CN112630233A - 基板表面缺陷检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够在短时间内高效地检查铝基板的表面，从而检测微小的缺陷，并且能够辨别该缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃的基板表面缺陷检查方法。该基板表面缺陷检查方法包括：第一检查工序，在该第一检查工序中，使用拍摄铝基板(20)的整个面而得到的图像，对包含30μm以上的大小的缺陷的缺陷区域(21)进行提取；以及第二检查工序，在该第二检查工序中，基于由第一检查工序提取出的缺陷区域(21)的图像，辨别缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
Description
技术领域
本发明涉及基板表面缺陷检查方法，特别是涉及磁盘用铝基板的表面缺陷检查方法。
背景技术
对于磁盘用基板使用有如下磁盘用基板，即，对通过磨削加工而进行镜面精加工而得到的铝基板(研磨·副基片基板)进行Ni－P镀敷，制作通过研磨进行镜面精加工而得到的Ni－P镀敷抛光基板，在其表面形成有用于进行磁记录的磁性膜、用于防止伤痕的保护膜等。
以往，镀敷处理前的镜面精加工得到的铝基板的表面缺陷检查通过目视观察进行，熟练的检查员检测出被称作凹痕、划痕的清洗伤痕、干燥不均等表面缺陷。
然而，由于能够通过目视观察检查检测出的缺陷的尺寸仅为100μm以上的比较粗大的缺陷，因此在伴随记录密度的增加而被允许的缺陷尺寸微小化的过程中，在镀敷处理后的镀敷抛光基板检测出的缺陷与镀敷处理前的铝基板的能够通过目视观察检测出的缺陷的尺寸的间隙扩大。因此，为了检测更微小的缺陷，要求适合于铝基板的检查机。
例如，在专利文献1记载有如下一种表面缺陷检查系统，其具备：反射光分布检查装置，其对盘的表面照射激光束，对来自表面的反射光所含的正反射光的强度变化、偏转进行检测，并且对散射光的空间的强度分布图案(衍射图案)进行检测；以及暗视野图像检查装置，其从面状光源(或者线状光源)向盘的表面上照射白色光，将由拍摄装置得到的盘的亮点与阈值进行比较，所述表面缺陷检查系统基于来自两个检查装置的检测数据，对表面缺陷的种类、数量、程度等进行综合判断。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭63－42453号公报
然而，根据专利文献1所记载的表面缺陷检查系统，能够通过使铝基板不产生伤痕、污垢的非破坏检查，能够进行亚微米级别的表面缺陷的检查以及辨别，但这对于利用金刚石切削刀对表面进行镜面精加工而得到的铝切削基板也能够适用。然而，目前使用平滑性更高的无电解镀镍磷抛光基板，在成为其基底的利用PVA磨石进行磨削精加工的铝基板中，存在加工引起的磨削痕，由其引起的激光的散射大，无法使用上述的检查方法。因此，需要摸索利用激光以外的方法的检查方法，另外，表面缺陷的产生率为1％以下这样而产生频率低，因此要求能够在几秒以内测定铝基板的一个面的检查速度。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于前述的课题而完成的，其目的在于提供一种基板表面缺陷检查方法，该基板表面缺陷检查方法能够在短时间内高效地对铝基板的表面进行检查，从而检测微小的缺陷，并且能够辨别在检测出细微的缺陷时成为问题的该缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
用于解决课题的方案
因而，本发明的上述目的通过基板表面缺陷检查方法的下述(1)的构成来实现。
(1)一种基板表面缺陷检查方法，其对磁盘用铝基板中的表面的缺陷进行检测，其中，
所述基板表面缺陷检查方法包括：
第一检查工序，在所述第一检查工序中，使用拍摄所述铝基板的整个面而得到的图像，对包含30μm以上的大小的缺陷的缺陷区域进行提取；以及
第二检查工序，在所述第二检查工序中，基于由所述第一检查工序提取出的所述缺陷区域的图像，辨别所述缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
发明效果
根据本发明的基板表面缺陷检查方法，能够在短时间内高效地对使用PVA磨石进行镜面精加工得到的铝基板的表面进行检查，来检测微小的缺陷，进一步地能够辨别该缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
附图说明
图1是表示用于实施本发明的一实施方式的基板表面缺陷检查方法的基板表面缺陷检查系统的概略结构的结构图。
图2是表示对利用各检查工作台检查到的图像进行显示的监视器画面的图。
图3是表示利用激光显微镜测定到的缺陷的形状以及深度的图。
附图标记说明：
10 基板表面缺陷检查系统
20 铝基板(磁盘用铝基板)
21 缺陷区域
22 缺陷图像
51 线阵相机
61 面阵相机
71 激光显微镜。
具体实施方式
以下，使用附图详细地说明本发明的一实施方式的基板表面缺陷检查方法。
如图1所示，基板表面缺陷检查系统10具备检查台11，在该检查台11上沿规定的方向依次配置有装料工作台40、第一检查工作台50、第二检查工作台60、以及第三检查工作台70。
装料工作台40利用升降机部15、未图示的机器人等，将在附设于基板表面缺陷检查系统10的铝基板供给台12上的盒13存储的磁盘用铝基板(以下，也简称作铝基板)20在旋转台30上进行定位而载置。需要说明的是，本实施方式的铝基板20使用PVA磨石来进行镜面精加工，并利用在后工序，构成无电解镀镍磷抛光基板。
旋转台30能够以垂直轴31为中心旋转，使载置于旋转台30上的铝基板20在水平面内旋转。另外，旋转台30构成为，利用设置于检查台11上的传送机32，能够在水平面上沿第一检查工作台～第三检查工作台50、60、70排列的方向即X方向移动，并且配置于第一检查工作台～第三检查工作台50、60、70的下方。
需要说明的是，旋转台30的上表面尽量不与铝基板20的表面接触，例如，优选仅在外周缘与表面接触的结构，以避免受损、受污。另外，上述的升降机部15、机器人的卡盘部等与铝基板2直接接触的部分优选为由聚氨酯等的不使铝基板20受损的柔软的原材料形成。
第一检查工作台50具备配置于上方的线阵相机(Line camera)51。而且，一边使旋转台30、即铝基板20以规定的一定旋转速度旋转，一边利用线阵相机51沿半径方向扫描铝基板20而对铝基板20的整个面的图像进行拍摄。
第一检查工作台50根据由线阵相机51拍摄到的图像，确定缺陷的有无、包含缺陷的缺陷区域的位置以及其尺寸，并存储于计算机(PC)80。另外，如图2所示，由线阵相机51拍摄到的图像显示于计算机80的显示部81。第一检查工作台50中的铝基板20的整个面的缺陷检测工序从作业效率的观点出发优选为以5秒以下进行。
在第一检查工作台50中，使用能够进行一个像素的分辨率为20μm/pixel以下的拍摄的线阵相机51，由此，能够检测出30μm以上的大小的缺陷。另外，线阵相机51的图像能够辨别上述缺陷、存在于铝基板20的表面的由PVA磨石引起的磨削痕，能够准确地提取缺陷区域。
这里，线阵相机51检测30μm以上的大小的缺陷的原因在于，在铝基板20中，在表面进行膜厚10μm程度的Ni－P镀敷之后，实施基于研磨的镜面精加工，因此即使存在30μm以下的表面缺陷，在镜面精加工后直接作为缺陷残留的可能性也低。另外，若捕捉30μm以上的大小的缺陷，则能够覆盖70％以上的缺陷，相反，若也要检测小于30μm的微小的缺陷，则检测时间变多，并且误检测也变多，因此没效率。
需要说明的是，考虑到检查时间，线阵相机51的一个像素的分辨率的下限值优选为1μm/pixel以上。
而且，在第一检查工作台50中未检测出缺陷的铝基板20被向装料工作台40输送，结束表面侧的表面检查。另一方面，检测出缺陷的铝基板20与旋转台30一起被向第二检查工作台60输送。第二检查工作台60具备能够放大观察铝基板20的表面的任意的位置的面阵相机(Area camera)61。
而且，向面阵相机61的下方输送的旋转台30沿X方向移动，或根据需要旋转，使由第一检查工作台50检测出并存储于计算机80的存储部的缺陷区域位于面阵相机61的视野内，从而对该缺陷区域的放大图像进行拍摄。对于由第一检查工作台50检测出的整个缺陷区域依次进行该放大图像的拍摄。另外，由面阵相机61拍摄到的放大图像也显示于显示部81。
在利用面阵相机61的观察中，能够辨别检测出的微小的缺陷是附着于表面的尘埃或者是真实缺陷，另外，在真实缺陷的情况下，要求能够确定缺陷产生原因的清晰的图像。因此，在面阵相机61中，使用一个像素的分辨率为0.5μm/pixel以下的相机。
即，在面阵相机61中使用至少0.5μm/pixel的分辨率的相机，以便辨别30～50μm的比较小的缺陷是附着于表面的尘埃或者是真实缺陷。这是因为，若使用更高分辨率的面阵相机61，则容易发现更微小的缺陷，但存在对于超过100μm那样的大的缺陷难以捕捉整体图像这样的缺点，因此作为最佳倍率，优选选择具有像素尺寸为0.5μm的分辨率的面阵相机61。
需要说明的是，对于面阵相机61的一个像素的分辨率的下限值，考虑到检查时间，优选为0.05μm/pixel以上。
图2是将由面阵相机61拍摄得到的各缺陷区域21的图像与其位置一起显示于计算机80的显示部81上的一例。如图2所示，在画面左上部显示三处缺陷区域21在铝基板20上的位置，在画面左下部显示各个缺陷图像22，在画面右侧显示所选择的缺陷的放大图像23(在图中，在三个缺陷中，选择第二个缺陷)。图2所示的缺陷图像22A、以及22C是作为真实缺陷的凹坑缺陷(压入伤痕以及划痕)，缺陷图像22B是附着于铝基板20的表面的尘埃。
作业者依次指定在画面下部显示的缺陷图像22，将其放大图像23显示于画面右侧，通过目视观察来辨别该缺陷是附着于铝基板20的表面的尘埃或者是真实缺陷。在辨别为缺陷是尘埃的情况下，在触摸画面上的OK区域之后，触摸图像保存区域而保存图像以及辨别结果。另一方面，在辨别为缺陷是真实缺陷的情况下，触摸画面上的NG之后，触摸图像保存区域而保存图像以及辨别结果。此时，可以输入缺陷的类别，并将其与NG、OK信息一起保存。
另外，由第一检查工作台50以及第二检查工作台60拍摄到的图像数据、缺陷的位置、缺陷的大小若与预先设定好的缺陷的类别的信息一起作为数据预先在计算机80的存储部积存，则也能够利用AI技术等，将新得到的缺陷图像与该数据比较，自动地辨别缺陷是附着于铝基板20的表面的尘埃还是真实缺陷。
需要说明的是，作为检测出的主要缺陷存在以下缺陷。
1.凹坑缺陷(凹陷类缺陷)
压入伤痕：压入铝粉、砂、金属的微粉等而产生的凹陷。
挫伤类：某物与铝基板的表面接触、或刮擦而产生的伤痕。
划痕：在磨削中卷入异物而产生的深的伤痕。
2.附着类缺陷
污点、干燥不均等污迹。程度严重的成为缺陷。
3.尘埃
仅附在表面的尘埃。
在以上的缺陷中的1与2是真实缺陷，需要与3的尘埃进行区别。
需要说明的是，在本实施方式中，具有设置了激光显微镜71的第三检查工作台70，在第二检查工作台60中被拍摄了放大图像的铝基板20与旋转台30一起被向第三检查工作台70输送。
激光显微镜71对由第一检查工作台50、第二检查工作台60检测出的30μm以上的大小的缺陷进行激光测定并测定缺陷的深度。图3是由激光显微镜71得到的缺陷的剖面轮廓的一例，表示缺陷的大小与深度。如此，也可以通过在第二检查工作台60的放大图像的基础上，一并测定缺陷的大小、深度，从而辨别缺陷是附着于铝基板20的表面的尘埃或者是真实缺陷。而且，也可以基于缺陷的剖面轮廓，推断表面缺陷的种类、缺陷的产生原因。需要说明的是，如果是能够以足够的精度进行凹凸测定的装置则也可以使用例如白色干涉显微镜来代替激光显微镜71。
通过上述，对1张铝基板20结束表面侧的表面缺陷的检查。然后，将表面侧的检查结束了的铝基板20向装料工作台40输送，并由机器人等进行翻转，同样地进行背面侧的表面缺陷的检查。
而且，基于基板表面缺陷检查系统10的检查结果，未被认定有真实缺陷的铝基板20从检查台11搬出，向Ni－P镀敷等在后工序输送。另外，检测出真实缺陷的铝基板20根据缺陷的程度被进行缺陷的合格或不合格的判定。
另外，本发明并不限定于前述的实施方式，能够适当变形、改进等。
例如，在本实施方式中，也考虑第三检查工作台70的剖面轮廓，来辨别缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃，但本发明并不限定于此，也可以基于第二检查工作台60的放大图像，辨别缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
另外，在本实施方式中，使用由第二检查工作台60的面阵相机61拍摄到的放大图像，辨别缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃，但本发明并不限定于此。例如，在利用在第一检查工作台50中具有高分辨率的线阵相机51，通过高速处理能够在期望的检查时间内检查高分辨率的图像的情况下，通过将第一检查工作台50的图像放大显示，从而也能够辨别缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃，并且省略由面阵相机61进行的拍摄。
如以上那样，在本说明书中公开有以下事项。
(1)一种基板表面缺陷检查方法，其对磁盘用铝基板中的表面的缺陷进行检测，其中，
所述基板表面缺陷检查方法包括：
第一检查工序，在所述第一检查工序中，使用拍摄所述铝基板的整个面而得到的图像，对包含30μm以上的大小的缺陷的缺陷区域进行提取；以及
第二检查工序，在所述第二检查工序中，基于由所述第一检查工序提取出的所述缺陷区域的图像，辨别所述缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
根据该结构，能够在短时间内高效地对使用PVA磨石进行镜面精加工得到的铝基板的表面进行检查，来检测微小的缺陷，并且辨别该缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
(2)根据(1)所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
所述第二检查工序基于对由所述第一检查工序提取出的所述缺陷区域进行拍摄而得到的图像，辨别所述缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
根据该结构，能够高效地辨别缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
(3)根据(1)或(2)所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
利用激光显微镜或者白色干涉显微镜对所述30μm以上的大小的缺陷进行测定，获得该缺陷的深度，由此辨别所述缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
根据该结构，能够更准确地辨别缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
所述第二检查工序进一步辨别所述表面缺陷中的、用于推断产生缺陷的工序的缺陷的特征。
根据该结构，能够辨别缺陷的特征，能够推断缺陷的产生原因。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
在所述第一检查工序中，所述铝基板的整个面的图像由线阵相机拍摄。
根据该结构，能够在短时间内高效地拍摄铝基板的整个面。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
在所述第一检查工序中使用的图像的一个像素的分辨率为20μm/pixel以下，
在所述第二检查工序中使用的图像的一个像素的分辨率为0.5μm/pixel以下。
根据该结构，可以得到具有足以检测缺陷的有无以及辨别缺陷是尘埃还是真实缺陷的分辨率的图像。
Claims (6)
1.一种基板表面缺陷检查方法，其对磁盘用铝基板中的表面的缺陷进行检测，其中，
所述基板表面缺陷检查方法包括：
第一检查工序，在所述第一检查工序中，使用拍摄所述铝基板的整个面而得到的图像，对包含30μm以上的大小的缺陷的缺陷区域进行提取；以及
第二检查工序，在所述第二检查工序中，基于由所述第一检查工序提取出的所述缺陷区域的图像，辨别所述缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
2.根据权利要求1所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
所述第二检查工序基于对由所述第一检查工序提取出的所述缺陷区域进行拍摄而得到的图像，辨别所述缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
3.根据权利要求1或2所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
利用激光显微镜或者白色干涉显微镜对所述30μm以上的大小的缺陷进行测定，获得该缺陷的深度，由此辨别所述缺陷是表面缺陷还是附着于表面的尘埃。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
所述第二检查工序进一步辨别所述表面缺陷中的、用于推断产生缺陷的工序的缺陷的特征。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
在所述第一检查工序中，所述铝基板的整个面的图像由线阵相机拍摄。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板表面缺陷检查方法，其中，
在所述第一检查工序中使用的图像的一个像素的分辨率为20μm/pixel以下，
在所述第二检查工序中使用的图像的一个像素的分辨率为0.5μm/pixel以下。
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2020
- 2020-09-22 CN CN202011002389.5A patent/CN112630233B/zh active Active
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