JP2001228034A - ディスク基板の内部応力状態の測定法 - Google Patents
ディスク基板の内部応力状態の測定法Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディスク基板の内部状態、つまり応力歪みや
流動配向状態等を定量的に自動解析することのできる測
定法を提供すること。 【解決手段】 光源１０からの直線偏光は、任意の楕円
偏光状態を得るためにリターダー１１に入射され、楕円
の主軸方位を回転させるため半波長板１を透過する。そ
の後、面情報を得るためにレンズ系２、３により２次元
に拡大し、ディスク基板１２を透過することによって試
料に発生する内部応力状態や高分子の配向状態等による
複屈折の影響を受け位相変化が生じる。この位相変化を
受けた光波はさらに、リターダー１１の主軸方位と直交
する方位に設置された偏光子４を透過後、レンズ系５に
より、拡大・局部観察を目的にそって使用し、ＣＣＤ１
３に結像させて、光強度として検出される。
流動配向状態等を定量的に自動解析することのできる測
定法を提供すること。 【解決手段】 光源１０からの直線偏光は、任意の楕円
偏光状態を得るためにリターダー１１に入射され、楕円
の主軸方位を回転させるため半波長板１を透過する。そ
の後、面情報を得るためにレンズ系２、３により２次元
に拡大し、ディスク基板１２を透過することによって試
料に発生する内部応力状態や高分子の配向状態等による
複屈折の影響を受け位相変化が生じる。この位相変化を
受けた光波はさらに、リターダー１１の主軸方位と直交
する方位に設置された偏光子４を透過後、レンズ系５に
より、拡大・局部観察を目的にそって使用し、ＣＣＤ１
３に結像させて、光強度として検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク基板材料
の高微細加工成形の際の応力歪み、流動配向状態などの
内部状態分布を精度良く定量でき、しかも多次元に可視
化でき、適確に品質管理が可能なディスク基板の内部応
力状態の測定法に関する。
の高微細加工成形の際の応力歪み、流動配向状態などの
内部状態分布を精度良く定量でき、しかも多次元に可視
化でき、適確に品質管理が可能なディスク基板の内部応
力状態の測定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高密度化、低コスト及び高耐久性
に優れたディスクが求められるにともない、高品位なデ
ィスク基板が要求されている。また、急速な情報化が進
むにつれて、益々記録媒体として高密度化、高耐久性、
低コスト化等への要求が激しくなってきている。特に、
光ディスクではプラスチック基板が主流であるが高密度
化に向けて、トラック幅が狭くなる一方であり、歪みの
ない微細成形基板が要求されている。また、磁気ディス
クにおいても、今まで、Ａｌ（アルミニウム）またはガ
ラス基板を用い、記録媒体にデータを記録するときに、
サーボライターにより同時にサーボマークを書き込むこ
とで、位置信号を書き込むことをしていた。そうして、
磁気ヘッドを記録トラックに追従するためのアドレス情
報を与えることを行っている。
に優れたディスクが求められるにともない、高品位なデ
ィスク基板が要求されている。また、急速な情報化が進
むにつれて、益々記録媒体として高密度化、高耐久性、
低コスト化等への要求が激しくなってきている。特に、
光ディスクではプラスチック基板が主流であるが高密度
化に向けて、トラック幅が狭くなる一方であり、歪みの
ない微細成形基板が要求されている。また、磁気ディス
クにおいても、今まで、Ａｌ（アルミニウム）またはガ
ラス基板を用い、記録媒体にデータを記録するときに、
サーボライターにより同時にサーボマークを書き込むこ
とで、位置信号を書き込むことをしていた。そうして、
磁気ヘッドを記録トラックに追従するためのアドレス情
報を与えることを行っている。
【０００３】しかしながら、この方法では位置精度を高
めることは技術的に問題がある。そこで、ディスク基板
を成形技術によって、凹凸サーボマークを形成する方法
等が提案されている。一方、基板の軽量化、低コスト化
等へ向けて、熱可塑性の高分子材料を成形法によるプラ
スチック化が進められている。
めることは技術的に問題がある。そこで、ディスク基板
を成形技術によって、凹凸サーボマークを形成する方法
等が提案されている。一方、基板の軽量化、低コスト化
等へ向けて、熱可塑性の高分子材料を成形法によるプラ
スチック化が進められている。
【０００４】成形による基板の作製は、生産性等からコ
スト的には優位である。しかし、磁気媒体は、磁気ヘッ
ドが光ディスクの非接触に比べ、磁気媒体と接触し、走
行中でのスペーシング間は数１０ｎｍしかないため、基
板のうねり、変形や耐久性劣化等が生じてはいけない。
そのためには、基板の成形時の応力歪み、流動配向状態
等の内部状態を把握することは性能の向上、劣化防止や
品質管理する上で重要な課題である。
スト的には優位である。しかし、磁気媒体は、磁気ヘッ
ドが光ディスクの非接触に比べ、磁気媒体と接触し、走
行中でのスペーシング間は数１０ｎｍしかないため、基
板のうねり、変形や耐久性劣化等が生じてはいけない。
そのためには、基板の成形時の応力歪み、流動配向状態
等の内部状態を把握することは性能の向上、劣化防止や
品質管理する上で重要な課題である。
【０００５】その方法として、古くは光弾性法（「光弾
性実験法」日刊工業新聞社、１９６５年発行）により複
屈折を定性的に観察する方法、特開平７−７２０１３号
公報に開示されているようなエリプソメータ法、特開平
７−２００４０号公報や特開平７−２２９８２８号公
報、特開平１０−２６７８３１号公報に開示されている
ようなポイント計測法、特開平８−９４４４４号公報に
開示されているような顕微鏡観察等が提案されている。
性実験法」日刊工業新聞社、１９６５年発行）により複
屈折を定性的に観察する方法、特開平７−７２０１３号
公報に開示されているようなエリプソメータ法、特開平
７−２００４０号公報や特開平７−２２９８２８号公
報、特開平１０−２６７８３１号公報に開示されている
ようなポイント計測法、特開平８−９４４４４号公報に
開示されているような顕微鏡観察等が提案されている。
【０００６】しかし、ポイント計測法では基板内の分布
測定に時間がかかる。また、特開平１０−３３２５３３
号公報に記載のものでは、複屈折分布を評価することは
できるが、色板法を用いて偏光観察する方法であり、基
板の内部状態を観察する上では精度的に問題がある。そ
こで、ディスク基板の内部状態（応力歪み、流動配向状
態等）を定量的に自動解析することが必要になる。
測定に時間がかかる。また、特開平１０−３３２５３３
号公報に記載のものでは、複屈折分布を評価することは
できるが、色板法を用いて偏光観察する方法であり、基
板の内部状態を観察する上では精度的に問題がある。そ
こで、ディスク基板の内部状態（応力歪み、流動配向状
態等）を定量的に自動解析することが必要になる。
【０００７】そこで、本発明者らは鋭意研究の結果、既
に「位相シフト法による２次元複屈折分布測定」（「光
学」第21巻第10号，682（34）-687（39），1992年10
月）および「Two-dimensional birefringence measurem
ent using the phase shiftingtechnique」（「OPTICAL
ENGINEERING」May 1994 Vol.33 No.5,pp.1604-1609）
を提案した。本発明は、この複屈折の２次元分布を得る
ための基本原理による成果に基づき、特に、ディスクの
基板の内部応力状態を計測するために、さらに改良と最
適化を行ったものである。
に「位相シフト法による２次元複屈折分布測定」（「光
学」第21巻第10号，682（34）-687（39），1992年10
月）および「Two-dimensional birefringence measurem
ent using the phase shiftingtechnique」（「OPTICAL
ENGINEERING」May 1994 Vol.33 No.5,pp.1604-1609）
を提案した。本発明は、この複屈折の２次元分布を得る
ための基本原理による成果に基づき、特に、ディスクの
基板の内部応力状態を計測するために、さらに改良と最
適化を行ったものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ディスク用成形基板に
おいて、材料そのものが有する複屈折や、成形加工時に
内部に発生する応力歪みによって生じる複屈折位相差が
高精度な基板を得る上で種々の問題を引き起こしてい
る。そこで、この内部応力状態と成形時の流動配向状態
の分布を定量的に精度良く測定ができ、かつ自動的測定
計測により品質管理ができる測定法が求められている。
おいて、材料そのものが有する複屈折や、成形加工時に
内部に発生する応力歪みによって生じる複屈折位相差が
高精度な基板を得る上で種々の問題を引き起こしてい
る。そこで、この内部応力状態と成形時の流動配向状態
の分布を定量的に精度良く測定ができ、かつ自動的測定
計測により品質管理ができる測定法が求められている。
【０００９】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、ディスク基板の内
部状態、つまり応力歪みや流動配向状態等を定量的に自
動解析することのできる測定法を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、ディスク基板の内
部状態、つまり応力歪みや流動配向状態等を定量的に自
動解析することのできる測定法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を達成するために、光源からの直線偏光の主軸に位相
差を与えた光波を、成形されたディスク基板上に入射し
て、該ディスク基板の内部に生じる複屈折による偏光の
変化量から複屈折位相差と主軸方位の変化を画像処理
し、成形された前記ディスク基板の内部応力歪み、樹脂
の成形時の流動状態や複屈折分布などの面内分布を、位
相シフト法を用いて多次元に複屈折を測定することを特
徴とするものである。
題を達成するために、光源からの直線偏光の主軸に位相
差を与えた光波を、成形されたディスク基板上に入射し
て、該ディスク基板の内部に生じる複屈折による偏光の
変化量から複屈折位相差と主軸方位の変化を画像処理
し、成形された前記ディスク基板の内部応力歪み、樹脂
の成形時の流動状態や複屈折分布などの面内分布を、位
相シフト法を用いて多次元に複屈折を測定することを特
徴とするものである。
【００１１】また、前記光源からの直線偏光の主軸に位
相差を与えるリターダーは、液晶素子または電気光学素
子からなり、楕円偏光の主軸方位を回転させる半波長板
と、該半波長板によって回転させた光波の主軸方位と直
交する方位に偏光子を設け、画像情報を得るためにレン
ズ系により２次元に拡大して前記ディスク基板に入射
し、透過光強度の位相差変化量を検出して、前記半波長
板および前記偏光子を電動駆動により自動計測可能にし
たことを特徴とするものである。
相差を与えるリターダーは、液晶素子または電気光学素
子からなり、楕円偏光の主軸方位を回転させる半波長板
と、該半波長板によって回転させた光波の主軸方位と直
交する方位に偏光子を設け、画像情報を得るためにレン
ズ系により２次元に拡大して前記ディスク基板に入射
し、透過光強度の位相差変化量を検出して、前記半波長
板および前記偏光子を電動駆動により自動計測可能にし
たことを特徴とするものである。
【００１２】また、前記リターダーからの楕円偏光の主
軸方位を回転させる旋光素子として電気光学素子を設
け、前記偏光子を固定して透過光強度の位相差変化量を
検出することを特徴とするものである。
軸方位を回転させる旋光素子として電気光学素子を設
け、前記偏光子を固定して透過光強度の位相差変化量を
検出することを特徴とするものである。
【００１３】さらに、前記偏光子の後段に光学レンズを
設けて拡大・局部観察を行うようにしたこと特徴とする
ものである。
設けて拡大・局部観察を行うようにしたこと特徴とする
ものである。
【００１４】このような構成により、ディスク用基板の
材料や微細成形時に内部に発生する応力状態と材料の流
動配向状態の分布等、基板の内部情報を定量的に精度良
く、可視的に自動測定ができ、基板の品質管理ができ
る。
材料や微細成形時に内部に発生する応力状態と材料の流
動配向状態の分布等、基板の内部情報を定量的に精度良
く、可視的に自動測定ができ、基板の品質管理ができ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００１６】図１は、本発明におけるディスク基板の内
部応力状態の測定法の一実施例を示す図で、図に示した
光学系において、２回の位相シフト法により内部応力状
態や高分子の配向状態等を２次元の複屈折分布として一
度にとらえて測定を行うものである。
部応力状態の測定法の一実施例を示す図で、図に示した
光学系において、２回の位相シフト法により内部応力状
態や高分子の配向状態等を２次元の複屈折分布として一
度にとらえて測定を行うものである。
【００１７】光源１０からの直線偏光は、任意の楕円偏
光状態を得るためにリターダー１１に入射され、楕円の
主軸方位を回転させるため半波長板１を透過する。その
後、面情報を得るためにレンズ系２、３により２次元に
拡大し、ディスク基板１２を透過することによって試料
に発生する内部応力状態や高分子の配向状態等による複
屈折の影響を受けて位相変化が生じる。この位相変化を
受けた光波は、さらにリターダー１１の主軸方位と直交
する方位に設置された偏光子４を透過後、レンズ系５に
より、拡大・局部観察を目的にそって使用し、ＣＣＤ１
３に結像させて、光強度として検出される。
光状態を得るためにリターダー１１に入射され、楕円の
主軸方位を回転させるため半波長板１を透過する。その
後、面情報を得るためにレンズ系２、３により２次元に
拡大し、ディスク基板１２を透過することによって試料
に発生する内部応力状態や高分子の配向状態等による複
屈折の影響を受けて位相変化が生じる。この位相変化を
受けた光波は、さらにリターダー１１の主軸方位と直交
する方位に設置された偏光子４を透過後、レンズ系５に
より、拡大・局部観察を目的にそって使用し、ＣＣＤ１
３に結像させて、光強度として検出される。
【００１８】従来のものでは、リターダーとして実験室
レベルなのでバビネ・ソレイユ補償器や半波長板や偏光
子の主軸方位の回転を手動で行ったが、ここでは新たに
実用化のため高速計測を可能とするために改良と最適化
を行った。
レベルなのでバビネ・ソレイユ補償器や半波長板や偏光
子の主軸方位の回転を手動で行ったが、ここでは新たに
実用化のため高速計測を可能とするために改良と最適化
を行った。
【００１９】図１に示したこの実施例の場合には、リタ
ーダー１１に電気的に任意の位相差を制御可能とする液
晶位相変調器を用いた。また、半波長板や偏光子の主軸
方位の調整も専用のモーター付きのステージを用いるこ
とにより自動化を図った。
ーダー１１に電気的に任意の位相差を制御可能とする液
晶位相変調器を用いた。また、半波長板や偏光子の主軸
方位の調整も専用のモーター付きのステージを用いるこ
とにより自動化を図った。
【００２０】図２は、本発明のディスク基板の内部応力
状態の測定法の他の実施例を示す図で、図１に示した実
施例と同様に、図に示した光学系において、２回の位相
シフト法により内部応力状態や高分子の配向状態等を２
次元の複屈折分布を一度にとらえて測定を行うものであ
る。
状態の測定法の他の実施例を示す図で、図１に示した実
施例と同様に、図に示した光学系において、２回の位相
シフト法により内部応力状態や高分子の配向状態等を２
次元の複屈折分布を一度にとらえて測定を行うものであ
る。
【００２１】光源１０からの直線偏光は、任意の楕円偏
光状態を得るためにリターダー１１に入射され、楕円の
主軸方位を回転させるための旋光子として電圧によって
光学変化を与えるファラデーローテータ又は電気光学変
調素子（ＥＯ（Electro-Optic）素子）６ａを透過す
る。その後、面情報を得るためにレンズ系２、３により
２次元に拡大し、ディスク基板１２を透過することによ
って試料に発生する内部応力状態や高分子の配向状態等
による複屈折の影響を受けて位相変化が生じる。この位
相変化を受けた光波は、さらにもう１セットの旋光子と
してファラデーローテータ又は電気光学変調素子（ＥＯ
素子）６ｂにより、常に主軸方位を固定した偏光子１４
に対してリターダー１１の主軸方位と直交する方位に保
つように楕円偏光の主軸方位を変化させる。透過後、レ
ンズ系５によりＣＣＤ１３に結像させて、光強度として
検出される。
光状態を得るためにリターダー１１に入射され、楕円の
主軸方位を回転させるための旋光子として電圧によって
光学変化を与えるファラデーローテータ又は電気光学変
調素子（ＥＯ（Electro-Optic）素子）６ａを透過す
る。その後、面情報を得るためにレンズ系２、３により
２次元に拡大し、ディスク基板１２を透過することによ
って試料に発生する内部応力状態や高分子の配向状態等
による複屈折の影響を受けて位相変化が生じる。この位
相変化を受けた光波は、さらにもう１セットの旋光子と
してファラデーローテータ又は電気光学変調素子（ＥＯ
素子）６ｂにより、常に主軸方位を固定した偏光子１４
に対してリターダー１１の主軸方位と直交する方位に保
つように楕円偏光の主軸方位を変化させる。透過後、レ
ンズ系５によりＣＣＤ１３に結像させて、光強度として
検出される。
【００２２】以上、システムを専用のコンピュータで制
御し、ディスク基板をステージにセットすることですべ
て自動で複屈折分布の計測を行い、内部応力状態や高分
子の配向等の測定を可能とした。
御し、ディスク基板をステージにセットすることですべ
て自動で複屈折分布の計測を行い、内部応力状態や高分
子の配向等の測定を可能とした。
【００２３】
【数１】
【００２４】実際の解析計算は、リターダーの位相差を
δ、半波長板又はＥＯ素子によって主軸方位が回転した
時の楕円偏光の主軸方位角をθ、ディスク基板の有する
主軸方位をφ、複屈折位相差をΔ（Δ≪１）とし、偏光
子の主軸方位角θを回転させる。これらの関係は、本発
明者らが既に発表した「光学」（1992年10月発行）等に
よると、ストークス・パラメーターとしてミューラー行
列を用いて計算ができ、最終的に得られる干渉縞の光強
度Ｉは、入射光強度をＩ0として次式のようになる。
δ、半波長板又はＥＯ素子によって主軸方位が回転した
時の楕円偏光の主軸方位角をθ、ディスク基板の有する
主軸方位をφ、複屈折位相差をΔ（Δ≪１）とし、偏光
子の主軸方位角θを回転させる。これらの関係は、本発
明者らが既に発表した「光学」（1992年10月発行）等に
よると、ストークス・パラメーターとしてミューラー行
列を用いて計算ができ、最終的に得られる干渉縞の光強
度Ｉは、入射光強度をＩ0として次式のようになる。
【００２５】複屈折位相差Δと主軸方位φの検出には２
段階の位相シフト法を用いる。まず、θを０°に設置し
て位相シフターであるリターダーにより位相変化δを与
えたときの位相Φを求める。ここで、リターダーにより
既知量δを９０°ごとに変化させたときの光強度から位
相シフト法を用いるとΦは
段階の位相シフト法を用いる。まず、θを０°に設置し
て位相シフターであるリターダーにより位相変化δを与
えたときの位相Φを求める。ここで、リターダーにより
既知量δを９０°ごとに変化させたときの光強度から位
相シフト法を用いるとΦは
【００２６】
【数２】 となる。
【００２７】次に、位相Φが楕円偏光の主軸方位角θが
１回転に対して２周期正弦状に変化するので、θの回転
に呼応して位相シフトを行なうことによって、複屈折の
主軸方位φおよび複屈折位相差Δを得ることができる。
４ステップ法によると、リターダーと偏光子をθごとに
変化させた４通りの回転角に対するΦから複屈折位相差
Δと主軸方位φを次式のように求めることができる。
１回転に対して２周期正弦状に変化するので、θの回転
に呼応して位相シフトを行なうことによって、複屈折の
主軸方位φおよび複屈折位相差Δを得ることができる。
４ステップ法によると、リターダーと偏光子をθごとに
変化させた４通りの回転角に対するΦから複屈折位相差
Δと主軸方位φを次式のように求めることができる。
【００２８】
【数３】
【００２９】以上より、４ステップ位相シフト法を用
い、合計１６枚の画像を用いて主軸方位と複屈折位相差
を求めている。本測定法の精度および測定限界は校正さ
れたバビネ・ソレイユ補償器によって検定を行い確認し
た結果、複屈折位相差および主軸方位とともに±１°と
なっており、定量的に高精度に測定時間は１分以内でで
きることが確認でき、有効な測定手段であることがわか
った。本課題のディスク成形基板の内部応力状態と成形
時の流動配向状態の分布を定量的に精度良く自動的に測
定できることから本発明が完成に至った。
い、合計１６枚の画像を用いて主軸方位と複屈折位相差
を求めている。本測定法の精度および測定限界は校正さ
れたバビネ・ソレイユ補償器によって検定を行い確認し
た結果、複屈折位相差および主軸方位とともに±１°と
なっており、定量的に高精度に測定時間は１分以内でで
きることが確認でき、有効な測定手段であることがわか
った。本課題のディスク成形基板の内部応力状態と成形
時の流動配向状態の分布を定量的に精度良く自動的に測
定できることから本発明が完成に至った。
【００３０】本発明の測定法によって得られる測定デー
タについては、以下に詳細に述べる。なお、測定用基板
の成形に用いた成形機は、市販されている最大射出成形
圧力７０ｔの成形装置である。
タについては、以下に詳細に述べる。なお、測定用基板
の成形に用いた成形機は、市販されている最大射出成形
圧力７０ｔの成形装置である。
【００３１】（測定実施例１）スタンパーを固定した金
型を用い、吸水性の少ない樹脂として高耐熱性環状オレ
フィン系樹脂を用いた。成形条件は、樹脂温度３５０
℃、射出速度１７０ｍｍ／ｓ、型締め圧力７０ｋｇ／ｃ
ｍ2、金型温度：固定側／可動側＝１３０／１２５℃で
成形したφ９５ｍｍ×板厚１．２７ｍｍからなる磁気デ
ィスク用基板である。
型を用い、吸水性の少ない樹脂として高耐熱性環状オレ
フィン系樹脂を用いた。成形条件は、樹脂温度３５０
℃、射出速度１７０ｍｍ／ｓ、型締め圧力７０ｋｇ／ｃ
ｍ2、金型温度：固定側／可動側＝１３０／１２５℃で
成形したφ９５ｍｍ×板厚１．２７ｍｍからなる磁気デ
ィスク用基板である。
【００３２】（測定実施例２）上記基板を１００℃で６
時間アニール処理を施した基板である。
時間アニール処理を施した基板である。
【００３３】（測定実施例３）同スタンパーを用い、樹
脂としては測定実施例１と同系の吸水性の少ない樹脂で
あるシクロオレフィン系樹脂を用いた。成形条件は、樹
脂温度３３０℃、射出速度１２０ｍｍ／ｓ、型締め圧力
７０ｋｇ／ｃｍ2、金型温度：固定側／可動側＝１１０
／１００℃で成形した磁気ディスク用基板である。
脂としては測定実施例１と同系の吸水性の少ない樹脂で
あるシクロオレフィン系樹脂を用いた。成形条件は、樹
脂温度３３０℃、射出速度１２０ｍｍ／ｓ、型締め圧力
７０ｋｇ／ｃｍ2、金型温度：固定側／可動側＝１１０
／１００℃で成形した磁気ディスク用基板である。
【００３４】図４〜図６は、上述した基板を、図３に示
す基板の測定観察位置を内外周に分けて、本発明の測定
法で観察し、外周部測定の結果と半径方向の複屈折位相
差分布を示す図である。
す基板の測定観察位置を内外周に分けて、本発明の測定
法で観察し、外周部測定の結果と半径方向の複屈折位相
差分布を示す図である。
【００３５】測定実施例１の結果を示す図４（ａ）は、
測定時のＣＣＤで得られた干渉縞の位相差の原画像であ
り、外周から約５ｍｍ位の所に干渉縞が見られる。図４
（ｂ）の複屈折位相差値は小さいが、基板としては円周
方向に不均一状態の応力歪みがあることがわかる。図４
（ｃ）で更に複屈折の主軸方位の変化していることがわ
かるとともに、図４（ｆ）のベクトル図から流動配向状
態の変化と方向状態がわかった。
測定時のＣＣＤで得られた干渉縞の位相差の原画像であ
り、外周から約５ｍｍ位の所に干渉縞が見られる。図４
（ｂ）の複屈折位相差値は小さいが、基板としては円周
方向に不均一状態の応力歪みがあることがわかる。図４
（ｃ）で更に複屈折の主軸方位の変化していることがわ
かるとともに、図４（ｆ）のベクトル図から流動配向状
態の変化と方向状態がわかった。
【００３６】また、基板の半径方向（断面）の複屈折位
相差分布は、図４（ｄ）（ｅ）で内周から外周に向けて
位相差が低下しており、内周から約１０ｍｍ位の所にブ
ロードなピークがあることが測定され、これは成形時に
発生したフローマークではないかと推測される。また、
外周部での配向状態の変化による複屈折ピークが分か
る。
相差分布は、図４（ｄ）（ｅ）で内周から外周に向けて
位相差が低下しており、内周から約１０ｍｍ位の所にブ
ロードなピークがあることが測定され、これは成形時に
発生したフローマークではないかと推測される。また、
外周部での配向状態の変化による複屈折ピークが分か
る。
【００３７】また、測定実施例２の結果を示す図５で
は、一般に言われているアニール処理することで内部応
力歪み状態が全体的に改善されたことが分かる。さら
に、測定実施例３の結果を示す図６は、樹脂違いである
が図４と同様の傾向であり、全体的に半方向の複屈折位
相差値が高く分布していることがわかった。
は、一般に言われているアニール処理することで内部応
力歪み状態が全体的に改善されたことが分かる。さら
に、測定実施例３の結果を示す図６は、樹脂違いである
が図４と同様の傾向であり、全体的に半方向の複屈折位
相差値が高く分布していることがわかった。
【００３８】以上のことから、本発明の測定法は、ディ
スク成形基板の内部応力状態や材料の流動配向状態等、
多くの情報が迅速に高精度に、かつ定量的に２次元に自
動的解析できることがわかった。
スク成形基板の内部応力状態や材料の流動配向状態等、
多くの情報が迅速に高精度に、かつ定量的に２次元に自
動的解析できることがわかった。
【００３９】さらに、この基板上にスパッタ法で多層の
記録膜（下地層、磁性層、保護層）を形成し、その上に
潤滑層等を形成した磁気ディスク媒体の形状評価を基板
と媒体について評価してみた。その結果、基板の Flatn
ess を Flatness テスター（ニデック社製： Flatness
テスターＦＴ−１２）での結果は、基板と媒体ともに測
定実施例３＜１＜２の順に良好であった。また、媒体と
してのテストをＭＲヘッドを用い、ＣＳＳテスター（ L
otus 社製）で行った結果、測定実施例２の基板だけが
使用に耐えたが、測定実施例１及び３はクラッシュ等の
問題を起こした。
記録膜（下地層、磁性層、保護層）を形成し、その上に
潤滑層等を形成した磁気ディスク媒体の形状評価を基板
と媒体について評価してみた。その結果、基板の Flatn
ess を Flatness テスター（ニデック社製： Flatness
テスターＦＴ−１２）での結果は、基板と媒体ともに測
定実施例３＜１＜２の順に良好であった。また、媒体と
してのテストをＭＲヘッドを用い、ＣＳＳテスター（ L
otus 社製）で行った結果、測定実施例２の基板だけが
使用に耐えたが、測定実施例１及び３はクラッシュ等の
問題を起こした。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
源からの直線偏光の主軸に位相差を与えた光波を、成形
されたディスク基板上に入射して、ディスク基板の内部
に生じる複屈折による偏光の変化量から複屈折位相差と
主軸方位の変化を画像処理し、成形されたディスク基板
の内部応力歪み、樹脂の成形時の流動状態や複屈折分布
などの面内分布を、位相シフト法を用いて多次元に複屈
折を測定するので、ディスク用基板の材料や微細成形時
に内部に発生する応力状態と材料の流動配向状態の分布
等、基板の内部情報を定量的に精度良く、可視的に自動
測定ができ、基板の品質管理ができる。また、最適な材
料と成形加工条件等を得られることから高性能なディス
ク基板を得る上で本発明の測定法は優れている。
源からの直線偏光の主軸に位相差を与えた光波を、成形
されたディスク基板上に入射して、ディスク基板の内部
に生じる複屈折による偏光の変化量から複屈折位相差と
主軸方位の変化を画像処理し、成形されたディスク基板
の内部応力歪み、樹脂の成形時の流動状態や複屈折分布
などの面内分布を、位相シフト法を用いて多次元に複屈
折を測定するので、ディスク用基板の材料や微細成形時
に内部に発生する応力状態と材料の流動配向状態の分布
等、基板の内部情報を定量的に精度良く、可視的に自動
測定ができ、基板の品質管理ができる。また、最適な材
料と成形加工条件等を得られることから高性能なディス
ク基板を得る上で本発明の測定法は優れている。
【図１】本発明のディスク基板の内部応力状態の測定法
の一実施例を示す図である。
の一実施例を示す図である。
【図２】本発明のディスク基板の内部応力状態の測定法
の他の実施例を示す図である。
の他の実施例を示す図である。
【図３】基板の測定観察位置を示す図である。
【図４】測定実施例１の結果を示す図である。
【図５】測定実施例２の結果を示す図である。
【図６】測定実施例３の結果を示す図である。
１ 半波長板 ２、３ レンズ系 ４、１４ 偏光子 ５ 光学レンズ ６ａ、６ｂ 電気光学変調素子 １０ 光源 １１ リターダー １２ 測定基板 １３ ＣＣＤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉澤 徹 東京都小金井市中町２−24−16 東京農工 大学工学部機械システム工学科内 (72)発明者 大谷 幸利 東京都小金井市中町２−24−16 東京農工 大学工学部機械システム工学科内 Ｆターム(参考） 2G059 AA02 BB08 DD13 EE05 GG06 JJ11 JJ18 JJ19 JJ20 KK04 MM01 PP04 5D121 AA02 DD17 DD20 HH12 HH18
Claims (4)
- 【請求項１】 光源からの直線偏光の主軸に位相差を与
えた光波を、成形されたディスク基板上に入射して、該
ディスク基板の内部に生じる複屈折による偏光の変化量
から複屈折位相差と主軸方位の変化を画像処理し、成形
された前記ディスク基板の内部応力歪み、樹脂の成形時
の流動状態や複屈折分布などの面内分布を、位相シフト
法を用いて多次元に複屈折を測定することを特徴とする
ディスク基板の内部応力状態の測定法。 - 【請求項２】 前記光源からの直線偏光の主軸に位相差
を与えるリターダーは、液晶素子または電気光学素子か
らなり、楕円偏光の主軸方位を回転させる半波長板と、
該半波長板によって回転させた光波の主軸方位と直交す
る方位に偏光子を設け、画像情報を得るためにレンズ系
により２次元に拡大して前記ディスク基板に入射し、透
過光強度の位相差変化量を検出して、前記半波長板およ
び前記偏光子を電動駆動により自動計測可能にしたこと
を特徴とする請求項１に記載のディスク基板の内部応力
状態の測定法。 - 【請求項３】 前記リターダーからの楕円偏光の主軸方
位を回転させる旋光素子として電気光学素子を設け、前
記偏光子を固定して透過光強度の位相差変化量を検出す
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスク基
板の内部応力状態の測定法。 - 【請求項４】 前記偏光子の後段に光学レンズを設けて
拡大・局部観察を行うようにしたこと特徴とする請求項
１、２又は３に記載のディスク基板の内部応力状態の測
定法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035820A JP2001228034A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | ディスク基板の内部応力状態の測定法 |
| US09/781,557 US6665059B2 (en) | 2000-02-14 | 2001-02-13 | Method of measuring an inner stress state of disk substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035820A JP2001228034A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | ディスク基板の内部応力状態の測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001228034A true JP2001228034A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18559959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000035820A Pending JP2001228034A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | ディスク基板の内部応力状態の測定法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2001228034A (ja) |
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| JP2013012260A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | Ｈｄｄ用ガラス基板の検品・選別方法、ｈｄｄ用情報記録媒体の製造方法 |
| JP2014153169A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Kyushu Institute Of Technology | 圧力測定装置 |
| WO2016027874A1 (ja) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | 公立大学法人大阪市立大学 | 応力可視化装置および力学物性値可視化装置 |
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| CN100339681C (zh) * | 2004-09-02 | 2007-09-26 | 精碟科技股份有限公司 | 光盘片检测装置 |
| US7274440B1 (en) * | 2004-09-08 | 2007-09-25 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Systems and methods for measuring stress in a specimen |
| DE102005062237A1 (de) | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung des Abbildungsverhaltens einer Abbildungsoptik |
| US8264675B1 (en) * | 2011-05-12 | 2012-09-11 | Georgia Tech Research Corporation | Polariscope stress measurement tool and method of use |
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| JP2927145B2 (ja) | 1993-06-30 | 1999-07-28 | 王子製紙株式会社 | レターデーション測定方法及び装置 |
| JPH0772013A (ja) | 1993-09-01 | 1995-03-17 | Photo Device Kk | エリプソメータ |
| JP3011036B2 (ja) | 1993-12-20 | 2000-02-21 | 三菱化学株式会社 | 光ディスク基板の複屈折の測定法 |
| JPH0894444A (ja) | 1994-09-21 | 1996-04-12 | Olympus Optical Co Ltd | 位相差測定装置及び方法 |
| JPH10267831A (ja) | 1997-03-25 | 1998-10-09 | Unie Opt:Kk | 複屈折測定光学系および高空間分解能偏光解析装置 |
| US6055053A (en) * | 1997-06-02 | 2000-04-25 | Stress Photonics, Inc. | Full field photoelastic stress analysis |
| JPH10332533A (ja) | 1997-06-03 | 1998-12-18 | Unie Opt:Kk | 複屈折評価装置 |
| US6473179B1 (en) * | 1998-02-20 | 2002-10-29 | Hinds Instruments, Inc. | Birefringence measurement system |
| US6157448A (en) * | 1999-10-08 | 2000-12-05 | Uniopt Co., Ltd. | Birefringence measurement optical system and high spatial resolution polarimetric apparatus |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000035820A patent/JP2001228034A/ja active Pending
-
2001
- 2001-02-13 US US09/781,557 patent/US6665059B2/en not_active Expired - Fee Related
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| DE10310837B4 (de) * | 2002-10-25 | 2006-05-18 | Ilis Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Messung der Spannungsdoppelbrechung an transparenten Körpern |
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| JP2013003123A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-07 | Nisshin Seifun Group Inc | 乾麺のクラック発生予測装置および分別システム |
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| JP2014153169A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Kyushu Institute Of Technology | 圧力測定装置 |
| WO2016027874A1 (ja) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | 公立大学法人大阪市立大学 | 応力可視化装置および力学物性値可視化装置 |
| JPWO2016027874A1 (ja) * | 2014-08-21 | 2017-06-01 | 公立大学法人大阪市立大学 | 応力可視化装置および力学物性値可視化装置 |
| US10094721B2 (en) | 2014-08-21 | 2018-10-09 | Osaka City University | Stress visualization device and mechanical property value visualization device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6665059B2 (en) | 2003-12-16 |
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