閾値と比較して、この閾値より大きい強度の領域を近接場光２０３の発生領域として求める。
【００８５】
最後に、制御部ＰＣ３０は、Ｓ９０４で求めた熱アシスト磁気ヘッド素子の磁場発生領域の情報と、Ｓ９１０で求めた近接場光２０３の発生領域の情報を表示装置３３の画面３４上に表示する（Ｓ９１１）。
【００８６】
本実施例によれば、実施例１で述べた効果に加えて、ＭＦＭモードによる書き込み磁界分布の計測と漏れ光分布の計測とを探針３の１回の走査で行うことができるので、計測の時間を短縮することができるようになった。
【実施例３】
【００８７】
実施例３に係る測定方法を利用する熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置は、実施例１で説明した図４に記載した熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置１００と基本的には同じ構造を有している。ここでの重複の説明を省略する。
【００８８】
実施例３において、実施例１と異なる点は、実施例３の測定を行う際、カンチレバー１の一回の往復スキャンにおいて、熱アシスト磁気ヘッド素子は発生する近接場光２０３の測定と熱アシスト磁気ヘッド素子が発生した近接場光周辺にある近接場光の励起光の漏れ光２０４の測定を順次行う点である。すなわち、本実施例においては、カンチレバー１の一回の往復スキャンにおいて、図７のフロー図のＳ７０６，Ｓ７０７とＳ７０９，Ｓ７１０とを交互に行うようにした。
【００８９】
図１０Ａ又は図１０Ｂに示すように、カンチレバー１は、同一測定エリア１００１に対して、左右方向(図１０Ａ)または上下方向(図１０Ｂ)の繰り返しスキャンを実施することが可能である。それで、同じ場所に対して、左右または上下一往復のスキャンにおいて、一方向へのスキャン時に近接場光の測定を行い、反対方向へのスキャン時には、近接場光の発生領域から高さ方向に十分に離れた位置で漏れ光を測定することが可能である。
【００９０】
具体的には、カンチレバー１が一回の折返しスキャンの行き（または帰りに）の際に実施例１の図５に示すように、ＡＦＭモードで試料表面(探針３と試料表面との間隔が０〜１０nm)に沿ってカンチレバーの振動振幅を１０nm程度以下にしてスキャンを行いながら、探針３で反射散乱された近接場光を検出する。
【００９１】
一方、上記のカンチレバー１が一回の折返しスキャンの帰り（または行き）の際に実施例１の図６に示すように、カンチレバー１と試料の表面との距離を１００〜１５０nmにして、カンチレバー加振振幅を５０〜１００nm程度に設定し、探針３で反射散乱された漏れ光２０４を検出する。
【００９２】
図１１に、本実施例による熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法の処理の流れを示す。  
まず、Ｓ１１０１〜Ｓ１１０４で、熱アシスト磁気ヘッド素子の磁場発生領域を求めるが、この工程は、実施例１で説明したＳ７０１乃至Ｓ７０４までのステップと同じである。
【００９３】
次に、Ｓ１１０４で求めた磁場発生領域の位置情報から、設計データを参照して熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００の位置を推定し（Ｓ１１０５）、熱アシスト磁気ヘッド素子に書き込み磁界４０３の発生を停止した状態で、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を制御して、推定した近接場光発光部２００を含む領域にカンチレバー1先端部の探針３を位置させ、同時に、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を制御して探針３の先端と熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面との間隔が１０nmになるようにセットする（Ｓ１１０６）。
【００９４】
次に、ピエゾドライバ１０７で加振部１２２を駆動してカンチレバー1を振幅１０nmで加振するとともに、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６とＹステージ１０５を駆動して、探針３で熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面の０．５〜１μm四方の領域を走査領域として、図１０Ａの左から右の方向、又は図１０Ｂの上から下の方向の何れかの一方向に走査し、熱アシスト光２０３と漏れ光２０４が照射された探針３からの散乱光３０１と３０２とを検出器１３０で検出する（Ｓ１１０７）。
【００９５】
次に、探針３が一方向の走査領域の端部に達すると、ピエゾドライバ１０７でＺステージ１０４を制御して探針３の先端と熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面との間隔が近接場光２０３が発生する領域の高さ以上の１００〜１５０nmになるようにセットし（Ｓ１１０８）、ピエゾドライバ１０７で加振部１２２を駆動してカンチレバー1を振幅５０〜１００nmで加振するとともに、ピエゾドライバ１０７でＸステージ１０６又はＹステージ１０５をＳ１１０７のときと反対の側の方向に駆動する（Ｓ１１０９）。
【００９６】
探針３が走査領域の他方の端部に達すると、近接場光発光領域を含む所定の走査領域全面の走査を終えたかを判断し（Ｓ１１１０）、所定の走査領域全面の走査が終了していない場合にはＳ１１０６に戻る。
【００９７】
Ｓ１１０６からＳ１１０９までを順次繰り返し実行して熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部２００を含む表面の０．５〜１μm四方の領域が全面走査された場合には、Ｓ１１０７を繰り返し実行して得られた探針３からの散乱光３０１と３０２とを検出した検出器１３０からの検出信号４０１は、ピエゾドライバ１０７により駆動されるカンチレバー１の振動周波数信号、または振動周波数の整数倍の信号がリファレンス信号として入力されているロックインアンプ３１に入力され、検出器１３０からの検出信号４０１のうち、カンチレバー１の振動周波数または振動周波数の整数倍に対応する周期の信号が抽出され、信号処理部３２で漏れ光２０４を含む近接場光２０３の強度分布が抽出される（Ｓ１１１１）。
【００９８】
また、Ｓ１１０９で探針３からの散乱光３０２を検出した検出器１３０からの検出信号４０１は、ピエゾドライバ１０７により駆動されるカンチレバー１の振動周波数信号、または振動周波数の整数倍の信号がリファレンス信号として入力されているロックインアンプ３１に入力され、検出器１３０からの検出信号４０１のうち、カンチレバー１の振動周波数または振動周波数の整数倍に対応する周期の信号が抽出され、信号処理部３２で漏れ光２０４の強度分布が求められる。（Ｓ１１１２）。
【００９９】
次に、制御部ＰＣ３０の信号処理部３２では、Ｓ１１１１で求めた漏れ光２０４を含む近接場光２０３の強度分布の情報とＳ１１１２で求めた漏れ光２０４の強度分布の情報とを用いて、近接場光２０３の発生領域を抽出する（Ｓ１１１３）。具体的には、信号処理部３２において、Ｓ１１１１で求めた漏れ光２０４を含む近接場光２０３の強度からＳ１１１２で求めた同じ位置における漏れ光２０４の強度を差し引いて近接場光２０３の空間強度分布を求め、この求めた近接場光２０３の空間強度分布を予め設定しておいた閾値と比較して、この閾値より大きい強度の領域を近接場光２０３の発生領域として求める。
【０１００】
最後に、制御部ＰＣ３０は、Ｓ１１０４で求めた熱アシスト磁気ヘッド素子の磁場発生領域の情報と、Ｓ１１１３で求めた近接場光２０３の発生領域の情報を表示装置３３の画面３４上に表示する（Ｓ１１１４）。
【０１０１】
本実施例によれば、実施例１で述べた効果に加えて、近接場光発生領域の計測と漏れ光分布の計測とを探針３による近接場光発生領域の１回の走査で行うことができるので、計測の時間を短縮することができるようになった。
【０１０２】
なお、上記実施例においては、磁気ヘッド素子をローバーの状態で検査することについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、磁気ヘッド素子をローバーから1個ずつ切り出したスライダの状態でも、実施例1又は実施例２又は実施例３で説明した熱アシスト磁気ヘッド素子の検査装置で測定可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・カンチレバー    ３…探針    ３０…制御部ＰＣ    ３１・・・ロックインアンプ    ３２・・・信号処理部    ４０・・・ローバー    １００・・・検査装置    １０１・・・測定ステージ    １０２・・・発信機    １０３・・・カメラ    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    １０９・・・半導体レーザ素子    １１０・・・変位センサ    １１１・・・差動アンプ    １１２・・・ＤＣコンバータ    １１３・・・フィードバックコントローラ    １１４・・・載置部    １１５・・・マイクロ波発生アンテナ    １２０・・・変位検出部    １２２・・・加振部    １３０・・・検出器    ２００・・・熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光部（試料）    ２０１・・・熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光発光の開口部    ２０２・・・熱アシスト磁気ヘッド素子用励起光    ２０３・・・熱アシスト光（近接場光）    ２０４・・・熱アシスト磁気ヘッド素子の近接場光励起光の漏れ光    ３０１・・・熱アシスト磁気ヘッド素子の熱アシスト光（近接場光）と探針との接触による散乱光    ３０２・・・漏れ光の散乱光    ４０１・・・散乱光の検出信号    ４０２・・・磁界発生部    ４０３・・・書き込み磁界。
【図１】
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【図２Ａ】
2016031772.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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