JP2001228094A - Apparatus for inspecting disk surface - Google Patents

Apparatus for inspecting disk surface

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JP2001228094A
JP2001228094A JP2000037573A JP2000037573A JP2001228094A JP 2001228094 A JP2001228094 A JP 2001228094A JP 2000037573 A JP2000037573 A JP 2000037573A JP 2000037573 A JP2000037573 A JP 2000037573A JP 2001228094 A JP2001228094 A JP 2001228094A
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Japan
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light
optical element
disk surface
disk
inspection apparatus
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JP2000037573A
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Akira Sato
彰 佐藤
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an apparatus for inspecting the surface of a disk, which has reduced background noise and is capable of especially detecting projected fine flaws with high sensitivity. SOLUTION: The apparatus for inspecting the surface of the disk consists of a light surface unit for emitting a laser beam L having a wavelength λ, a proximity optical element 10 having a refractive index (n) arranged at a distance of the wavelength λor shorter from the surface of a disk substrate 1 and a photodetector 16 for detecting the scattered light of the evanescent light from the element 10. The optical axis of laser beam L is set to sin-1 (1/n) or smaller, with respect to a normal line N, and the incident optical axis C2 of the photodetector 16 is set to sin-1 (1/n) or larger with respect to the normal line N.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク表面検査
装置、詳しくは、ディスク表面の微小な凹凸の存在を検
査するためのディスク表面検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disk surface inspection apparatus, and more particularly, to a disk surface inspection apparatus for inspecting the presence of minute irregularities on a disk surface.

【0002】[0002]

【従来の技術と課題】一般に、ハードディスク基板にあ
っては、平均的な粗さ(Ra)で0.5nmという極め
て平滑な表面を形成することが要求されている。許容で
きる欠陥の大きさも極めて小さい。例えば、製作過程で
生じた傷や異物の付着、製作後の劣化などにより発生す
る表面欠陥の大きさが、直径1μm以下で、厚さ方向に
0.1μm以下のような微細な欠陥が問題となってく
る。
2. Description of the Related Art Generally, a hard disk substrate is required to have an extremely smooth surface having an average roughness (Ra) of 0.5 nm. The acceptable defect size is also very small. For example, the size of surface defects caused by scratches and foreign matter adhered during the manufacturing process, deterioration after manufacturing, etc. is as small as 1 μm or less in diameter and 0.1 μm or less in the thickness direction. It is becoming.

【0003】そのような微細な欠陥を除去して良好な品
質のハードディスク基板を製造するためには、非常に高
感度な検査装置が必要となる。
In order to manufacture a hard disk substrate of good quality by removing such fine defects, an inspection device with extremely high sensitivity is required.

【0004】従来、微細な欠陥を感度よく検出するため
に、レーザ光を検査面に照射して欠陥からの散乱光を検
出することが行われていた。ところが、このような伝搬
光を用いる検査手法においては、結晶化ガラスを材料と
するディスク基板では、基板内部で散乱が発生するた
め、このような内部での散乱がバックグラウンドノイズ
となり、高感度での検出ができなかった。
Conventionally, in order to detect minute defects with high sensitivity, it has been practiced to irradiate the inspection surface with laser light to detect scattered light from the defects. However, in such an inspection method using propagating light, in the case of a disk substrate made of crystallized glass, since scattering occurs inside the substrate, such internal scattering becomes background noise, resulting in high sensitivity. Could not be detected.

【0005】そのため、レーザ光をディスク基板に対し
て傾けて照射し、入射方向と対向する方向から観察視野
を絞って検出するなどの手法が提案されている。しか
し、基板内部での散乱光(バックグラウンドノイズ)を
十分に除去することは達成されていない。
[0005] For this reason, there has been proposed a method of irradiating a laser beam to a disk substrate at an angle and narrowing an observation field of view from a direction opposite to an incident direction to perform detection. However, sufficient removal of scattered light (background noise) inside the substrate has not been achieved.

【0006】一方、ハードディスクにおいては、凸状の
欠陥はハードディスクドライブの特性に大きな悪影響を
与えるが、凹状の欠陥については悪影響の度合いが比較
的小さく、許容される欠陥のサイズも大きいことが知ら
れている。従来の散乱光検出手法では、凸状の欠陥も凹
状の欠陥も同じ感度で検出され、凹凸の区別ができなか
った。従って、凸状の欠陥に合わせた感度設定を行うと
凹状の欠陥に対しては本来許容される欠陥まで不良品と
して判別することとなり、歩留まりを落とす結果になっ
ていた。
On the other hand, in a hard disk, it is known that a convex defect has a large adverse effect on the characteristics of a hard disk drive, but a concave defect has a relatively small adverse effect and a large allowable defect size. ing. In the conventional scattered light detection method, both a convex defect and a concave defect are detected with the same sensitivity, and the unevenness cannot be distinguished. Therefore, if the sensitivity setting is performed in accordance with the convex defect, the concave defect is determined as a defective product up to the originally allowable defect, resulting in a decrease in yield.

【0007】そこで、本発明の目的は、バックグラウン
ドノイズが小さく、特に凸状の微小欠陥に関して高感度
な検出が可能なディスク表面検査装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a disk surface inspection apparatus which has a small background noise and can detect highly sensitive minute defects in particular.

【0008】[0008]

【発明の構成、作用及び効果】以上の目的を達成するた
め、第1の発明に係るディスク表面検査装置は、波長λ
のレーザ光を放射する放射手段と、ディスクの被検査面
から波長λ以下の距離に配置され、屈折率nを有する近
接光学素子と、該近接光学素子から浸み出したエバネッ
セント光の散乱光を検出する光検出手段とを備え、前記
放射手段は前記近接光学素子を介して被検査面を照射
し、照射光の入射角度は近接光学素子がディスク表面に
対向する面の法線に対してsin-1(1/n)以下に設
定され、前記光検出手段はその入射光軸が前記法線に対
してsin-1(1/n)以上に設定されている。
In order to achieve the above object, the disk surface inspection apparatus according to the first invention has a wavelength λ.
Irradiating means for emitting laser light, a proximity optical element disposed at a distance of not more than the wavelength λ from the surface to be inspected of the disk, having a refractive index n, and scattered light of evanescent light leached from the proximity optical element. Light detecting means for detecting the light, the irradiating means irradiating the surface to be inspected via the proximity optical element, and the incident angle of the irradiation light is sin with respect to the normal to the surface of the proximity optical element facing the disk surface. -1 (1 / n) or less, and the incident light axis of the light detecting means is set to sin -1 (1 / n) or more with respect to the normal line.

【0009】第1の発明に係るディスク表面検査装置に
おいては、高屈折率材料からなる近接光学素子を通して
被検査面をレーザ光で照射し、被検査面で散乱されたエ
バネッセント光を光検出手段で検出する。この光検出手
段は近接光学素子に近い場所で発生した散乱光のみを検
出する。従って、ディスク基板の結晶粒による散乱や内
部欠陥の影響を受けることなく、バックグラウンドノイ
ズが小さくて高感度に表面の欠陥を検出できる。また、
凸状の欠陥は凹状の欠陥に対して近接光学素子により近
い場所でエバネッセント光を散乱させるため、凸状の欠
陥をより高感度に検出することができる。
In the disk surface inspection apparatus according to the first invention, the surface to be inspected is irradiated with laser light through a proximity optical element made of a material having a high refractive index, and evanescent light scattered on the surface to be inspected is detected by a light detecting means. To detect. This light detecting means detects only scattered light generated at a place near the proximity optical element. Therefore, the surface noise can be detected with high sensitivity and low background noise without being affected by the scattering or the internal defects due to the crystal grains of the disk substrate. Also,
Since the convex defect scatters the evanescent light at a location closer to the proximity optical element than the concave defect, the convex defect can be detected with higher sensitivity.

【0010】さらに、第1の発明に係るディスク表面検
査装置においては、入射光軸が前記法線に対してsin
-1(1/n)以下に設定されたいま一つの光検出手段を
備えることが好ましい。この光検出手段はディスクで散
乱された伝搬光を検出し、この検出値と前述の光検出手
段によるエバネッセント光の検出値とを比較することで
より高精度に欠陥を検出することができる。
Further, in the disk surface inspection apparatus according to the first invention, the incident optical axis is sin relative to the normal.
It is preferable to provide another light detecting means set to -1 (1 / n) or less. The light detecting means detects the propagated light scattered by the disk, and compares the detected value with the detected value of the evanescent light by the light detecting means to detect a defect with higher accuracy.

【0011】また、第2の発明に係るディスク表面検査
装置は、放射手段が照明光の入射角度を前記法線に対し
てsin-1(1/n)以上となるように設定され、エバ
ネッセント光の散乱光を検出する光検出手段がその入射
光軸を前記法線に対してsin-1(1/n)以下に設定
されている。
Further, in the disk surface inspection apparatus according to the second invention, the radiating means is set so that the incident angle of the illumination light is not less than sin -1 (1 / n) with respect to the normal, and the evanescent light is set. The light detecting means for detecting the scattered light is set so that its incident optical axis is not more than sin -1 (1 / n) with respect to the normal line.

【0012】第2の発明に係るディスク表面検査装置に
おいては、放射手段からの照明光を高屈折率材料からな
る近接光学素子の内部において全反射させ、近接光学素
子から浸み出すエバネッセント光を用いて被検査面の欠
陥を検出する。近接光学素子から浸み出したエバネッセ
ント光は被検査面の欠陥で散乱し、この散乱光を光検出
手段で検出する。この場合、近接光学素子から浸み出し
たエバネッセント光は近接光学素子の近傍のみに存在す
るため、ディスク基板の結晶粒による散乱や内部欠陥の
影響を受けることなく、バックグラウンドノイズが小さ
くて高感度に表面の欠陥を検出できる。また、全反射に
よって近接光学素子から浸み出したエバネッセント光は
近接光学素子の近傍で強度が大きく、近接光学素子から
離れるにつれて強度が減衰する。従って、凸状の欠陥は
強い光で照射されて強く散乱し、同程度の凹状の欠陥は
弱く散乱するため、凸状の欠陥をより高感度に検出する
ことができる。
In the disk surface inspection apparatus according to the second aspect of the present invention, the illumination light from the radiating means is totally reflected inside the proximity optical element made of a high refractive index material, and the evanescent light leaching from the proximity optical element is used. To detect defects on the surface to be inspected. The evanescent light leached from the proximity optical element is scattered by a defect on the surface to be inspected, and the scattered light is detected by the light detecting means. In this case, since the evanescent light leached from the proximity optical element exists only near the proximity optical element, the background noise is small and the sensitivity is high without being affected by scattering or internal defects due to crystal grains of the disk substrate. Surface defects can be detected. In addition, the intensity of the evanescent light that has leached from the proximity optical element due to total reflection is large near the proximity optical element, and decreases as the distance from the proximity optical element increases. Therefore, a convex defect is irradiated with strong light and strongly scattered, and a similar concave defect is scattered weakly, so that a convex defect can be detected with higher sensitivity.

【0013】さらに、第2の発明に係るディスク表面検
査装置においては、入射光軸が前記法線に対してsin
-1(1/n)以上に設定され、近接光学素子での全反射
光を受光するいま一つの光検出手段を備えることが好ま
しい。この光検出手段は入射する全反射光量が近接光学
素子と被検査面との距離に応じて変化するため、被検査
面と近接光学素子との距離を検出することができ、より
高精度に欠陥を検出することが可能になる。
Further, in the disk surface inspection apparatus according to the second invention, the incident optical axis is sin relative to the normal.
It is preferable to provide another light detecting means which is set to -1 (1 / n) or more and receives light totally reflected by the proximity optical element. This light detecting means can detect the distance between the surface to be inspected and the proximity optical element because the amount of incident total reflection light changes according to the distance between the proximity optical element and the surface to be inspected. Can be detected.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るディスク表面
検査装置の実施形態について添付図面を参照して説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a disk surface inspection apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0015】(第1実施形態、図1、図2参照)第1実
施形態であるディスク表面検査装置は、図1に示すよう
に、非検査ディスク基板1の表面(非検査面)に近接し
て近接光学素子10を配置し、第1光検出器15及び第
2光検出器16を設け、該素子10に図示しない光源ユ
ニットからレーザ光Lを照射するようにしたものであ
る。
(See First Embodiment, FIGS. 1 and 2) As shown in FIG. 1, the disk surface inspection apparatus according to the first embodiment is close to the surface (non-inspection surface) of the non-inspection disk substrate 1. The first optical detector 15 and the second optical detector 16 are provided so as to irradiate the element 10 with laser light L from a light source unit (not shown).

【0016】非検査ディスク基板1は、結晶化ガラスか
らなり、スピンドルモータ2の回転軸にクランプされた
状態で定速にて回転駆動される。
The non-inspection disk substrate 1 is made of crystallized glass, and is driven to rotate at a constant speed while being clamped on the rotation shaft of the spindle motor 2.

【0017】近接光学素子10は、高屈折率を有するガ
ラス材料からなり、平面側に僅かな曲率を形成した略半
球形状をなしている。本第1実施形態では屈折率1.5
2のBK7を素材として用いた。近接光学素子10はデ
ィスク基板1の表面との間隔を100nm以下の一定値
を維持してディスク1の半径方向に定速で移動するよう
に制御される。このような制御手法としては、例えば、
ハードディスクドライブで従来一般的に用いられている
浮上スライダ方式を用いることができる。
The proximity optical element 10 is made of a glass material having a high refractive index, and has a substantially hemispherical shape with a slight curvature formed on the plane side. In the first embodiment, the refractive index is 1.5
2 BK7 was used as a material. The proximity optical element 10 is controlled so as to move at a constant speed in the radial direction of the disk 1 while maintaining the distance from the surface of the disk substrate 1 to a constant value of 100 nm or less. As such a control method, for example,
A flying slider system generally used conventionally in a hard disk drive can be used.

【0018】光源ユニットは、レーザダイオードやコリ
メータレンズからなり、前記素子10の底面中心付近に
集光するように所定波長のレーザ光Lを、素子10がデ
ィスク基板1の表面に対向する面の法線Nと同方向から
入射するように照射する。本第1実施形態においては、
波長632nmのレーザ光Lを使用しているが、それ以
外の波長(例えば、488nm)であってもよい。
The light source unit is composed of a laser diode and a collimator lens. Irradiation is performed so as to be incident from the same direction as the line N. In the first embodiment,
Although the laser beam L having a wavelength of 632 nm is used, another wavelength (for example, 488 nm) may be used.

【0019】近接光学素子10に入射したレーザ光L
は、素子10の底面中央付近に集光され、ディスク基板
1を透過すると共にその一部は散乱され、表面欠陥が存
在すると散乱が多くなる。また、レーザ光Lはその一部
がエバネッセント光として素子10の底面から浸み出
し、ディスク基板1の表面で散乱する。
Laser light L incident on the proximity optical element 10
Is condensed near the center of the bottom surface of the element 10, passes through the disk substrate 1, and is partially scattered. If there is a surface defect, the scattering increases. Further, a part of the laser light L oozes from the bottom surface of the element 10 as evanescent light and is scattered on the surface of the disk substrate 1.

【0020】第1光検出器15は、受光素子15aと集
光レンズ15bとで構成され、その入射光軸C1が前記
法線Nに対して角度θ以内に、具体的には法線Nに対し
て15°の角度に設定されている。本明細書において、
角度θとはsin-1(1/n)を意味しており、素子1
0の底面中央直下にある微小領域から発する伝搬光が素
子10を通過して散乱する拡がり角を表わす。第1光検
出器15は、その受光素子15aにディスク基板1の表
面欠陥で散乱された光と基板1の内部で散乱された光の
双方が入射し、散乱光の光量を検出する。
[0020] The first optical detector 15, the light receiving element 15a and is constituted by a condenser lens 15b, within an angle θ with respect to the incident optical axis C 1 is the normal N, specifically normal N At an angle of 15 °. In this specification,
The angle θ means sin −1 (1 / n), and the element 1
0 represents a divergence angle at which propagation light emitted from a minute area immediately below the center of the bottom surface passes through the element 10 and is scattered. The first photodetector 15 receives both the light scattered by the surface defect of the disk substrate 1 and the light scattered inside the substrate 1 on the light receiving element 15a, and detects the amount of the scattered light.

【0021】第2光検出器16は、受光素子16aと集
光レンズ16bとで構成され、その入射光軸C2が法線
Nに対して前記角度θ以上に、具体的には60°の角度
に設定されている。近接光学素子10の外の空気中から
入射した光は、スネル(snell)の法則に従うと、通常
は、第2光検出器16の方向へは進行しない。第2光検
出器16で検出するのは、素子10の底面近傍で散乱さ
れたエバネッセント光成分である。即ち、基板1の表面
の微小構造で散乱されたエバネッセント光成分を取り込
むために、素子10の底面を基板1の表面近傍に配置し
て、散乱されたエバネッセント光成分を素子10内に浸
み込ませる。浸み込んだ光は素子10内を自由に伝搬す
るので、素子10を通過して第2光検出器16に到達す
ることができる。
[0021] The second optical detector 16 is composed of a light receiving element 16a and the condenser lens 16b, the incident optical axis C 2 is more than the angle θ with respect to the normal N, in particular of 60 ° The angle is set. Light incident from the air outside the proximity optical element 10 does not normally travel in the direction of the second photodetector 16 according to Snell's law. What is detected by the second photodetector 16 is an evanescent light component scattered near the bottom surface of the element 10. That is, in order to take in the evanescent light component scattered by the minute structure on the surface of the substrate 1, the bottom surface of the element 10 is arranged near the surface of the substrate 1, and the scattered evanescent light component is immersed in the element 10. I do. The immersed light propagates freely in the element 10 and can pass through the element 10 and reach the second photodetector 16.

【0022】表面検査は、ディスク基板1を定速で回転
させながら近接光学素子10及び光検出器15,16を
半径方向に定速で移動させて行われる。このとき、素子
10の底面近傍に集光されたレーザ光Lは、そのまま透
過発散してディスク基板1の表面や内部の欠陥等を照射
し、散乱される。内部の欠陥等で散乱された光は、素子
10の内部に角度θ以内の方向に屈折されるため、第2
光検出器16には入射しない。基板1の表面で散乱され
エバネッセント光となった成分が素子10の内部に浸み
込むことによって、第2光検出器16へ入射する。従っ
て、基板1の内部での散乱等の影響を受けることがな
く、表面の欠陥を高感度に識別することができる。
The surface inspection is performed by moving the proximity optical element 10 and the photodetectors 15 and 16 in the radial direction at a constant speed while rotating the disk substrate 1 at a constant speed. At this time, the laser light L condensed in the vicinity of the bottom surface of the element 10 is transmitted and diverged as it is, and irradiates and scatters a defect or the like on the surface or inside of the disk substrate 1. The light scattered by the internal defect or the like is refracted into the element 10 in a direction within the angle θ.
The light does not enter the photodetector 16. The component scattered on the surface of the substrate 1 and turned into evanescent light penetrates into the element 10 to enter the second photodetector 16. Therefore, the surface defect can be identified with high sensitivity without being affected by scattering or the like inside the substrate 1.

【0023】また、第1光検出器15にて基板1で散乱
された伝搬光の光量が検出され、この検出値と第2光検
出器16の検出値とを比較することで、より高精度に表
面欠陥を識別することができる。
Further, the first photodetector 15 detects the amount of the propagation light scattered by the substrate 1 and compares this detected value with the detected value of the second photodetector 16 to obtain higher accuracy. Surface defects can be identified.

【0024】図2は本第1実施形態における散乱光の検
出態様を示すもので、素子10から浸み出したエバネッ
セント光は凸状又は凹状の欠陥によって散乱される。微
小な欠陥で散乱された光は欠陥の近傍で強い強度を持
ち、欠陥から離れるに伴って急速に強度が減衰する。図
2(A)に示すように、凸状の欠陥は素子10の底面に
近づく形状であるため、散乱された光が素子10の内部
に多く進入する。図2(B)に示すように、凹状の欠陥
は素子10の底面から離れる形状であるため、散乱され
た光が素子10に進入する度合いは少ない。従って、許
容幅の小さい凸状の欠陥を高感度に検出することができ
る。
FIG. 2 shows a mode of detecting scattered light in the first embodiment. Evanescent light leached from the element 10 is scattered by a convex or concave defect. The light scattered by the minute defect has a strong intensity near the defect, and the intensity rapidly decreases as the distance from the defect increases. As shown in FIG. 2A, since the convex defect has a shape approaching the bottom surface of the element 10, a large amount of scattered light enters the inside of the element 10. As shown in FIG. 2B, since the concave defect has a shape separated from the bottom surface of the element 10, the degree of the scattered light entering the element 10 is small. Therefore, a convex defect having a small allowable width can be detected with high sensitivity.

【0025】なお、本第1実施形態において、レーザ光
Lは素子10に対して垂直方向に入射するように設定し
たが、法線Nに対して角度θ以内で入射させればよい。
In the first embodiment, the laser beam L is set to be incident on the element 10 in the vertical direction. However, the laser beam L may be incident on the normal line N within an angle θ.

【0026】(第2実施形態、図3、図4参照)第2実
施形態であるディスク表面検査装置は、図3に示すよう
に、非検査ディスク基板1の表面(非検査面)に近接し
て近接光学素子20を配置し、第1光検出器25及び第
2光検出器26を設け、該素子20に図示しない光源ユ
ニットからレーザ光Lを照射するようにしたものであ
る。
(See Second Embodiment, FIGS. 3 and 4) As shown in FIG. 3, the disk surface inspection apparatus according to the second embodiment is close to the surface (non-inspection surface) of the non-inspection disk substrate 1. The first optical detector 25 and the second optical detector 26 are provided, and a laser light L is applied to the element 20 from a light source unit (not shown).

【0027】非検査ディスク基板1は、前記第1実施形
態と同様に、結晶化ガラスからなり、スピンドルモータ
2の回転軸にクランプされた状態で定速にて回転駆動さ
れる。
As in the first embodiment, the non-inspection disk substrate 1 is made of crystallized glass, and is driven to rotate at a constant speed while being clamped on the rotating shaft of the spindle motor 2.

【0028】近接光学素子20は、高屈折率を有するガ
ラス材料からなり、平面側に僅かな曲率を形成した略半
球形状をなしている。本第2実施形態では屈折率1.5
2のBK7を素材として用いた。近接光学素子20はデ
ィスク基板1の表面との間隔を100nm以下の一定値
を維持してディスク1の半径方向に定速で移動するよう
に制御される。このような制御手法としては、前記第1
実施形態と同様に、ハードディスクドライブで従来一般
的に用いられている浮上スライダ方式を用いることがで
きる。
The proximity optical element 20 is made of a glass material having a high refractive index, and has a substantially hemispherical shape with a slight curvature formed on the plane side. In the second embodiment, the refractive index is 1.5
2 BK7 was used as a material. The proximity optical element 20 is controlled so as to move at a constant speed in the radial direction of the disk 1 while maintaining a constant distance of 100 nm or less from the surface of the disk substrate 1. Such a control method includes the first method described above.
As in the case of the embodiment, a flying slider method generally used conventionally in a hard disk drive can be used.

【0029】光源ユニットは、レーザダイオードやコリ
メータレンズからなり、前記素子20の底面中心付近に
集光するように所定波長のレーザ光Lを、素子20がデ
ィスク基板1の表面に対向する面の法線Nに対して角度
θ以上で入射するように、具体的には法線Nに対して6
0°の角度で入射するように照射する。本第2実施形態
においては、波長632nmのレーザ光Lを使用してい
るが、それ以外の波長(例えば、488nm)であって
もよい。
The light source unit is composed of a laser diode and a collimator lens, and emits a laser beam L of a predetermined wavelength so as to converge near the center of the bottom surface of the element 20. Specifically, the angle of incidence with respect to the normal N is 6
Irradiate so as to be incident at an angle of 0 °. In the second embodiment, the laser beam L having a wavelength of 632 nm is used, but another wavelength (for example, 488 nm) may be used.

【0030】近接光学素子20に入射したレーザ光L
は、素子20の底面中央付近に集光され、全反射して素
子20の外へ出射する。また、レーザ光Lはその一部が
エバネッセント光として素子20の底面から浸み出し、
ディスク基板1の表面で散乱する。ディスク基板1に表
面欠陥が存在すると散乱が多くなる。
Laser light L incident on proximity optical element 20
Are condensed near the center of the bottom surface of the element 20, and are totally reflected and emitted out of the element 20. Further, a part of the laser light L oozes out from the bottom surface of the element 20 as evanescent light,
The light is scattered on the surface of the disk substrate 1. If surface defects exist on the disk substrate 1, scattering increases.

【0031】第1光検出器25は、受光素子25aと集
光レンズ25bとで構成され、その入射光軸C3が前記
法線Nに対して角度θ以下に、具体的には法線Nと同方
向に設定されている。第1光検出器25は、その受光素
子25aにディスク基板1の表面欠陥で散乱されたエバ
ネッセント光が入射し、散乱光の光量を検出する。
The first optical detector 25, the light receiving element 25a and is constituted by a condenser lens 25b, the following angle θ with respect to its incident optical axis C 3 the normal N, specifically normal N It is set in the same direction as. The first light detector 25 receives the evanescent light scattered by the surface defect of the disk substrate 1 on the light receiving element 25a, and detects the amount of the scattered light.

【0032】第2光検出器26は、受光素子26aと集
光レンズ26bとで構成され、その入射光軸C4がレー
ザ光Lの素子20での全反射光の光軸と一致するよう
に、即ち、全反射光を受光する位置に設定されている。
The second photodetector 26 is composed of a light receiving element 26a and the condenser lens 26b, so that the incident optical axis C 4 matches the total reflected light of the optical axis of the element 20 of the laser beam L That is, it is set at a position where the total reflection light is received.

【0033】表面検査は、ディスク基板1を定速で回転
させながら近接光学素子20及び光検出器25,26を
半径方向に定速で移動させて行われる。このとき、素子
20の底面近傍に浸み出したエバネッセント光は、ディ
スク基板1の表面に凸状又は凹状の欠陥が存在すると大
きく散乱する。この散乱光を第1光検出器25が検出す
ることにより、表面の欠陥を識別することができる。近
接光学素子10から浸み出したエバネッセント光は基板
1の表面付近に強く存在し、基板1の内部へは僅かにし
か進入しない。従って、基板1の内部での散乱の影響を
大きく受けることがなく、表面の欠陥を高感度に識別す
ることができる。
The surface inspection is performed by moving the proximity optical element 20 and the photodetectors 25 and 26 in the radial direction at a constant speed while rotating the disk substrate 1 at a constant speed. At this time, the evanescent light that has permeated near the bottom surface of the element 20 is largely scattered when a convex or concave defect exists on the surface of the disk substrate 1. By detecting the scattered light by the first photodetector 25, a defect on the surface can be identified. The evanescent light that has leached from the proximity optical element 10 exists strongly near the surface of the substrate 1 and only slightly enters the inside of the substrate 1. Accordingly, surface defects can be identified with high sensitivity without being greatly affected by scattering inside the substrate 1.

【0034】また、第2光検出器26にて近接光学素子
20での全反射光の光量が検出される。全反射光量はデ
ィスク基板1の表面と素子20との距離に応じて変化す
るため、この検出値は両者の距離に相当する。従って、
第1光検出器25の検出値を第2光検出器26の検出値
で補正することで、より高精度に表面欠陥を識別するこ
とができる。
Further, the amount of the totally reflected light from the proximity optical element 20 is detected by the second photodetector 26. Since the total reflection light quantity changes according to the distance between the surface of the disk substrate 1 and the element 20, this detection value corresponds to the distance between the two. Therefore,
By correcting the detection value of the first photodetector 25 with the detection value of the second photodetector 26, a surface defect can be identified with higher accuracy.

【0035】図4は本第2実施形態における散乱光の検
出態様を示すもので、素子20から浸み出したエバネッ
セント光は素子20の凸状又は凹状の欠陥によって散乱
される。浸み出したエバネッセント光は素子20の底面
近傍で強い強度を持ち、底面から離れるに伴って急速に
強度が減衰する。図4(A)に示すように、凸状の欠陥
は強い光で照射されて強く散乱される。一方、図4
(B)に示すように、凹状の欠陥は届く光強度が弱くな
って弱く散乱される。従って、許容幅の狭い凸状の欠陥
を高感度に検出することができる。
FIG. 4 shows a mode of detecting scattered light in the second embodiment. Evanescent light seeping out of the element 20 is scattered by a convex or concave defect of the element 20. The exuded evanescent light has a strong intensity near the bottom surface of the element 20, and the intensity rapidly decreases as the distance from the bottom surface increases. As shown in FIG. 4A, a convex defect is irradiated with strong light and strongly scattered. On the other hand, FIG.
As shown in (B), the concave defect has a weaker light intensity and is scattered weakly. Therefore, a convex defect having a narrow allowable width can be detected with high sensitivity.

【0036】(他の実施形態)なお、本発明に係るディ
スク表面検査装置は前記実施形態に限定するものではな
く、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
(Other Embodiments) The disk surface inspection apparatus according to the present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified within the scope of the invention.

【0037】特に、検査対象は、第1及び第2実施形態
に示した結晶化ガラスからなるディスク基板1以外にも
種々の材質からなるディスクを想定することができ、さ
らに、基板のみならず基板上に記録層及び保護層が形成
されたディスクであってもよい。また、近接光学素子は
第1及び第2実施形態に示した形状以外にも種々の形
状、構成のものを使用することができる。
In particular, disks to be inspected may be disks made of various materials other than the disk substrate 1 made of crystallized glass shown in the first and second embodiments. The disc may have a recording layer and a protective layer formed thereon. The proximity optical element may have various shapes and configurations other than the shapes shown in the first and second embodiments.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態であるディスク表面検査装置を示
す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a disk surface inspection apparatus according to a first embodiment.

【図2】前記第1実施形態における散乱光の検出態様を
示す模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a detection mode of scattered light in the first embodiment.

【図3】第2実施形態であるディスク表面検査装置を示
す概略構成図。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a disk surface inspection device according to a second embodiment.

【図4】前記第2実施形態における散乱光の検出態様を
示す模式図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a detection mode of scattered light in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ディスク基板 10,20…近接光学素子 15,16,25,26…光検出器 L…レーザ光 N…法線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disc substrate 10, 20 ... Proximity optical element 15, 16, 25, 26 ... Photodetector L ... Laser beam N ... Normal line

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディスク表面の微小な凹凸の存在を検査
するためのディスク表面検査装置において、 波長λのレーザ光を放射する放射手段と、ディスクの被
検査面から波長λ以下の距離に配置され、屈折率nを有
する近接光学素子と、 前記近接光学素子から浸み出したエバネッセント光の散
乱光を検出する光検出手段と、を備え、 前記放射手段は前記近接光学素子を介して被検査面を照
射し、照射光の入射角度は近接光学素子がディスク表面
に対向する面の法線に対してsin-1(1/n)以下に
設定され、 前記光検出手段はその入射光軸が前記法線に対してsi
-1(1/n)以上に設定されていること、 を特徴とするディスク表面検査装置。
1. A disk surface inspection apparatus for inspecting the presence or absence of minute irregularities on a disk surface, comprising: a radiating means for radiating a laser beam having a wavelength of λ; A proximity optical element having a refractive index n, and light detection means for detecting scattered light of evanescent light leached from the proximity optical element, wherein the radiating means has a surface to be inspected via the proximity optical element. And the incident angle of the irradiation light is set to sin −1 (1 / n) or less with respect to the normal to the surface of the proximity optical element facing the disk surface. Si to normal
The disk surface inspection apparatus is set to n −1 (1 / n) or more.
【請求項2】 入射光軸が前記法線に対してsin
-1(1/n)以下に設定されたいま一つの光検出手段を
備えたことを特徴とする請求項1記載のディスク表面検
査装置。
2. The incident optical axis is sin with respect to the normal.
2. The disk surface inspection apparatus according to claim 1, further comprising another light detection means set to -1 (1 / n) or less.
【請求項3】 ディスク表面の微小な凹凸の存在を検査
するためのディスク表面検査装置において、 波長λのレーザ光を放射する放射手段と、ディスクの被
検査面から波長λ以下の距離に配置され、屈折率nを有
する近接光学素子と、 前記近接光学素子から浸み出したエバネッセント光の散
乱光を検出する光検出手段と、を備え、 前記放射手段は前記近接光学素子を介して被検査面を照
射し、照射光の入射角度は近接光学素子がディスク表面
に対向する面の法線に対してsin-1(1/n)以上に
設定され、 前記光検出手段はその入射光軸が前記法線に対してsi
-1(1/n)以下に設定されていること、 を特徴とするディスク表面検査装置。
3. A disk surface inspection apparatus for inspecting the presence of minute irregularities on a disk surface, comprising: a radiating means for radiating a laser beam having a wavelength of λ; A proximity optical element having a refractive index n, and light detection means for detecting scattered light of evanescent light leached from the proximity optical element, wherein the radiating means has a surface to be inspected via the proximity optical element. And the incident angle of the irradiation light is set to not less than sin -1 (1 / n) with respect to the normal to the surface of the proximity optical element facing the disk surface. Si to normal
A disk surface inspection apparatus, wherein the disk surface inspection apparatus is set to n -1 (1 / n) or less.
【請求項4】 入射光軸が前記法線に対してsin
-1(1/n)以上に設定され、前記近接光学素子での全
反射光を受光するいま一つの光検出手段を備えたことを
特徴とする請求項3記載のディスク表面検査装置。
4. An incident optical axis is sin with respect to the normal.
4. The disk surface inspection apparatus according to claim 3, further comprising another light detection means which is set to -1 (1 / n) or more and receives the total reflection light from said proximity optical element.
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EP2199427A2 (en) 2008-12-16 2010-06-23 Fujifilm Corporation Method for producing laminate
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