JP2008111830A - Method and device for detecting peripheral surface defect of disk - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ディスクの周面欠陥検出方法および検出装置に関し、詳しくは、欠陥の1つである付着異物をほとんど検出することなく、ディスク基板をチャックしたときに残るチャック痕、疵や欠け等の外周欠陥を高精度に検出することができるようなディスクの周面欠陥検出方法および検出装置に関する。 The present invention relates to a disk peripheral surface defect detection method and detection device, and more specifically, such as chuck marks, wrinkles and chippings remaining when a disk substrate is chucked with almost no foreign matter adhering as one of the defects. The present invention relates to a disk peripheral surface defect detection method and a detection apparatus that can detect peripheral defects with high accuracy.
コンピュータ等の情報記録媒体の1つである磁気ディスクは、従来はアルミディスクを素材としていたが、近年は、小型高記録密度化の要求からガラスディスクを素材とし、これに磁性膜を形成している。ガラスディスクは、表面を研磨して平滑とされるが、研磨作業や取り扱い中などにおいて、その内周エッジあるいは外周エッジが欠けたり、割れたりすることがある。それによりディスクの品質が低下するので、表面検査工程において、欠け、割れ等が検査され、その程度が小さいときは再研磨され、これが大きいときには当該ディスクは不良品とされる。その欠け、割れの大きさの程度は欠陥検査装置により検査されて判定されている。 Conventionally, magnetic disks, which are one of information recording media such as computers, have been made of aluminum disks. However, in recent years, glass disks have been made of materials to meet the demand for smaller and higher recording density, and a magnetic film is formed on the disk. Yes. The glass disk is smoothened by polishing the surface, but the inner peripheral edge or the outer peripheral edge may be chipped or broken during polishing work or handling. As a result, the quality of the disk deteriorates, so that in the surface inspection process, chipping, cracking, etc. are inspected, and if the degree is small, it is re-polished, and if this is large, the disk is considered defective. The degree of the chipping and cracking is inspected and determined by a defect inspection apparatus.
図6により、ガラスディスクの外周エッジ部と、その欠け欠陥を説明する。
図6(a)において、ガラスディスク1は、各種の外径のものがあり、それぞれは所定の直径の中心孔Hを有する。(b)は、その外周部分の断面を示し、上側となるその表面を1a 、下側となるその表面(裏面)を1b 、外周の側面を1c とする。ディスク1は、側面1c の付近が面取りされた上側の周縁部(以下チャンファ)ChUと下側のチャンファChDが形成されており、側面1c より内方の長さdの範囲が外周エッジ部E(外周面)とされ、ここに生じた欠け、割れが周面欠陥Kとされる。なお、長さdはディスク1のサイズにより異なり、例えば、2.5インチの場合は0.2mmとされている。
With reference to FIG. 6, the outer peripheral edge portion of the glass disk and its chip defect will be described.
6A, the
ハードディスク装置(HDD)は、現在では自動車製品や家電製品、音響製品の分野にまで浸透し、3.5インチから1.8インチに、さらには1.0インチ以下のハードディスク駆動装置が各種製品に内蔵され、使用されている。しかも、高記録密度の磁気ヘッドとヘッド位置決め精度の向上により、最近では、ガラスディスク基板(ガラスサブストレート)に加えて安価なアルミディスク基板(アルミサブストレート)も多く使用され、HDDの用途に応じてこれら基板の使い分けが行われている。
ガラスサブストレートを使用した磁気ディスクの従来の外周エッジの欠陥検出方法としては、外周エッジ部Eの上部に、法線からみた入射角30゜程度でチャンファ部に投光して散乱光を受光する第1の受光系と、これに加えて、ディスクの外周側面に対向する方向で散乱光を受光する第2の受光系を設けた出願人による発明が公知となっている(特許文献1)。
さらに、周面欠陥の検出装置ではないが、透明体ディスクの上部からディスク表面へ線状の光を照射してこれをディスクの内部で全反射させて外周側面からの散乱光を受光してディスク表面における欠陥を検出する欠陥検出装置が公知となっている(特許文献2)。
As a conventional method for detecting defects at the outer peripheral edge of a magnetic disk using a glass substrate, the scattered light is received by projecting light onto the chamfered portion at an incident angle of about 30 ° as viewed from the normal line above the outer peripheral edge portion E. An invention by the applicant that has a first light receiving system and a second light receiving system for receiving scattered light in a direction opposite to the outer peripheral side surface of the disk in addition to this is known (Patent Document 1).
Furthermore, although it is not a peripheral surface defect detection device, the disk surface is irradiated with linear light from the upper part of the transparent disk, and this is totally reflected inside the disk to receive the scattered light from the outer peripheral side surface. A defect detection apparatus for detecting defects on the surface is known (Patent Document 2).
アルミサブストレートあるいはこれを基板とするアルミ磁気ディスク(以下これらをアルミディスクという)を利用した高記録密度のHDDの場合には、ディスクの外周エッジ部Eの幅あるいはチャンファ部の幅は、現在では0.15mm以下と狭く、外周エッジ部Eぎりぎりまでトラックが形成される。ディスクの厚さは、その外径に応じて、0.5mm〜1.3mm程度であり、チャンファの角度は45゜±5゜程度の傾斜とされ、側面1c の幅も狭くなってきている。
このようなアルミディスクは、ガラスディスクより表面が柔らかく、ディスクハンドリングの際にチャック痕が付き易い。
In the case of a high recording density HDD using an aluminum substrate or an aluminum magnetic disk (hereinafter referred to as an aluminum disk) using the aluminum substrate as a substrate, the width of the outer peripheral edge E of the disk or the width of the chamfer is currently The track is formed as narrow as 0.15 mm or less, and to the limit of the outer edge portion E. The thickness of the disk is about 0.5 mm to 1.3 mm depending on the outer diameter, the angle of the chamfer is inclined about 45 ° ± 5 °, and the width of the
Such an aluminum disk has a softer surface than a glass disk, and tends to have a chuck mark during disk handling.
ディスクのチャックは、通常、ディスクの外周に設けられたエッジ(チャンファ部分と側面)で行われることが多いので、チャンファ部分にチャック疵がつき易い。アルミディスクのチャック痕は、ガラスディスク基板の疵や欠けに比べて浅く、100μm前後の大きさとなり、アルミディスクが不透明な素材であることから透過型の検出ができない。
従来の疵より小さいこのようなチャック痕は、特許文献1に示されるような従来のガラスディスクの外周エッジの欠陥検出方法で欠陥検出をしても検出信号のレベルが低く、チャンファに付着した異物とチャック疵との区別がしにくい欠点がある。
なお、付着異物(以下異物)は洗浄すれば採れるが、問題となるようなチャック痕のあるディスクは不良となるか、場合によっては研磨して取除くことになる。
一方、ガラスディスクは、チャック痕とはならずに欠けることが多く、その欠けが比較的小さいものもある。このような場合も欠陥検出をした場合に検出信号のレベルが低く、チャンファに付着した異物とチャック疵との区別がつきにくい。
Since the disk chuck is usually performed at the edges (chamfer part and side surface) provided on the outer periphery of the disk, the chamfer part is likely to have a chuck flaw. The chuck mark of the aluminum disk is shallower than the wrinkles and chips of the glass disk substrate, and has a size of about 100 μm. Since the aluminum disk is an opaque material, transmission type detection cannot be performed.
Such a chuck mark smaller than the conventional scissors has a low detection signal level even if the defect detection is performed by the conventional defect detection method of the outer peripheral edge of the glass disk as shown in
Adhered foreign matter (hereinafter referred to as foreign matter) can be removed by cleaning, but a disc with a chuck mark that causes a problem is defective or is polished and removed in some cases.
On the other hand, the glass disk is often chipped without becoming a chuck mark, and there are some that are relatively small. Even in such a case, when the defect is detected, the level of the detection signal is low, and it is difficult to distinguish between the foreign matter adhering to the chamfer and the chuck.
異物とチャック疵との区別ができない理由の1つに、検査対象となるディスクの回転に応じて発生するディスクの面振れによるディスク外周面の上下方向の振れがある。
すなわち、検査対象となるディスクは、スピンドルに挿着されて回転状態で欠陥検査が行われので、欠陥検出時のディスクの外周面では特にディスクの面振れにより上下方向の振れが大きくなる。そのため、チャック痕による疵の検出信号の基準レベルがディスクの振れにより変動し、チャック痕による疵の検出信号と異物等の検出信号とを明確に分離できない問題がある。異物を疵あるいは欠陥として検出することは、ディスクの歩留まりを悪化させる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、欠陥の1つである異物をほとんど検出することなく、ディスク基板をチャックしたときに残るチャック痕、疵や欠け等の外周欠陥を高精度に検出することができるようなディスクの周面欠陥検出方法を提供することにある。
この発明の他の目的は、異物をほとんど検出することなく、外周面の欠陥を高精度に検出することができるようなディスクの周面欠陥検出装置を提供することにある。
One reason why it is not possible to distinguish between a foreign object and a chuck rod is the vertical deflection of the outer peripheral surface of the disc due to the disc runout caused by the rotation of the disc to be inspected.
That is, since the disc to be inspected is inserted into the spindle and subjected to a defect inspection in a rotating state, the vertical runout of the outer peripheral surface of the disc at the time of detecting a defect becomes large due to the disc runout. Therefore, there is a problem that the reference level of the wrinkle detection signal due to the chuck mark fluctuates due to the shake of the disk, and the wrinkle detection signal due to the chuck mark and the detection signal of foreign matter cannot be clearly separated. Detecting a foreign object as a flaw or a defect deteriorates the yield of the disk.
An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art, and the chuck mark, wrinkles and chipping remaining when the disk substrate is chucked without almost detecting a foreign matter which is one of the defects. It is an object of the present invention to provide a disk peripheral surface defect detection method capable of detecting peripheral defects such as those with high accuracy.
Another object of the present invention is to provide a disk peripheral surface defect detection apparatus capable of detecting a defect on the outer peripheral surface with high accuracy without detecting foreign matter.
このような目的を達成するためのこの発明のディスクの周面欠陥検出方法あるいはその周面欠陥検出装置の構成は、回転するディスクの外周チャンファ部の表面に対して45°±5°の範囲にある入射角で光ビームを外周チャンファ部に照射し、外周チャンファ部から所定距離離れて設けられた受光器で外周チャンファ部からの正反射光を絞りを介して受光して受光信号を得て、ディスクの回転により発生するディスクの外周面の振れによる受光信号の信号基準レベルの変動を抑制しあるいは変動をキャンセルして外周面の欠陥の検出信号を得るものである。 In order to achieve such an object, the peripheral surface defect detecting method or peripheral surface defect detecting apparatus of the present invention has a configuration of 45 ° ± 5 ° with respect to the surface of the outer peripheral chamfer portion of the rotating disk. A light beam is irradiated onto the outer chamfer part at a certain incident angle, and a regular reflection light from the outer chamfer part is received through a diaphragm with a light receiver provided at a predetermined distance from the outer chamfer part to obtain a received light signal. The detection signal of the defect on the outer peripheral surface is obtained by suppressing or canceling the fluctuation of the signal reference level of the received light signal due to the fluctuation of the outer peripheral surface of the disk caused by the rotation of the disk.
このように、この発明は、チャンファ部の表面に対して45°±5°の範囲にある入射角で入射した光の正反射光を絞りを介して受光器で受光することで、散乱光を多く発生する異物の受光信号のレベルの低下を小さく抑えて、ノイズに近いものとし、チャック痕による疵等の受光信号のレベルを大きく低下させ、異物と疵の検出信号の間のレベル差を大きくする。その上で、ディスクの回転により発生するディスク外周面の上下方向の振れによる受光信号の信号基準レベルの変動を抑制しあるいは変動をキャンセルする。
これにより受光信号においてレベルが大きく低下した外周欠陥の検出信号を容易に得ることができる。
受光信号の信号基準レベルの変動を抑制しあるいはキャンセルするには、基準レベル変動抑止回路を設けることができる。その回路の一例としては、ローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタとを介して信号基準レベルの変動に対応する信号を受光信号から検出基準信号として抽出し検出基準信号と前記受光信号とを比較する回路を挙げることができる。さらに他の例としては、ハイパスフィルタを通すことで受光信号の信号基準レベルの変動成分を除去して欠陥検出信号を受光信号から抽出する回路を挙げることができる。
このような受光信号の基準レベル変動抑止回路によりチャック痕による疵を含めた外周チャンファ部の疵を異物と区別して異物をほとんど検出することなく、外周欠陥を検出することができる。
その結果、この発明を適用した周面欠陥検出装置にあっては、ディスクの外周チャンファ部におけるチャック痕等による疵や欠け等の欠陥を異物と切り離して効率よく、高精度に検出することができる。
As described above, according to the present invention, the specularly reflected light incident at an incident angle in the range of 45 ° ± 5 ° with respect to the surface of the chamfer portion is received by the light receiver through the diaphragm, so that the scattered light is received. Reduce the level of the received light signal of foreign objects to a small level, make it close to noise, greatly reduce the level of received light signals such as wrinkles due to chuck marks, and increase the level difference between the foreign object and wrinkle detection signals To do. After that, the fluctuation of the signal reference level of the received light signal due to the vertical fluctuation of the outer circumferential surface of the disk caused by the rotation of the disk is suppressed or the fluctuation is canceled.
Thereby, it is possible to easily obtain the detection signal of the peripheral defect whose level is greatly lowered in the light reception signal.
In order to suppress or cancel the fluctuation of the signal reference level of the received light signal, a reference level fluctuation suppressing circuit can be provided. As an example of the circuit, a circuit that extracts a signal corresponding to a change in the signal reference level as a detection reference signal from a light reception signal through a low-pass filter or a bandpass filter, and compares the detection reference signal with the light reception signal. be able to. As another example, a circuit that removes a fluctuation component of the signal reference level of the received light signal by passing through a high-pass filter and extracts a defect detection signal from the received light signal can be cited.
Such a light receiving signal reference level fluctuation suppressing circuit can detect defects on the outer peripheral chamfered portion including defects due to chuck marks from foreign objects and hardly detect foreign objects.
As a result, in the peripheral surface defect detection apparatus to which the present invention is applied, defects such as wrinkles and chips caused by chuck marks or the like in the outer peripheral chamfer portion of the disk can be separated from foreign matters and detected efficiently and with high accuracy. .
図1は、この発明のディスクの周面欠陥検出方法を適用したアルミディスクの周面欠陥検出装置の一実施例の説明図、図2(a)は、ディスクのチャンファ部に異物が付着した場合の説明図、図2(b)は、ディスクのチャンファ部にチャック痕等による疵があった場合の説明図、図3は、トラック1周分の検出信号の説明図、図4(a)は、受光器の検出信号をフィルタ処理した信号波形の説明図、図4(b)は、基準レベル変動抑止回路を経た欠陥検出信号の説明図、図5は、他の受光信号の基準レベル変動抑止回路を用いた欠陥検出回路のブロック図である。
図1において、10は、欠陥検査装置であり、スピンドル2と、欠陥検出光学系3、欠陥検出回路5、データ処理装置6、そしてディスク反転機構8とからなる。
欠陥検出光学系3は、投光系3a、そして受光系4とからなる。
スピンドル2は、検査対象となるアルミディスク(以下ディスク)1が装着されて回転する。投光系3aは、ディスク1の表面1a側の外周チャンファ部1dに対して入射角θi≒45゜で光源(レーザ光源)31からのレーザスポットSpをディスクの外周面の検査領域Qに照射する。
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of an aluminum disk peripheral surface defect detection apparatus to which the disk peripheral surface defect detection method of the present invention is applied, and FIG. 2 (a) is a case where foreign matter adheres to the chamfer portion of the disk. FIG. 2B is an explanatory diagram in the case where there is a flaw due to a chuck mark or the like in the chamfer portion of the disk, FIG. 3 is an explanatory diagram of a detection signal for one track, and FIG. FIG. 4B is an explanatory diagram of a signal waveform obtained by filtering the detection signal of the photoreceiver, FIG. 4B is an explanatory diagram of a defect detection signal that has passed through the reference level fluctuation suppression circuit, and FIG. 5 is a reference level fluctuation suppression of another received light signal. It is a block diagram of a defect detection circuit using a circuit.
In FIG. 1,
The defect detection
The
受光系4は、結像レンズ41と、絞り孔板42、そして受光器43とからなる。絞り孔板42は、受光器43の手前に設けられている。
受光器43は、アバランシェ・フォトダイオード(APD)であり、ディスク1の表面1aに対して垂直方向で外周チャンファ部1dから所定距離離れた上部に配置され、その受光面に、結像レンズ41、絞り孔板42を介して検査領域Qからの正反射光を受ける。
なお、入射角θiは、表面側の外周チャンファ部1dの表面に立てた法線に対して45°±5°の範囲にある。絞り孔板42は、チャンファ部1dからの正反射光のみを通す大きさの絞り孔42aを有している。その孔径は調整可能である。レーザスポットSpの径は、ディスク1の厚さよりも大きいが、受光器43は、ディスク1の表面1aに対して垂直方向で外周チャンファ部1dの上部にあることと、絞り孔42aの存在によりチャンファ部1dからの正反射光のみを受けることができる。
The light receiving system 4 includes an
The
The incident angle θi is in the range of 45 ° ± 5 ° with respect to the normal line standing on the surface of the outer
図1において、5は、欠陥検出回路であり、プリアンプ(AMP)51とLPF(ローパスフィルタ)52、HPF(ハイパスフィルタ)53、比較増幅器(COM)54、そしてA/D55とからなり、A/D55の出力がデータ処理装置6に送出されて、データ処理装置6において、ディスク1のチャンファ部1dの欠陥の数と大きさとが検出される。
ここで、LPF52は、ディスク外周面の上下方向の振れによる発生する受光信号の基準信号を抽出する回路であり、HPF53は、LPF52の出力端子とグランドGNDとの間に挿入されて、高周波ノイズ成分と疵や異物等の検出信号成分をグランドGNDへと落とす回路である。そして、比較増幅器(COM)54は、ディスク外周面の上下方向の振れによる発生する受光信号の基準レベルの変動をキャンセルして外周欠陥の検出信号を発生する回路になっている。
In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a defect detection circuit, which includes a preamplifier (AMP) 51, an LPF (low pass filter) 52, an HPF (high pass filter) 53, a comparison amplifier (COM) 54, and an A /
Here, the
受光器43の検出信号は、欠陥検出回路5のプリアンプ51、LPF(ローパスフィルタ)52、HPF(ハイパスフィルタ)53を経て比較増幅器54の(+)入力に入力される。比較増幅器54の(−)入力は、プリアンプ51の出力を受ける。
データ処理装置6は、MPU61と、メモリ62、ディスプレイ63、キーボード64、インタフェース回路(I/F)65等からなり、これらが相互にバス66を介して接続されている。67は、HDD等の外部記憶装置である。
メモリ62には、欠陥検出プログラム62aと、欠陥大きさ判定プログラム62b、ディスク合否判定プログラム62c、そして作業領域62dが設けられている。
なお、MPU61は、スピンドル2側に設けられたエンコーダ2aからディスクの1回転に対応して得られるインデックス信号INDをバス66を介して割込み信号として受ける。
8は、ディスク反転機構であって、スピンドル2に装着されたディスク1に隣接して設けられている。このディスク反転機構8は、ディスク1の外周側面をチャック機構でチャックしてスピンドル2からディスク1をその上に持ち上げて受取る。そして、レール(図示せず)上を後退してスピンドル2の位置からディスク1を待避させて、表面側外周チャンファ部1dが検査済みのディスク1を反転して裏面側を表面としてレール上を前進してディスク1をスピンドル2の上のに戻してスピンドル2に再装着する。なお、ディスク反転機構は各種のものが公知であるので詳細は割愛する。
The detection signal of the
The data processing device 6 includes an
The
The
A
図2は、欠陥検出光学系の外周欠陥検出についての説明図であって、図2(a)は、ディスク1のチャンファ部1dに異物が付着した場合の説明図、図2(b)は、ディスク1のチャンファ部1dにチャック痕等による疵Fがあった場合の説明図である。なお、これら各図においては、説明の都合上、絞り42は省略してある。
図2(a)に示すように、チャンファ部に異物があるときには、その異物は、前方・後方散乱光を多く発生し、正反射光が減少するので、正反射光を受ける受光器43は、図3の点P1,P2,P3で示すような各波形がその受光信号(検出信号S)に現れてくる。
ディスク1のチャンファ部1dにチャック痕等による疵Fがあった場合には、図2(b)に示すように、正反射光は大きく減少するので受光器43の受光信号は低下し、図3の点KFで示すようなパルス状の波形が疵Fの検出信号として得られる。これに対して、異物に対応する点P1,点P2,点P3で示す各波形の検出信号(以下点P1の検出信号,点P2の検出信号,点P3の検出信号)は、それぞれ点KFで示す波形の検出信号(以下点KFの検出信号)よりも受光信号のレベル低下が小さい。
しかし、受光信号の基準レベルの変動により、点KFの検出信号が検出信号Sの山の位置にあるとき、あるいはレベル低下が小さかったとき、あるいは逆にパルス的な波形の点P3の検出信号のレベルが図示するもよいも大きいときには判別し難くなることがある。
2A and 2B are explanatory diagrams for detection of an outer peripheral defect of the defect detection optical system. FIG. 2A is an explanatory diagram when a foreign substance adheres to the
As shown in FIG. 2A, when there is a foreign substance in the chamfer part, the foreign substance generates a lot of forward / backward scattered light and the regular reflection light is reduced. Each waveform as indicated by points P1, P2, and P3 in FIG. 3 appears in the received light signal (detection signal S).
When the chamfered
However, when the detection signal at the point KF is at the peak position of the detection signal S due to the change in the reference level of the received light signal, or when the level drop is small, or conversely, the detection signal at the point P3 of the pulse waveform is When the level is good or large, it may be difficult to distinguish.
そこで、検出信号SをLPF(ローパスフィルタ)52とHPF(ハイパスフィルタ)53とを通して、LPF52でディスク1の振れに応じた信号成分を通過させ、残留する高周波ノイズと点P1,P2,P3,点KFの各検出信号成分をHPF53でグランドへと落として除去して、結果として、検出信号Sから図4(a)に示すような、ほとんどノイズのないディスク1の振れに対応した振動波形の検出基準信号を抽出する。
この振動波形が比較増幅器(COM)54の(+)入力に加えられることで、(−)入力側の受光信号の基準信号レベルの変動がキャンセルされる。
検出信号Sは、完全な正弦波ではないので、これらフィルタを通すことが必要になるが、スピンドルの回転数を、例えば10,000回転とし、LPF52の遮断周波数を、例えば、200Hzとして2.5インチのディスク外周面の上下方向の振れに応じた信号成分を通過させるものとすれば、1.8インチの場合にも共に使用可能である。
このLPF52は、スピンドルの回転数にもよるが、検出信号Sにおける1つあるいは複数の径における各ディスク外周面の上下方向の振れに応じた信号成分の周波数に対応させてそれらの信号成分を抽出するBPF(バンドバスフィルタ)を用いることができる。したがって、LPF52をBPFとしてもよい。
Therefore, the detection signal S is passed through an LPF (low-pass filter) 52 and an HPF (high-pass filter) 53, and the
By adding this vibration waveform to the (+) input of the comparison amplifier (COM) 54, the fluctuation of the reference signal level of the received light signal on the (−) input side is canceled.
Since the detection signal S is not a perfect sine wave, it is necessary to pass these filters. However, the rotation speed of the spindle is, for example, 10,000 rotations, and the cutoff frequency of the
The
そこで、図4(a)の信号と図3(a)の検出信号Sとを比較増幅器53で比較した結果として、比較増幅器53がパルス信号状に低下した点P1,P2,P3と点KFの各検出信号の位置で図4(b)に示すような欠陥検出信号Skを得ることができる。
このようにすると、受光信号の基準レベルの変動がキャンセルされるばかりでなく、点P1,P2の各検出信号で示される異物に対応する検出信号はレベル低下が小さくノイズ的なものとなっているので、図4(b)に点線で示すように、そのほとんどが比較増幅器54の出力には現れてこない。
比較増幅器54は、高利得非反転直流増幅器であるので、(−)入力の入力信号の高周波ノイズも増幅される可能性があるが、これは、非反転直流増幅器の動作不感帯で多少除去され、さらに図示していないが、コンデンサ等でグランドGNDへ落とせば除去される。これにより高周波ノイズに近い点P1,P2の各検出信号は除去される。
その結果として図4(b)のような検出信号を比較増幅器54の出力として欠陥検出信号Skを得ることができる。ここで多くの異物についての検出信号は落とされる。もちろん、このとき高周波ノイズも出力されない。
Therefore, as a result of comparing the signal of FIG. 4 (a) with the detection signal S of FIG. 3 (a) by the
In this way, not only is the change in the reference level of the received light signal canceled, but the detection signal corresponding to the foreign matter indicated by the detection signals at points P1 and P2 has a small level drop and is noisy. Therefore, most of them do not appear at the output of the
Since the
As a result, the defect detection signal Sk can be obtained by using the detection signal as shown in FIG. Here, the detection signals for many foreign substances are dropped. Of course, no high frequency noise is output at this time.
その結果、検出されるものは、異物に対応する比較的レベル低下があり、もしあるとすればパルス的な点P3の検出信号と、低下レベルの大きい、疵Fに対応する点KFの検出信号になる。これら点P3と点KFの各検出信号は、受光光の減光レベルに差があるので、これに応じたレベルを持つパルス信号として比較増幅器54の出力に現れてくる。しかも、パルス的な点P3の検出信号が発生することは少ない。
A/D55は、これら点P3と点KFの各検出信号に対応するパルス信号を欠陥検出信号Skとして受ける。この信号のレベルを欠陥検出信号Skの発生ごとにデジタル値に変換して作業領域62dに順次記憶する。
As a result, what is detected has a relatively low level corresponding to the foreign matter, and if so, a pulse-like detection signal at point P3 and a detection signal at point KF corresponding to 疵 F having a large reduction level. become. Each of the detection signals at point P3 and point KF appears at the output of the
The A /
データ処理装置6は、インデックス信号INDを受けて、ディスク1の1周分のチャンファの検査が終了したときに、欠陥検出プログラム62aをコールする。欠陥検出プログラム62aは、MPU61により実行されて、MPU61は、欠陥検出信号Skのレベルが所定値以上のものをチャンファ部1dにある欠陥(チャック痕を含めての欠陥)として検出し、作業領域62dの所定の記憶位置にそのレベル値をそれぞれに記憶し、かつ、その数をカウントする。このときに、比較的大きなパルス的な点P3の検出信号は、所定の基準値と比較され異物の検出信号として排除される。
なお、前記の所定の基準値は、異物についての点P3の検出信号を排除し、チャック痕による疵、あるいはその他の疵を検出できるレベルとして選択されている。
The data processing device 6 receives the index signal IND and calls the
The predetermined reference value is selected as a level at which the detection signal of the point P3 with respect to the foreign matter is eliminated, and wrinkles due to chuck marks or other wrinkles can be detected.
MPU61は、次に欠陥大きさ判定プログラム62bをコールする。
欠陥大きさ判定プログラム62bは、MPU61により実行されて、MPU61は、作業領域62dの所定の記憶位置に記憶された欠陥検出信号Skの各検出信号のレベルから欠陥を大,中,小の3段階に分類して作業領域62dの前記とは別の所定の記憶位置に記憶する。そして、次にディスク合否判定プログラム62cをコールする。
ディスク合否判定プログラム62cは、MPU61により実行されて、MPU61は、作業領域62dに記憶された大きさ分類されたデータを参照して大が1個あったときには不合格とする。中が2個以上あったときのも不合格とする。小が5個を超えたときには不合格とする。合否判定の結果、表面側が不合格となったディスクは、ディスプレイ63にその旨が表示され、不合格ディスクは、ハンドリングロボットによりスピンドル2から取外されて不合格のカセット(NGのカセット)に搬送される。
Next, the
The defect
The disk pass /
表面側チャンファ部ChUの検査で合格になったディスクは、MPU61がディスク反転機構8を駆動してこの合格ディスクをディスク反転機構8により反転して裏面側のチャンファ部ChDを外周チャンファ部1dとしてスピンドル2に再挿着する。
そして、インデックス信号IND待ちをして前記と同様な検査を裏面側のチャンファ部ChDに対して行う。
MPU61は、この裏面側のディスク合否判定が終了した時点で検査ディスクの合否判定の結果をディスプレイ63に表示して不合格ディスクをNGのカセットに搬送する。
その結果、表裏いずれかで不合格となったディスクは、NGのカセットに収納され、G(合格)となったディスクは、合格(G)のカセットに収納されてここでのディスク1の検査が終了し、次の新しい検査対象ディスクの検査に移る。
ところで、前記したように、図1の実施例では、パルス的な点P3の検出信号は、所定の基準値と比較して排除しているが、点P3の検出信号と点KFの検出信号の排除は、比較増幅器54とA/D55との間に欠陥検出信号Skを所定の基準値と比較するコンパレータを設けて、点P3の検出信号を欠陥検出信号Skから排除するようにしてもよい。次にその例を説明する。
For the disk that has passed the inspection of the front side chamfer part ChU, the
Then, after waiting for the index signal IND, the same inspection as described above is performed on the rear chamfer section ChD.
The
As a result, the disc that failed on either the front or back side is stored in the NG cassette, and the disc that is G (passed) is stored in the pass (G) cassette. End and proceed to the inspection of the next new disc to be inspected.
Incidentally, as described above, in the embodiment of FIG. 1, the pulse-like detection signal at the point P3 is excluded in comparison with the predetermined reference value. However, the detection signal at the point P3 and the detection signal at the point KF are excluded. For the exclusion, a comparator for comparing the defect detection signal Sk with a predetermined reference value may be provided between the
図5は、他の受光信号の基準レベル変動抑止回路を用いた欠陥検出回路のブロック図であって、欠陥検査装置10は、図1の欠陥検出回路5に換えて欠陥検出回路7を用いる。
欠陥検出回路7は、図1におけるLPF52とHPF53の接続関係が逆になり、HPF53の後ろにLPF52が従属接続されている。LPF52の出力は、コンパレータ54aに入力され、コンパレータ54aの“1”あるいは“0”の出力がA/D55に入力される。これにより、コンパレータ54aの“1”の期間が長いときにはその期間分“1”のレベルが所定の周期で連続してA/Dに変換されることになる。
なお、A/D55に換えて欠陥ビットメモリを設けて、ディスク1周分のビットデータを記憶し、MPU61がビットデータを読出すようにしてもよい。
通常、HPF52にLPF53を従属接続する構成は、BPF(バンドパスフィルタ)になる。
FIG. 5 is a block diagram of a defect detection circuit using another received light signal reference level fluctuation suppression circuit. The
In the
Note that a defective bit memory may be provided in place of the A /
Normally, the configuration in which the
ここで、HPF53は、遮断周波数を200Hzとし、ディスク外周面の上下方向の振れによる周波数に対応する受光信号の信号基準レベルの変動周波数を遮断周波数以下にすることで、ディスク外周面の上下方向の振れによる周波数を排除して信号基準レベルを平滑化した信号を抽出する。これにより受光信号の基準レベルの変動が抑制される。
LPF52は、遮断周波数を3MHzとする。これは、受光信号から高周波ノイズをカットし、異物を含めた欠陥検出信号を排除するフィルタである。
結局のところ、HPF53とLPF52とからなるBPFの帯域を200Hz〜3MHzとしたフィルタを設けて欠陥検出信号を抽出する。
この欠陥検出信号を、比較基準となる基準値(閾値)Vthを(+)入力側に持つコンパレータ54aの(−)入力に入力することで、高周波ノイズ成分と異物に対応する点P1,P2,P3の各検出信号を欠陥検出信号からカットして、図4(b)に示す欠陥検出信号Skから点P3の検出信号を除いた点KFの検出信号を得る。
なお、コンパレータ54aの基準値Vthは、点P3の検出信号を除去する値に調整される。
Here, the
The
Eventually, a defect detection signal is extracted by providing a filter having a BPF band of 200 Hz to 3 MHz consisting of
By inputting this defect detection signal to the (−) input of the
The reference value Vth of the
以上説明してきたが、図1の実施例では比較増幅器を用いているが、アンプで増幅した受信信号のレベルが大きい場合には通常のコンパレータあるいは差動増幅器を使用することができる。
また、実施例では、アルミディスク(アルミサブストレート、アルミサブストレートを有する磁気ディスク)を例として説明しているが、この発明は、アルミディスクに限定されるものではなく、ガラスサブストレートを有する磁気ディスク、その他のメディアディスク等にも適用できる。
さらに、実施例の受光器は、APDを用いているが、この発明は、CCDやホトマルチプライヤなど各種の受光素子,受光器を用いることができる。
Although the comparison amplifier is used in the embodiment of FIG. 1 as described above, a normal comparator or differential amplifier can be used when the level of the received signal amplified by the amplifier is large.
In the embodiments, an aluminum disk (aluminum substrate, a magnetic disk having an aluminum substrate) is described as an example. However, the present invention is not limited to an aluminum disk, but a magnetic having a glass substrate. It can also be applied to discs and other media discs.
Further, although the APD is used as the light receiver of the embodiment, various light receiving elements and light receivers such as a CCD and a photomultiplier can be used in the present invention.
さらに、実施例では、ディスクの表面側チャンファ部のみを検査対象としているが、この発明は、裏面側チャンファ部に対応して受光器を設けて、裏面側チャンファ部に光ビームを照射して裏面側に設けた受光器で裏面側のチャンファ部の外周欠陥を検出するようにしてもよい。また、表裏面のチャンファ部の外周欠陥を同時に検出するようにしてもよい。
さらに、実施例では、照射光をレーザビームとしているが、照射光は白色光であってもよいことはもちろんである。
なお、この明細書での欠陥という言葉は、欠損や欠落のみならず疵一般に対する広義の概念として使用するものであって、これについては特許請求の範囲における語も同様である。
Furthermore, in the embodiment, only the front side chamfer part of the disk is to be inspected. However, the present invention provides a light receiver corresponding to the back side chamfer part, and irradiates the back side chamfer part with a light beam. You may make it detect the outer periphery defect of the chamfer part of a back surface side with the light receiver provided in the side. Moreover, you may make it detect the outer periphery defect of the chamfer part of front and back simultaneously.
Further, in the embodiment, the irradiation light is a laser beam, but the irradiation light may be white light.
The term “defect” in this specification is used not only as a deficiency or a deficiency but also as a broad concept for the general public, and this also applies to the term in the claims.
1…アルミディスク、1a …外周チャンファ部、
2…スピンドル、3…欠陥検出光学系、
3a…投光系、31…光源(レーザ光源)、
4…受光系、41…結像レンズ、42…絞り孔板、43…受光器、
5,7…欠陥検出回路、
51…プリアンプ、52…LPF(ローパスフィルタ)、
53…HPF(ハイパスフィルタ)、
54,54a…コンパレータ、55…A/D、
6…データ処理装置、61…MPU、
62…メモリ、62a…欠陥検出プログラム、
62b…欠陥大きさ判定プログラム、
62c…ディスク合否判定プログラム、
62d…作業領域。63…ディスプレイ、
64…キーボード、
8…ディスク反転機構、10…欠陥検査装置、
Q…検査領域。
1 ... aluminum disk, 1a ... outer chamfer part,
2 ... Spindle, 3 ... Defect detection optical system,
3a ... Projection system, 31 ... Light source (laser light source),
4 ... light receiving system, 41 ... imaging lens, 42 ... aperture plate, 43 ... light receiver,
5, 7 ... Defect detection circuit,
51 ... Preamplifier, 52 ... LPF (low pass filter),
53 ... HPF (High Pass Filter),
54, 54a ... comparator, 55 ... A / D,
6 ... Data processing device, 61 ... MPU,
62 ... Memory, 62a ... Defect detection program,
62b ... Defect size determination program,
62c: Disc pass / fail judgment program,
62d: Work area. 63 ... Display,
64 ... Keyboard,
8 ... disk reversing mechanism, 10 ... defect inspection device,
Q: Inspection area.
Claims (15)
回転するディスクの外周チャンファ部の表面に対して45°±5°の範囲にある入射角で光ビームを前記外周チャンファ部に照射し、
前記外周チャンファ部から所定距離離れて設けられた受光器で前記外周チャンファ部からの正反射光を絞りを介して受光して受光信号を得て、
前記ディスクの回転により発生する前記外周面の振れによる前記受光信号の信号基準レベルの変動を抑制しあるいは変動をキャンセルして前記外周面の欠陥の検出信号を得るディスクの周面欠陥検出方法。 In the disk peripheral surface defect detection method of detecting a defect on the outer peripheral surface of the disk,
Irradiating the outer chamfer part with a light beam at an incident angle in a range of 45 ° ± 5 ° with respect to the surface of the outer chamfer part of the rotating disk;
A regular reflection light from the outer peripheral chamfer part is received through a diaphragm with a light receiver provided at a predetermined distance from the outer peripheral chamfer part to obtain a received light signal,
A disc peripheral surface defect detection method for obtaining a detection signal of a defect on the outer peripheral surface by suppressing or canceling the fluctuation of the signal reference level of the received light signal due to the shake of the outer peripheral surface caused by the rotation of the disc.
回転するディスクの外周チャンファ部の表面に対して45°±5°の範囲にある入射角で光ビームを前記外周チャンファ部に照射する投光系と、
前記外周チャンファ部から所定距離離れて設けられ絞りを介して前記外周チャンファ部からの正反射光を受光して受光信号を発生する受光器と、
前記ディスクの回転により発生するディスク外周の振れによる前記受光信号の信号基準レベルの変動を抑制しあるいはキャンセルする基準レベル変動抑止回路とを備え、
前記基準レベル変動抑止回路から得られる信号に基づいて前記外周面の欠陥の検出信号を得るディスクの周面欠陥検出装置。 In the disk peripheral surface defect detection device for detecting defects on the outer peripheral surface of the disk,
A light projecting system that irradiates the outer chamfer part with a light beam at an incident angle in a range of 45 ° ± 5 ° with respect to the surface of the outer chamfer part of the rotating disk;
A light receiver that receives a specularly reflected light from the outer peripheral chamfer part through a diaphragm provided at a predetermined distance from the outer peripheral chamfer part and generates a light reception signal;
A reference level fluctuation suppression circuit that suppresses or cancels fluctuations in the signal reference level of the received light signal due to fluctuation of the outer circumference of the disk caused by rotation of the disk;
A disk peripheral surface defect detection apparatus for obtaining a detection signal of the peripheral surface defect based on a signal obtained from the reference level fluctuation inhibiting circuit.
前記基準レベル変動抑止回路は、前記他のハイパスフィルタとを通して高周波ノイズと欠陥検出信号とを除去して前記信号基準レベルの変動に対応する周波数の信号を検出基準信号として得て、前記検出基準信号と前記受光信号とを比較することにより前記外周面の欠陥について欠陥検出信号を得る請求項9記載のディスクの周面欠陥検出装置。 The filter circuit includes either the low-pass filter or the band-pass filter and another high-pass filter that removes high-frequency noise and a defect detection signal.
The reference level fluctuation suppression circuit removes high frequency noise and a defect detection signal through the other high-pass filter to obtain a signal having a frequency corresponding to the fluctuation of the signal reference level as a detection reference signal, and the detection reference signal The disk peripheral surface defect detection apparatus according to claim 9, wherein a defect detection signal is obtained for a defect on the outer peripheral surface by comparing the received light signal with the received light signal.
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