JP2014035316A - ダブルレシピ処理機能を有する表面検査装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産ラインの中での磁気ディスクの検査を止めることなくパラメータを変更するための評価を行えるようにする。
【解決手段】試料であるディスクを回転させると共に回転の中心軸に直角の方向に移動させながら該試料に光を照射し、光が照射された試料から第１の方向に反射・散乱した光を検出して第１の検出信号を得、光が照射された試料から第２の方向に反射・散乱した光を検出して第２の検出信号を得、第１の検出信号と、第２の検出信号とを処理して試料上の欠陥を検出する装置であって、試料上の欠陥を検出することを、第１の検出信号と第２の検出信号とを第１の検査レシピに基づいて処理して試料上の欠陥を検出することと、第１の検出信号と第２の検出信号とを第２の検査レシピに基づいて処理して試料上の欠陥を検出することとを含むことを特徴とするダブルレシピ処理機能を備えた表面検査装置及びその方法とした。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、磁気ディスクなどの試料表面の疵や付着した異物等の試料表面の欠陥を光学的に検査する装置及びその方法に係り、特にダブルレシピ処理機能を有して試料の表面を検査するダブルレシピ処理機能を有する表面検査装置及びその方法に関する。

磁気ディスクの表面の疵や付着した異物等の欠陥を光学的に検査する装置において、照明の出力や欠陥検出のための検査条件及び各検出系からの出力に対して、欠陥の種類やサイズ、種類ごと又はサイズごとの欠陥の数をカウントし、最終的に検査ディスクの良、不良を判定するためのパラメータリスト（以下、これをレシピを記す）は、検査したディスクの品質や歩留まりを決定しているものである。このレシピを作成するのには、経験と時間とを要していた。

特許文献１には光学式の磁気ディスク欠陥検査装置について記載されており、検出光学系で検出した信号を受けて信号処理・制御系で信号処理を行って欠陥を検出して分類する構成が開示されているが、信号処理・制御系で信号処理を行って欠陥を検出して分類するためのパラメータを複数用いることについては記載されていない。

特開２０１２−４２３７５号公報

検出光学系で検出した信号を受けて信号処理を行って欠陥を検出して分類するためには、欠陥を検出して分類するためのパラメータを変更することは、検査した磁気ディスクの品質や歩留まりを決定する非常に重要な作業である。

特許文献１に記載されている光学式の磁気ディスク欠陥検査装置においては、信号処理・制御系で信号処理を行って欠陥を検出して分類するためのパラメータを複数用いることについては記載されていない。したがって、特許文献１に記載されている光学式の磁気ディスク欠陥検査装置においてパラメータを変更する場合には、生産ラインの中での磁気ディスクの検査を一旦止めて、パラメータを変更するための評価を実施しなければならない。しかし、このレシピを作成するのには、経験と時間とを要する作業であり、生産ラインの中における装置の稼働率を著しく低下させる原因となっていた。

本発明は、上記した従来技術の課題を解決して、生産ラインの中での磁気ディスクの検査を止めることなくパラメータを変更するための評価を行えるようにした、ダブルレシピ処理機能を有する表面検査装置及びその方法を提供するものである。

上記した課題を解決するために、本発明では、試料であるディスクを載置して回転可能でかつ回転の中心軸に直角の方向に移動可能なステージ手段と、該ステージ手段に載置された試料に光を照射する照明手段と、該照明手段により光が照射された前記試料から第１の方向に反射・散乱した光を検出する第１の検出手段と、該照明手段により光が照射された前記試料から第２の方向に反射・散乱した光を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段で前記試料から前記第１の方向に反射・散乱した光を検出して得た第１の検出信号と、前記第２の検出手段で前記試料から前記第２の方向に反射・散乱した光を検出して得た第２の検出信号とを処理して前記試料上の欠陥を検出する処理手段と該処理手段で処理した結果を出力する出力手段とを備えて、前記処理手段は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とを第１の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出した結果と、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とを第２の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出した結果とを前記出力手段に出力することを特徴とするダブルレシピ処理機能を備えた表面検査装置とした。

又、上記した課題を解決するために、本発明では、試料であるディスクを回転させると共に回転の中心軸に直角の方向に移動させながら該試料に光を照射し、該光が照射された前記試料から第１の方向に反射・散乱した光を検出して第１の検出信号を得、該光が照射された前記試料から第２の方向に反射・散乱した光を検出して第２の検出信号を得、前記第１の検出信号と、前記第２の検出信号とを処理して前記試料上の欠陥を検出する方法であって、前記試料上の欠陥を検出することを、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とを第１の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出することと、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とを第２の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出することとを含むことを特徴とするダブルレシピ処理機能を備えた表面検査方法とした。

本発明によれば、表面検査装置にダブルレシピ処理機能を備えたことにより、生産ラインの中での磁気ディスクの検査を止めることなく表面検査装置の欠陥検出及び分類のパラメータを変更するための評価を行えるようになったので、表面検査装置の稼働率を低下させることなく新規のレシピを作成することが可能になった。

本発明の実施例によるダブルレシピ処理機能を有した表面検査装置の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例によるダブルレシピ処理機能を有した表面検査装置の処理部の生産用処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例によるダブルレシピ処理機能を有した表面検査装置の処理部の評価用処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例における試料表面のｒ方向とθ方向とを示す試料の平面図である。 本発明の実施例による基板ランク判定を行う処理の流れを示すフロー図である。 本発明の実施例による基板ランク判定を行った結果を示す表示画面である。 本発明の実施例による評価用検査レシピを調整する表示画面である。

本発明は、表面検査装置にダブルレシピ処理機能を備えたことにより、生産用のレシピを用いて生産ラインの中での磁気ディスクの検査を行いながら、同じ検査データを用いて評価用のレシピを作成することができるようにしたものである。

以下に、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
先ず、基板に照明光を照射したときの基板からの正反射光又は散乱光の光量レベルをチェックして、所定の基板であるか否かを基板の欠陥検査と同時に行えるようにした表面欠陥検査装置について説明する。

本実施例に係る表面欠陥検査装置１０００の概略の構成を図１Ａに示す。検査対象の試料１は磁気ディスク用の基板で、ガラス材料で形成されており、表面は薄膜などでコーティングされておらず、ガラス材料が露出した状態のものである。

表面欠陥検査装置１０００は、試料１に照明光を照射する照明手段１００、照明光が照射された試料１から高角度方向に反射・散乱した光を集光して検出する高角度検出光学系１１０、試料１から中角度方向に散乱した光を集光して検出する中角度検出光学系１２０及び試料１から低角度方向に散乱した光を集光して検出する低角度検出光学系１３０、各検出光学系で検出した信号を処理する処理装置１６０、処理装置１６０の処理条件を入力し、処理の結果を出力する入出力手段１７０、装置全体を制御する全体制御部１８０、試料を載置して回転させながら一方向に移動させるステージ手段１９０を備えている。

照明手段１００は、所望の波長のレーザを出力するレーザ光源を備えている。
高角度検出光学系１１０は、照明手段１００により照射されて試料１の表面で反射・散乱して点線で示した方向のうち高角度方向に進んだ正反射光を含む反射・散乱光を検出する光学系で、試料１の表面から高角度方向に進んだ正反射光を含む反射・散乱光を集光する対物レンズ１１１、この対物レンズ１１１で集光された光のうち試料１からの正反射光を反射するミラー１１２、ミラー１１２で反射された試料１からの正反射光を通過させるピンホールを有して正反射光以外の迷光を遮光するピンホール板１１３、このピンホール板１１３を通過した正反射光を検出する正反射光検出器１１４、対物レンズ１１１で集光された光のうちミラー１１２で反射されなかった光（試料１からの散乱光）を収束させる収束レンズ１１５、収束レンズ１１５の収束点に位置して収束された光を通過させるピンホールを有して収束されなかった光を遮光するピンホール板１１６、このピンホール板１１６を通過した光を検出する高角度検出器１１７を備えている。

中角度検出光学系１２０は、照明手段１００から発射され、試料１の表面で反射・散乱した光のうち中角度方向に進んだ散乱光を集光する対物レンズ１２１、集光レンズ１２１で集光された光を収束させる集束レンズ１２２、収束レンズ１２２の収束点に位置して収束された光を通過させるピンホールを有して収束されなかった光を遮光するピンホール板１２３、このピンホール板１２３を通過した光を検出する中角度検出器１２４を備えている。

低角度検出光学系１３０は、照明手段１００から発射され、試料１の表面で反射・散乱した光のうち低角度方向に進んだ散乱光を集光する対物レンズ１３１、対物レンズ１３１で集光された光を収束させる集束レンズ１３２、収束レンズ１３２の収束点に位置して収束された光を通過させるピンホールを有して収束されなかった光を遮光するピンホール板１３３、このピンホール板１３３を通過した光を検出する低角度検出器１３４を備えている。

検出器１１７、１２４，１３４から出力された信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器１４１，１４２，１４５で増幅されＡ／Ｄ変換されて処理装置１６０に入力される。一方、正反射光検出器１１４で試料１からの正反射光を検出して得られた信号は、Ａ／Ｄ変換器１４３で増幅されて処理装置１６０に入力される。

処理装置１６０は、生産用処理部１６１０と評価用処理部１６２０とを備えている。
生産用処理部１６１０は、Ａ／Ｄ変換器１４１，１４２，１４３，１４４でＡ／Ｄ変換された各検出器１１４、１１７、１２４、１３４から出力された信号を受けて欠陥候補を検出する欠陥候補抽出部１６１１、欠陥候補抽出部１６１１からの信号とステージ手段１９０からの試料１の位置情報（図１Ｃに示す回転方向：θ、及び半径方向：ｒの情報）を受けて検出した欠陥候補の繋がり・連続性を判定する欠陥候補連続性判定部１６１２、繋がり・連続性を判定した欠陥候補の特徴量（ｒ方向及び／又はθ方向の長さ、幅、面積）を算出する欠陥特徴量算出部１６１３、欠陥特徴量算出部１６１３からの信号を受けて欠陥を分類する欠陥分類部１６１４、分類した欠陥の密度の結果を受けて基板のランク付けを行う基板ランク判定部１６１５を備えている。

一方、評価用処理部１６２０も生産用評価部１６１０と同様に、Ａ／Ｄ変換器１４１，１４２，１４３，１４４でＡ／Ｄ変換された各検出器１１４、１１７、１２４、１３４から出力された信号を受けて欠陥候補を検出する欠陥候補抽出部１６２１、欠陥候補抽出部１６２１からの信号とステージ手段１９０からの試料１の位置情報（図１Ｃに示す回転方向：θ、及び半径方向：ｒの情報）を受けて検出した欠陥候補の繋がり・連続性を判定する欠陥候補連続性判定部１６２２、繋がり・連続性を判定した欠陥候補の特徴量（ｒ方向及び／又はθ方向の長さ、幅、面積）を算出する欠陥特徴量算出部１６２３、欠陥特徴量算出部１６２３からの信号を受けて欠陥を分類する欠陥分類部１６２４、分類した欠陥の密度の結果を受けて基板のランク付けを行う基板ランク判定部１６２５を備えている。

ここで、生産用評価部１６１０の各構成ユニットである欠陥候補抽出部１６１１、欠陥候補連続性判定部１６１２、欠陥特徴量算出部１６１３、欠陥分類部１６１４、および基板ランク判定部１６１５には、生産用に予め設定した生産用検査レシピがそれぞれに格納されている。

また、評価用処理部１６２０の各構成ユニットである欠陥候補抽出部１６２１、欠陥候補連続性判定部１６２２、欠陥特徴量算出部１６２３、欠陥分類部１６２４、および基板ランク判定部１６２５には、評価用に予め設定した評価用検査レシピがそれぞれに格納されている。

ここで、生産用評価部１６１０の各構成ユニットに格納された生産用検査レシピと、評価用処理部１６２０の各構成ユニットに格納された評価用検査レシピとは、互いに異なるデータが設定されている。

処理装置１６０は、表示画面１７１を有して検査条件を入力したり検査結果を出力する入出力手段１７０が接続されている。また、処理装置１６０と入出力手段１７０とは、全体制御部１８０と接続している。全体制御部１８０は、試料１を載置して試料１を回転させると共に試料１が回転する面内で少なくとも１軸方向に移動可能なステージを備えたステージ手段１９０と、照明手段１００、処理手段１６０及び入出力手段１７０とを制御する。

以上の構成で、全体制御部１８０で制御して、ステージ手段１９０を試料１を載置した状態で回転させ、回転の中心に対して直角な１方向（試料１の半径方向）に一定の速度で移動を開始する。

この状態で照明手段１００からレーザをステージ手段１９０上で回転している試料１の表面に照射し、試料１の表面で反射・散乱されて１１０の方向に向かった光のうち正反射光は正反射光検出器１１４、正反射光周辺の散乱光は高角度検出器１１７で検出される。又、試料１の表面から中角度検出光学系１２０の方向に向かった散乱光は中角度検出器１２４で検出され、低角度検出光学系１３０の方向に向かった散乱光は低角度検出器１３４で検出される。

このような検査を試料１を回転させながら直進移動させて試料１の外周部から内周部にかけて行うことにより、試料１の表側の全面を検査することができる。又、図示していない基板反転機構を用いて試料１を反転させて未検査の裏面が上になるようにし、表側の面と同様な検査を行うことにより、試料の両面を検査することができる。

なお、本例では高角度検出光学系１１０、中角度検出光学系１２０、低角度検出光学系１３０のそれぞれに迷光を遮光するためのピンホール板１１３，１１６，１２３，１３３を用いたが、照明光源１００から発射されたレーザの光路の途中に偏光板を挿入して試料１を偏光照明する場合は、ピンホール板１１３，１１６，１２３，１３３の代わりに偏光フィルタを用いるようにしてもよい。また、照明光源１００から発射されるレーザとして単波長のレーザを用いた場合には、ピンホール板１１３，１１６，１２３，１３３の代わりに波長選択フィルタを用いるようにしてもよい。更に、偏光フィルタと波長選択フィルタと併用して用いて特定の波長の特定偏光成分の光を通過させるように構成しても良い。

図１Ａに示した検査装置を用いて、試料１上の欠陥を検出する場合、試料１をステージ手段１９０で回転させながら一方向（Ｘ方向）に連続的に移動させる。この状態で照明手段１００からレーザを発射して試料１の表面に照射する。

このレーザが照射された試料１で発生した反射・散乱光は高角度検出手段１１０、中角度検出光学系１２０、低角度検出光学系１３０でそれぞれ検出さる。

各検出器１１４、１１７、１２４および１３４から出力されてそれぞれＡ／Ｄ変換器１４１，１４２，１４３及び１４４に入力した信号は、増幅されてデジタル信号に変換され、処理装置１６０に入力され、生産用処理部１６１０と評価用処理部１６２０とで同時に、それぞれ異なる検査レシピを用いて処理される。

まず、生産用処理部１６１０に入力された信号の処理手順について、図３を用いて説明する。
各Ａ／Ｄ変換器１４１乃至１４５から出力された信号は処理装置１６０の生産用処理部１６１０に入力する（Ｓ３０１）。入力した信号は、先ず、欠陥候補抽出部１６１１において、Ａ／Ｄ変換器１４１乃至１４５から入力された信号のレベルを、生産用検査レシピとして予め設定した欠陥判定しきい値と比較し、このしきい値を超えたレベルの信号を欠陥候補として、ステージ手段１９０の図示していない検出系から得られる欠陥候補の試料１上の位置情報（ステージ１９０の回転角度情報及び基板半径方向位置情報）と関連付けて抽出する（Ｓ３１１）。

次に、欠陥候補連続性判定部１６１２において、欠陥候補抽出部１６１１で抽出した欠陥候補の試料１上の位置情報を用いて、生産用検査レシピとして予め設定した欠陥領域を判定するしきい値と比較してそれぞれの欠陥候補の繋がり・連続性を判定する（Ｓ３１２）。繋がり・連続性があると判定された欠陥候補は、一つの欠陥として以降の処理を行う。

繋がり・連続性が判定された欠陥候補は、欠陥候補特徴量算出部１６１３において、生産用レシピとして予め設定した欠陥領域を判定するしきい値を用いて欠陥の寸法（ｒ方向長さ、θ方向長さ、欠陥の幅）、面積などの欠陥特徴量が算出される（Ｓ３１３）。このとき、欠陥候補連続性判定部１６１２において繋がり・連続性があると判定された欠陥候補については、一つの欠陥として、その特徴量が算出される。

最後に欠陥分類部１６１４において、特徴量が算出された欠陥について連続欠陥であるか否かをチェックする（Ｓ３１４）。連続欠陥であると判定した場合には、生産用検査レシピとして予め設定した欠陥領域を判定するしきい値を用いてそれが線状の欠陥であるかをチェックし（Ｓ３１５）、連続した欠陥が面内での広がりを持たない場合には線状欠陥と判定し（Ｓ３１６）、連続した欠陥が面内での広がりを持つと判定したときには面状欠陥と判定する（Ｓ３１７）。

一方、Ｓ３１４において連続欠陥ではないと判定された場合には、その欠陥が中角度検出器１２４及び低角度検出器１３４でも検出されているかをチェックし（Ｓ３１８）、中角度検出器１２４及び低角度検出器１３４でも検出されている場合には異物欠陥と判定し（Ｓ３１９）、中角度検出器１２４及び低角度検出器１３４では検出されていない場合には輝点（微小欠陥）と判定する（Ｓ３２０）。

このようにして分類された欠陥の情報と基板に材質について判定した結果の情報とは基板ランク判定部１６１５に送られて基板のランクが判定される。すなわち、Ｓ３０４で検査した試料１が所定の材質の基板であると判定された基板である場合には、検出された欠陥の種類や密度に応じてあらかじめ設定した基準に準じて試料のランク分けを行い（Ｓ３３０）、その結果を入出力手段１７０に出力する（Ｓ３３１）。入出力手段１７０では、生産用処理部１６１０から出力された検査の結果を蓄積して、生産用検査レシピによる判定リストを作成する。

処理装置１６０の評価用処理部１６２０に入力された信号についても、図３のフロー図を用いて説明した生産用処理部１６１０における処理手順と同じ手順で、生産用検査レシピに替えて評価用検査レシピを用いて処理される。処理の結果は入出力手段１７０に出力される。入出力手段１７０では、評価用処理部１６２０から出力された検査の結果を蓄積して、評価用検査レシピによる判定リストを作成する。

生産用処理部１６１０と評価用処理部１６２０とは同時に処理を行うので、処理の結果は入出力手段１７０に同時に入力され、図４に示すように、表示画面１７４上に、判定リスト一覧１７４１として、検査用検査レシピによる判定リストと評価用検査レシピによる判定リストとが並べて表示される。又、画面上には、基板ＩＤ表示領域１７４２が設けられて、検査を行った基板のロットＮｏ．及び基板を識別するためのディスクＮｏ，が表示される。更に、判定リスト一覧１７４１上で選択したレシピで検出した欠陥の分布状態を欠陥分布表示領域１７４３に表示する。

又、図５には、表示画面１７５上に、検査レシピＡ（生産用検査レシピ）１７５１と検査レシピＢ（評価用検査レシピ）１７５２の各パラメータ１７５４の一覧１７５０が表示されたものを示す。この一覧表示において、検査レシピＢ１７５２の隣に欄１７５３には、検査レシピＢの修正値が入力できるようになっている。

オペレータは、この表示画面１７５上に並べて表示された検査用検査レシピ１７５１による判定リストと評価用検査レシピ１７５２による判定リストとに基づいて評価用検査レシピのデータを調整することができる。

なお、図４の表示画面１７４と図５の表示画面１７５とを別々の画面に表示する例を示したが、これらの内容を一つの画面上に表示するようにしてもよい。これにより、判定リスト一覧１７４１と、各レシピのパラメータ一覧１７５０とを並べて比較することができ、検査レシピＢ（評価用検査レシピ）のデータを効率良く調整することができる。

本実施例によれば、磁気ディスクの生産ラインにおける検査を止めることなく、検査を継続して実施しながら評価用検査レシピを調整することができ、この調整した評価用検査レシピを新たな生産用検査レシピとして用いることができる。その結果、検査装置の稼働率を大幅に低下させることなく、新たな生産用検査レシピを作成することが可能になる。

なお、操作画面には、評価用検査レシピを表示させるか否かを選択するボタンや、評価用検査レシピを表示させるとき、使用する評価用検査レシピを選択するボタン、評価用検査データの保存先、評価用検査レシピに名称を付けたり、その名称を変更したりできるボタンなどを表示してもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である
ことは言うまでもない。

１・・・試料 １００・・・照明手段 １１０・・・高角度検出光学系 １１４・・・正反射光検出器 １１７・・・高角度検出器 １２０・・・中角度検出光学系 １３０・・・低角度検出光学系 １６０・・・処理装置 １６１０・・・生産用処理部 １６２０・・・評価用処理部 １６１１，１６２１・・・欠陥候補抽出部 １６１２，１６２２・・・欠陥候補連続性判定部 １６１３，１６２３・・・欠陥特徴量算出部 １６１４，１６２４・・・欠陥分類部 １６１５，１６２５・・・基板ランク判定部 １７０・・・入出力部 １８０・・・全体制御部 １９０・・・ステージ手段 １０００・・・表面欠陥検査装置。

Claims (4)

1. 試料であるディスクを載置して回転可能でかつ回転の中心軸に直角の方向に移動可能なステージ手段と、
   該ステージ手段に載置された試料に光を照射する照明手段と、
   該照明手段により光が照射された前記試料から第１の方向に反射・散乱した光を検出する第１の検出手段と、
   該照明手段により光が照射された前記試料から第２の方向に反射・散乱した光を検出する第２の検出手段と、
   前記第１の検出手段で前記試料から前記第１の方向に反射・散乱した光を検出して得た第１の検出信号と、前記第２の検出手段で前記試料から前記第２の方向に反射・散乱した光を検出して得た第２の検出信号とを処理して前記試料上の欠陥を検出する処理手段と
   該処理手段で処理した結果を出力する出力手段と
   を備えたディスク表面検査装置であって、
   前記処理手段は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とを第１の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出した結果と、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とを第２の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出した結果とを前記出力手段に出力することを特徴とするダブルレシピ処理機能を備えた表面検査装置。
2. 前記出力手段は、前記処理手段で第１の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出した結果と第２の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出した結果とを画面上に並べて表示することを特徴とする請求項１記載のダブルレシピ処理機能を備えた表面検査装置。
3. 試料であるディスクを回転させると共に回転の中心軸に直角の方向に移動させながら該試料に光を照射し、
   該光が照射された前記試料から第１の方向に反射・散乱した光を検出して第１の検出信号を得、
   該光が照射された前記試料から第２の方向に反射・散乱した光を検出して第２の検出信号を得、
   前記第１の検出信号と、前記第２の検出信号とを処理して前記試料上の欠陥を検出する
   ディスク表面検査方法であって、
   前記試料上の欠陥を検出することを、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とを第１の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出することと、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とを第２の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出することとを含むことを特徴とするダブルレシピ処理機能を備えた表面検査方法。
4. 前記第１の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出した結果と前記第２の検査レシピに基づいて処理して前記試料上の欠陥を検出した結果とを画面上に並べて表示することを特徴とする請求項３記載のダブルレシピ処理機能を備えた表面検査方法。

Images