JP2015068731A - Magnetic medium optical inspection method and device therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気メディア(磁気ディスク)を検査する方法及びその装置に関し、特に磁気メディアの表面の微細な欠陥を光学的に検査する磁気メディアの光学式検査方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for inspecting a magnetic medium (magnetic disk), and more particularly, to an optical inspection method and apparatus for a magnetic medium that optically inspects minute defects on the surface of the magnetic medium.
磁気ディスク用基板として、アルミニウム(Al)基板又はガラス基板が用いられている。ガラス基板は用途に応じて結晶化ガラス(SX)又はアモルファスガラス(MEL)が用いられ、それぞれの種類のガラスにおいて、更に含有する成分が異なる複数の種類のガラスが用いられている。 An aluminum (Al) substrate or a glass substrate is used as the magnetic disk substrate. Depending on the application, crystallized glass (SX) or amorphous glass (MEL) is used as the glass substrate, and in each type of glass, a plurality of types of glass having different components are used.
このガラスまたはアルミの基板には、処理工程の途中で、基板の表面に微小な凹み状(ピット)の欠陥や微小な突起状(ビット)の欠陥が発生してしまう場合がある。また、基板に磁性膜を形成して作られた磁気メディア(磁気ディスク)においては、磁性膜のスパッタリングの後工程で、洗浄や研磨、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)の塗布、加熱処理などが実施されるが、このような表面処理中、または工程間の搬送中に表面に微小な欠陥が形成したり微小粉塵・その他のゴミが付着することがあり、このような微小な欠陥が存在する基板または磁気ディスクは、最終の検査工程で不良品としてはねられる可能性が高い。 In the glass or aluminum substrate, a minute dent (pit) defect or a minute protrusion (bit) defect may occur on the surface of the substrate during the processing step. For magnetic media (magnetic disks) made by forming a magnetic film on a substrate, cleaning and polishing, diamond-like carbon (DLC) coating, heat treatment, etc. are performed in the post-sputtering process of the magnetic film. However, micro-defects may form on the surface during such surface treatment or transfer between processes, or fine dust and other dust may adhere to the substrate. The magnetic disk is likely to be rejected as a defective product in the final inspection process.
そこで、このように不良品になる確率の高い基板または磁気メディアは、ハードディスクドライブの生産ラインの初期の工程、すなわちメディア製造工程でラインから取り除くことがハードディスクドライブ生産の歩留まりを高く維持する上で望ましい。 Therefore, it is desirable to remove the substrate or magnetic media having a high probability of being defective as described above from the initial stage of the hard disk drive production line, that is, the media manufacturing process, in order to maintain a high yield of hard disk drive production. .
この磁気メディア上の欠陥を検出するための光学式検査装置においては、特許文献1に記載されているように、表面を走査するレーザの反射光のうち、正反射光を分岐して、正反射光の周辺の散乱光を検出する散乱光受光光学系を備えた構成のものがある。特許文献1では、この散乱光受光光学系の検出器として、微細な欠陥を検出するために、高感度な光電子増倍管を用いている。
In this optical inspection apparatus for detecting defects on magnetic media, as described in
しかし、光電子増倍管の高感度な受光素子には、劣化特性をもつものがある。また、そのとき生産ラインの状態により複数のディスクに特徴的な欠陥が分布するときがあり、このような欠陥を確実に検出するために、欠陥に合わせた受光感度の補正が必要になることがある。つまり、基板または磁気メディア上の欠陥を検出するための光学式検査装置には、生産ラインに応じた特徴的な欠陥の光学的特性、あるいは受光素子の劣化状態により、受光感度を対象欠陥の光学特性に合わせて一定の水準に保つ校正機能が必要になることがある。 However, some highly sensitive light receiving elements of photomultiplier tubes have deterioration characteristics. At that time, characteristic defects may be distributed on a plurality of disks depending on the state of the production line, and in order to detect such defects reliably, it is necessary to correct the light receiving sensitivity according to the defects. is there. In other words, an optical inspection device for detecting defects on a substrate or magnetic media has a light receiving sensitivity that is dependent on the optical characteristics of the target defect depending on the characteristic optical characteristics of the defect according to the production line or the deterioration state of the light receiving element. A calibration function that maintains a certain level according to the characteristics may be required.
特許文献1及び特許文献2には、レーザが照射された磁気ディスク表面からの微小な欠陥からの散乱光を、高感度な検出器であるアバランシェフォトダイオード(APD)で検出する検出光学系を備えた磁気ディスクの検査装置について記載されている。
磁気ディスクの生産過程において、生産ラインの状態により、複数のディスクにわたり特徴的な微小欠陥が分布することがある。このような微小欠陥を検出するための高感度光学検査装置においては、ディスクに照射したレーザの反射光のうち、正反射光を分岐して、正反射光の周辺の微弱な散乱光をAPDなどの高感度な光電子増倍管を用いて検出する散乱光受光光学系を備えた構成のものがある。 During the production process of a magnetic disk, characteristic micro defects may be distributed over a plurality of disks depending on the state of the production line. In such a high-sensitivity optical inspection apparatus for detecting minute defects, the specularly reflected light is branched out of the reflected light of the laser irradiated on the disk, and the weak scattered light around the specularly reflected light is APD or the like. There is a configuration having a scattered light receiving optical system for detection using a highly sensitive photomultiplier tube.
このような高感度な検出器を用いて微弱な散乱光を検出する場合、対象欠陥の光学的特性に合わせてディスクの生産ロット毎、または規定生産枚数毎の感度調整を実施する必要がある。また、受光素子としてAPDなどの光電子増倍管を採用している場合、受光素子自体の劣化により感度が経年変化するため、印加電圧を調整するなどして受光感度を一定の水準に保ち、テスト精度を保持する必要がある。 When weak scattered light is detected using such a high-sensitivity detector, it is necessary to adjust the sensitivity for each disc production lot or each specified production number in accordance with the optical characteristics of the target defect. In addition, when a photomultiplier tube such as APD is used as the light receiving element, the sensitivity changes over time due to deterioration of the light receiving element itself, so the light receiving sensitivity is maintained at a certain level by adjusting the applied voltage, etc. It is necessary to maintain accuracy.
特許文献1及び特許文献2には、検出光学系に高感度なAPD(Avalanche Photo Diode)センサを用いることについては記載されているが、このAPDセンサは、印加する電圧に応じて検出感度が変化する。印加する電圧が適正でないと、欠陥検出感度が低くなったり、又は感度が高すぎてノイズ信号が多くなったりして磁気ディスク表面の欠陥を正確に検出できなくなってしまう。初期状態で調整したAPDセンサの検出感度を高い状態に維持するためには、経時的なセンサ感度の変化を補正することが必要になる。しかし、特許文献1及び特許文献2の何れにも、経時的なセンサ感度の変化を補正することについては記載されていない。
また、特許文献1には磁気メディア(磁気ディスク)の両面を同時に検査する欠陥検査装置が記載されている。この検査に用いるAPDセンサの検出感度は、一般に個体差が有る。磁気メディアの両面を同時に検査する場合には、表側の面を検査するために用いるAPDセンサと裏側の面を検査するために用いるAPDセンサの検出感度について、最初に合わせ込んだ状態を維持させることが重要になるが、しかし、特許文献1には、最初に合わせ込んだAPDセンサの検出感度を維持させることについては特に記載されていない。
本発明は、経時的なセンサ感度の変化を補正することにより高い検出感度を維持できるようにすると共に、複数のAPDセンサを同時に用いるときに、個体間の感度差を合わせ込んだ複数のAPDセンサを用いてほぼ同等の検出感度を維持して欠陥の検出が行えるようにした、高感度なAPDセンサを用いた磁気メディアの光学検査方法及びその装置を提供するものである。 The present invention makes it possible to maintain a high detection sensitivity by correcting changes in sensor sensitivity over time, and a plurality of APD sensors in which sensitivity differences between individuals are combined when a plurality of APD sensors are used simultaneously. The present invention provides an optical inspection method and apparatus for a magnetic medium using a highly sensitive APD sensor that can detect defects while maintaining substantially the same detection sensitivity.
上記した課題を解決するために、本発明では、磁気メディアの光学式検査装置を、基板の表面に磁性膜が形成されて該磁性膜の表面に大きさが既知の粒子を表面に付着させた磁気メディアを載置してこの磁気メディアを回転させると共に回転の中心軸に対して直角な一方向に移動させるテーブル部と、テーブル部により回転させられて一方向に移動している磁気メディアの表面に傾斜した方向からレーザを照射するレーザ照射部と、このレーザ照射部によりレーザが照射された磁気メディアの表面に付着させた大きさが既知の粒子からの反射光のうち正反射光を除去して、正反射光の周辺の散乱光を集光して散乱光の像を形成する散乱光像形成部と、この散乱光像形成部で形成した大きさが既知の粒子からの散乱光像を検出する像検出器と、この像検出器で大きさが既知の粒子からの散乱光の像を検出して得た信号を処理して磁気メディアの表面の欠陥を検出する信号処理手段と、像検出器で大きさが既知の粒子からの散乱光の像を検出して得た信号に基づいて像検出器の経時的な変化を検出して像検出器の感度を補正する感度補正部とを備えて構成した。 In order to solve the above-described problems, according to the present invention, an optical inspection apparatus for magnetic media has a magnetic film formed on the surface of a substrate, and particles having a known size are attached to the surface of the magnetic film. A table unit that mounts the magnetic medium and rotates the magnetic medium and moves it in one direction perpendicular to the central axis of rotation, and the surface of the magnetic medium that is rotated by the table unit and moves in one direction The laser irradiation part that irradiates the laser from the direction inclined to the surface and the specular reflection light out of the reflected light from the particle of a known size attached to the surface of the magnetic medium irradiated with the laser by this laser irradiation part is removed. A scattered light image forming unit that collects scattered light around the specularly reflected light to form an image of the scattered light, and a scattered light image from a particle of a known size formed by the scattered light image forming unit. An image detector to detect; A signal processing means for detecting defects on the surface of a magnetic medium by processing a signal obtained by detecting an image of scattered light from a particle of a known size by an image detector, and a size known by an image detector And a sensitivity correction unit that corrects the sensitivity of the image detector by detecting a change with time of the image detector based on a signal obtained by detecting an image of scattered light from the particles.
また、上記した課題を解決するために、本発明では、磁気メディアの光学式検査方法において、基板の表面に磁性膜が形成されて該磁性膜の表面に大きさが既知の粒子を表面に付着させた磁気メディアをテーブル部に載置して磁気メディアを回転させると共に回転の中心軸に対して直角な一方向に移動させ、テーブル部により回転させられて一方向に移動している磁気メディアの表面に傾斜した方向からレーザを照射し、このレーザが照射された磁気メディアの表面に付着させた大きさが既知の粒子からの反射光のうち正反射光を除去して、正反射光に周辺の散乱光を集光してこの散乱光の像を形成し、この形成した大きさが既知の粒子からの散乱光像を像検出器で検出し、この像検出器で大きさが既知の粒子からの散乱光の像を検出して得た信号を処理して磁気メディアの表面の欠陥を検出し、像検出器で大きさが既知の粒子からの散乱光の像を検出して得た信号に基づいて像検出器の経時的な変化を検出して前記像検出器の感度を補正するようにした。 In order to solve the above problems, according to the present invention, in an optical inspection method for magnetic media, a magnetic film is formed on a surface of a substrate, and particles having a known size are attached to the surface of the magnetic film. The magnetic media placed on the table is rotated and moved in one direction perpendicular to the center axis of rotation, and the magnetic media rotated in one direction is rotated by the table. Irradiate the laser from the direction inclined to the surface, remove the specularly reflected light from the particles of known size attached to the surface of the magnetic media irradiated with this laser, The scattered light is collected to form an image of the scattered light, and the scattered light image from the particle having a known size is detected by an image detector, and the particle having a known size is detected by the image detector. Obtained by detecting the image of scattered light from The signal is processed to detect defects on the surface of the magnetic media, and the image detector detects changes in the image detector over time based on the signal obtained by detecting the image of scattered light from particles of a known size. Detection was performed to correct the sensitivity of the image detector.
本発明によれば、経時的なセンサ感度の変化を補正することにより高い検出感度を安定して維持できるようになった。また、複数のAPDセンサを同時に用いるときに、個体間の感度差を合わせ込んだ複数のAPDセンサを用いてほぼ同等の検出感度を維持して欠陥の検出が行えるようになった。 According to the present invention, high detection sensitivity can be stably maintained by correcting changes in sensor sensitivity over time. Further, when a plurality of APD sensors are used at the same time, it becomes possible to detect defects while maintaining substantially the same detection sensitivity using a plurality of APD sensors combined with sensitivity differences between individuals.
また、本発明によれば、検査対象ディスクの生産ロットによって変わる表面状態に対応した最適な受光素子印加電圧を設定し、維持できるようになった。また、APDのような経時変化により特性が変化するような検出器を用いた場合であっても、その検出器の特性の変化をチェックして検出器に印加する電圧を調整することにより、テストの精度、欠陥の検出感度を一定の水準に保つことができるため、磁気ディスクのテスト工程において、光学式磁気ディスク検査装置による製品の合格・不合格の判断を安定的なものにすることができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to set and maintain the optimum light receiving element applied voltage corresponding to the surface state that changes depending on the production lot of the disk to be inspected. Even when a detector whose characteristics change with time, such as APD, is used by checking the change in the characteristics of the detector and adjusting the voltage applied to the detector. Accuracy and defect detection sensitivity can be maintained at a certain level, so that the pass / fail judgment of the product by the optical magnetic disk inspection device can be made stable in the magnetic disk test process. .
本発明は、ガラス基板またはアルミ基板、またはそれらに磁性膜を形成して作られる磁気ディスクの表面の欠陥を検査する装置において、基板またはディスクに照明(レーザー)光を照射したときの基板からの散乱光を検出して、対象欠陥の検出ピーク電圧を規定の電圧に合わせることで、装置の測定精度を一定の水準に保つようにするものである。 The present invention relates to a glass substrate or an aluminum substrate, or an apparatus for inspecting defects on the surface of a magnetic disk formed by forming a magnetic film thereon, and the substrate or the disk is irradiated with illumination (laser) light from the substrate. By detecting scattered light and adjusting the detection peak voltage of the target defect to a specified voltage, the measurement accuracy of the apparatus is kept at a certain level.
以下に、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
本実施例に係るディスク表面欠陥検査装置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いる。試料としてはガラス基板の他、アルミ基板、磁気ディスクなども使用できる。ディスク表面欠陥検査装置1000は、試料1の表面と裏面の両面を同時に検査する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1A shows a schematic configuration of a disk surface
ディスク表面欠陥検査装置1000は、照明手段100、低角度検出光学系200、高角度検出光学系300、照明手段100´、低角度検出光学系200´、高角度検出光学系300´、A/D変換部400、処理ユニット500、入出力手段600、ステージ制御部185、全体制御部700を備えている。
The disk surface
照明手段100は、試料1の表面側に照明光を照射する。低角度検出光学系200は、照明光が照射された試料1の表面側から低角度方向(試料1の表面の法線方向となす角度が小さい方向)に正反射・散乱した光を集光して検出する。高角度検出光学系300は、試料1の表面側から高角度方向(試料1の表面の法線方向となす角度が大きい方向)に散乱した光を集光して検出する。
The
照明手段100´は、試料1の裏面側に照明光を照射する。ミラー101は、照明手段100´から発射された照明光を試料1の裏面に照射するために照明光の行路を変換する。低角度検出光学系200´は、照明光が照射された試料1の裏面側から低角度方向(試料1の表面の法線方向となす角度が小さい方向)に正反射・散乱した光を集光して検出する。高角度検出光学系300´は、試料1の裏面側から高角度方向(試料1の表面の法線方向となす角度が大きい方向)に散乱した光を集光して検出する。
The
A/D変換部400は、低角度検出光学系200、200´及び高角度検出光学系300、300´でそれぞれ試料1からの正反射・散乱光を検出して出力されたそれぞれのアナログ検出信号を増幅してデジタル信号に変換(A/D変換)する。処理ユニット500は、A/D変換部400で変換された各検出器からの信号を受けて処理する。入出力手段600は、処理ユニット500の処理条件を入力し、処理の結果を出力する。全体制御部700は、ディスク表面欠陥検査装置1000の全体を制御する。ステージ制御部185は、試料1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180を制御する。
The A /
照明手段100及び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。 The illumination means 100 and 100 ′ include a laser light source that outputs a laser having a desired wavelength.
低角度検出光学系200と200´、及び高角度検出光学系300と300´は、それぞれ基本的に同じ機能を備えているので、以下の説明は試料1の表面を検査する低角度検出光学系200と高角度検出光学系300とについて説明する。
Since the low-angle detection
低角度検出光学系200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低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ある。
The low-angle detection
低角度検出光学系200は、図1Bに示すように、ミラー201、対物レンズ203、収束レンズ204、ピンホール板205、正反射光検出器206で構成される正反射光検出系210を備えている。
As shown in FIG. 1B, the low-angle detection
正反射光検出系210のミラー201は、試料1の表面から低角度方向に進んだ正反射光を反射する。対物レンズ203は、ミラー201で反射された正反射光を集光する。収束レンズ204は、対物レンズ203で集光された試料1からの正反射光を収束させる。ピンホール板205は、収束レンズ204による正反射光の収束点に位置して収束された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。正反射光検出器206は、ピンホール板205のピンホールを通過した正反射光を検出する。
The
低角度検出光学系200は、図1Bに示すように、更に、第1のフレネルレンズ202、第2のフレネルレンズ207、ピンホール板208、低角度検出器209を備えている。
As shown in FIG. 1B, the low angle detection
第1のフレネルレンズ202は、ミラー201で反射されなかった正反射光周辺の散乱光を集光する対物レンズの役割を果たす。第2のフレネルレンズ207は、第1のフレネルレンズ202で集光された光 (試料1からの正反射光周辺の散乱光)を収束させる収束レンズの役割を果たす。ピンホール板208は、第2のフレネルレンズ207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。低角度検出器209は、ピンホール板208を通過した光を検出する。
The
ここで、正反射光検出器206は、図1Cに示すように、検出面が2061〜2064の4つの検出素子に分割された4分割センサで構成されている。ただし、正反射光検出器206は4分割センサに限定されるものではなく、6分割センサ、又は8分割センサであってもよい。又、図1Cでは、検出素子を矩形で示したが、円形を4分割した4分割センサを用いてもよい。
Here, as shown in FIG. 1C, the regular
高角度検出光学系300は、図1Dに示すように、フレネルレンズ301、収束レンズ302、ピンホール板303、高角度検出器304を備えている。
The high angle detection
フレネルレンズ301は、照明手段100から発射され、試料1の表面で反射・散乱した光のうち高角度方向に進んだ散乱光を集光する対物レンズの役割を果たす。収束レンズ302は、フレネルレンズ301で集光された光を収束させる。ピンホール板303は、収束レンズ302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。高角度検出器304は、ピンホール板303を通過した光を検出する。
The
試料1の表面で反射・散乱した光を検出した各検出器206、209,304から出力されたアナログ信号は、それぞれA/D変換部400のA/D変換器401〜403で増幅されA/D変換されて処理ユニット500に入力される。同様に、試料1の裏面で反射・散乱した光を検出した低角度検出光学系200´と高角度検出光学系300´から出力されたアナログ信号は、それぞれA/D変換部400のA/D変換器401´〜403´で増幅されA/D変換されて処理ユニット500に入力される。
Analog signals output from the
処理ユニット500で行う、試料1の表面を検査する低角度検出光学系200と高角度検出光学系300とからの出力信号の処理と、試料1の裏面を検査する低角度検出光学系200´と高角度検出光学系300´とからの出力信号の処理とは同じ処理である。したがって、以下の説明は試料1の表面を検査する低角度検出光学系200と高角度検出光学系300とから出力された信号の処理について説明する。
Processing of output signals from the low-angle detection
処理ユニット500は、欠陥候補検出部511、欠陥候補連続性判定部512、凹凸欠陥判定部513、欠陥特徴量抽出部514、欠陥分類部515、欠陥分布算出部516、基板良否判定部517備えている。
The
欠陥候補検出部511は、A/D変換部400でA/D変換された検出器206,209及び304からの出力信号を受けて欠陥候補を検出する。欠陥候補連続性判定部512は、欠陥候補検出部151で検出された欠陥候補について、ステージ制御部185及びステージ180から取得された各欠陥候補が検出された試料1上の位置情報を用いて各欠陥候補の繋がり・連続性を判定する。凹凸欠陥判定部513は、正反射光検出器206からの検出信号を受けて試料1の表面の凹凸欠陥を判定する。
The defect
欠陥特徴量抽出部514は、欠陥候補連続性判定部512で繋がり・連続性が判定されて凹凸欠陥判定部513で欠陥の凹凸が判定された各欠陥候補について欠陥の特徴量を抽出する。欠陥分類部515は、欠陥特徴量抽出部514で特徴量が求められた欠陥候補を特徴量に基づいて欠陥種ごとに分類する。欠陥分布算出部516は、欠陥分類部515で分類された欠陥種ごとの試料1の上の分布を求める。基板良否判定部517は、欠陥分布算出部516で求めた欠陥種ごとの欠陥の数及び分布に基づいて試料1の良否を判定する。
The defect feature
処理ユニット500は、更に、寸法が既知の標準粒子が塗布された補正用ディスクに照明手段100からレーザを照射して、補正用ディスクからの反射光を検出した低角度検出器209からの出力に基づいて低角度検出器209に印加する電圧を決定するAPD印加電圧決定部510を備えている。
The
処理ユニット500は、表示画面601を有して検査条件を入力し、検査結果を出力する入出力手段600に接続されている。また、処理ユニット500と入出力手段600とは、全体制御部700と接続している。全体制御部700は、試料1を載置して試料1を回転させるスピンドル部181と試料1が回転する面内で少なくとも1軸方向に移動可能な直進ステージ182とを備えたステージ手段180を駆動制御するステージ制御部185と、照明手段100、処理ユニット500及び入出力手段600とを制御する。
The
以上の構成で、全体制御部700でステージ制御部185を制御して、ステージ手段180のスピンドル部181と直進ステージ182とを駆動制御することにより、図2に示すようにステージ手段180に載置した試料1をθ方向に回転させ、回転の中心に対して直角な方向(試料1の半径(r)方向)に一定の速度で移動を開始する。
With the above configuration, the
この状態でステージ手段180に載置されて回転している試料1の表面に照明手段100からレーザを照射し、試料1の表面で反射・散乱されてフレネルレンズ201の方向に向かった光のうち正反射光は正反射光検出器206で、正反射光周辺の散乱光は低角度検出器209で検出される。又、試料1の表面から高角度検出光学系300のフレネルレンズ301の方向に向かった散乱光は第1の高角度検出器304で検出される。
In this state, the surface of the
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の内周部から外周部にかけて試料1の表面をスパイラル状に検査を行うことにより、試料1の表側の全面を検査することができる。
By inspecting the surface of the
検査中は、図1Eに示す表面変位測定部190で、投光器191から試料1の表面に投射した光ビームの反射光を複数の画素を備えた検出器192で検出し、反射光の検出位置に応じた検出信号を出力する。検出器192から出力された信号は全体制御部700で処理されて試料1の表面の高さの変動量を求め、この求めた変動量に応じて図示していないオートフォーカス手段により、低角度検出光学系200と高角度検出光学系300との試料1の表面に対する高さが制御される。これにより、常に安定した検査を実行することができる。
During the inspection, the surface
なお、本例では低角度検出光学系200、高角度検出光学系300のそれぞれに迷光を遮光するためのピンホール板205,208,及び303を用いる構成について説明したが、このような構成に限られるものではない。即ち、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205,208,及び303の代わりに偏光フィルタを用いるようにしてもよい。
In this example, the configuration using the
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205,208,及び303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。
When a single wavelength laser is used as the laser emitted from the
次に、本実施例における低角度検出器209の補正方法を説明する。低角度検出器209には、基板または磁気メディア上の微小な欠陥からの微弱な散乱光を検出するために、光電子増倍管(Photomultiplier Tube: PMT,又は Avalanche Photo Diode: APD)やMPPC (Multi-Pixel Photon Counter)などの高感度な検出器を用いる。
Next, a correction method of the
このような高感度な検出器として光電子増倍管を用いる場合、光電子増倍管は、入射した光を電子に変換し増幅して出力するものであるが、光電子増倍管への印加電圧を一定にした状態で使用し続けると、感度(増幅率)が経時的に変化(劣化)する特性を持っている。このため、欠陥検出の感度を一定に維持して検査を行うためには、感度の劣化に対応して光電子増倍管への印加電圧を制御する必要がある。また、磁気ディスクの表面の検査に用いる光電子増倍管と裏面の検査に用いる光電子増倍管との感度を合わせるためにも光電子増倍管への印加電圧を制御する必要がある。 When a photomultiplier tube is used as such a highly sensitive detector, the photomultiplier tube converts incident light into electrons, amplifies it, and outputs it. The applied voltage to the photomultiplier tube is If it is used in a constant state, the sensitivity (amplification factor) has a characteristic that changes (deteriorates) over time. For this reason, in order to perform inspection while maintaining the defect detection sensitivity constant, it is necessary to control the voltage applied to the photomultiplier tube in response to the sensitivity deterioration. Further, in order to match the sensitivity of the photomultiplier tube used for the inspection of the surface of the magnetic disk and the photomultiplier tube used for the inspection of the back surface, it is necessary to control the voltage applied to the photomultiplier tube.
一方、正反射光検出器206は、ディスク面に対する正反射光の反射角度の変移を計測するためのものであり、特性の劣化が少ない4分割センサ等を用いることができる。従って、正反射光検出器206は、感度の補正を行う必要が無い。
On the other hand, the regular
低角度検出器209である光電子増倍管への印加電圧を制御するために、本実施例においては、同じ種類の磁気ディスクの検査を継続して行う場合には定期的に又は任意のタイミングで、また、異なる種類の磁気ディスクを検査する場合にはその異なる種類に磁気ディスクの検査に先駆けて基準ディスクをテスタへ搬送し、光学受光素子の補正を実施するものとし、また、補正用ソフトウェアにより、受光素子のキャリブレーションを実施するものとし、装置のテスト精度をディスクの表面状態・受光素子の劣化状態に関わらず一定に保つことができるように構成する。また、光電子増倍管として、以下の実施例においてはAPDをアレイ状に並べたAPDアレイセンサ(以下、単にAPDと記す)を用いた場合について説明する。
In this embodiment, in order to control the voltage applied to the photomultiplier tube, which is the
具体的な補正方法としては、大きさが既知のPSL(Polystyrene Latex)などの標準粒子を表面に付着させた磁気ディスクをスピンドルで回転させた状態で磁気ディスクの表面にレーザを照射し、PSLを含む磁気ディスクの表面からの反射光のうち、低角度検出光学系200に入射した反射光からミラー201で正反射光を分離し、この正反射光が分離された正反射光周辺の散乱光による像を結像させ、この散乱光の像を低角度検出器(APD)209で検出する。そして、この散乱光の像を検出した低角度検出器(APD)209から出力される検出信号をA/D変換器401でA/D変換して処理ユニット500に入力する。
As a specific correction method, a laser beam is irradiated on the surface of the magnetic disk while rotating the magnetic disk with a standard particle such as PSL (Polystyrene Latex) having a known size attached to the surface, and the PSL is Of the reflected light from the surface of the magnetic disk, the specularly reflected light is separated by the
処理ユニット500に入力した検出信号は、APD印加電圧決定部510で予め設定された閾値Psと比較されて、閾値Psよりも大きいレベルの検出信号が、ディスク表面のPSLからの散乱光を検出した信号として抽出される。処理ユニット500に入力した検出信号を、各信号のピーク値に相当する検出電圧の電圧レベル毎の信号のカウント数(欠陥数)との関係でプロットした例を図4Aに示す。
The detection signal input to the
図4Aには、APDに印加する電圧を変えて検出したときの2つの波形441と442とを示す。実際には、この抽出された信号の発生頻度にはばらつきがあり、波形441及び442のように滑らかな形状にはならない。この場合、閾値Psよりも高い検出電圧で、一番多く発生した電圧レベル(欠陥が一番多くカウントされた信号レベル:波形441の場合はPn,波形442の場合はPm)をそのときのAPDに印加する電圧におけるPSL検出信号レベル(電圧レベル)とし、そのときの検出欠陥数をPSLの検出個数(図4Aの場合は、波形441のときにはNn,波形442のときにはNm)とする。
FIG. 4A shows two
これをAPD209への印加電圧を変えながら繰り返し行って縦軸に検出した欠陥個数、横軸に図4AのPn,Pmに相当する検出ピーク電圧のヒストグラム分布曲線410(図4B)を得る。このグラフから、検出ピーク電圧が規定電圧P0となるときの検出欠陥個数Niを求めると共に、APD209への印加電圧を求め、制御部700でAPD209への印加電圧を調整する。PSLの検出については、レーザースポットの径・スキャンピッチに依っては1つのPSLに対し複数の検出点が発生する場合があるため、検出点をリンクさせるプログラム処理が必要になる。
This is repeated while changing the voltage applied to the
ここで、図4Aに示したグラフにおいて、閾値Psよりも大きいレベルの検出電圧のヒストグラムの山の頂上(波形441において、検出電圧Pn,検出欠陥数Nnの点、また、波形442において、検出電圧Pm,検出欠陥数Nmの点)の検出のために、ヒストグラムカーブに移動平均を適用するなどし、頂上検出をより定量的に実施できるような仕組みが必要になる。さらに、この方法では、一度の測定で理想印加電圧を特定できないため、ソフトウェアによる連続シーケンスを組んで、何度かの測定・補正を繰り返す必要がある。
Here, in the graph shown in FIG. 4A, the peak of the peak of the detection voltage histogram having a level larger than the threshold P s (in the
図3に、本実施例における補正方法を示すフローチャートを示す。低角度検出器209として、APDを用いた場合について説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing a correction method in this embodiment. A case where an APD is used as the
まず、大きさが既知のPSL粒子を表面に付着させた補正用ディスクを、ディスク表面検査装置1000のスピンドル部181に回転可能に保持する(S301)。次に、補正用ディスクを保持したスピンドル部181を回転させる。所定の回転数になったとき、補正用ディスクの検査対象面(ここでは上面とする)にレーザを照射する(S302)。
First, a correction disk having PSL particles of a known size adhered to the surface is rotatably held on the
レーザが照射された検査対象面からの反射光のうち正反射光をミラー201で反射して除いた散乱光を低角度検出光学系200の低角度検出器(APD)209で検出する(S303)。このとき、低角度検出器(APD)209への印加電圧は、初期の電圧に設定されている。
Scattered light obtained by reflecting and removing specularly reflected light from the inspection target surface irradiated with the laser by the
補正用ディスクの検査対象面に付着しているPSLにより発生して正反射光が除去された散乱光を低角度検出器(APD)209で検出した信号は、処理ユニット500のAPD印加電圧決定部510において予め設定した基準レベルと比較され、この基準レベルよりも大きなピークレベルを持つ信号が欠陥として検出され、その個数がカウントされて記憶される(S304)。なお、APD印加電圧決定部510において検出信号と比較する基準レベルは、欠陥候補検出部511で欠陥検出に用いる基準信号と同じレベルの信号を用いるが、必ずしも、同じレベルである必要はない。このS304により、図4Aの波形441又は442が得られる。
The signal detected by the low angle detector (APD) 209 that is generated by the PSL attached to the inspection target surface of the correction disk and from which the specular reflection light has been removed is detected by the APD applied voltage determination unit of the
次にAPD209への印加電圧が規定値P0に達したかを判定し(S305)、規定値に達していない場合には(S305でNOの場合)、APD209の印加電圧を増加させて(S306)、S303からを実行する。一方、S305でAPD209の設定電圧が規定値P0に達したと判断された場合には(S305でYESの場合)、S304で記憶されたデータから、欠陥個数を縦軸、印加電圧を横軸に記録したデータをプロットして、プロットした点を結んだ図4Aに示すような印加電圧毎の複数のアバランチェカーブ441,442から図4Bに示すような検出ピーク電圧のヒストグラム分布曲線410を求めて、検出ピーク電圧がP0となるようなAPD209に印加する電圧の補正値を決定し(S307)、APD209に印加する電圧を補正する(S308)。
Then it is determined whether the voltage applied to APD209 has reached a prescribed value P 0 (S305), (NO in S305). If not reached the predetermined value, by increasing the applied voltage APD209 (S306 ) And S303 are executed. On the other hand, (YES at S305) if the setting voltage of APD209 is judged to have reached the prescribed value P 0 in S305, the horizontal axis from the stored data, and the vertical axis the number of defects, the applied voltage in S304 A
初期に設定したAPD209への印加電圧を維持しながら、磁気ディスクの生産ラインで生産された磁気ディスクをディスク表面欠陥検査装置1000で順次検査を行う場合、APD209は、検出感度が経時変化により劣化していく。この対策として、一定の期間毎に、大きさが既知のPSL粒子を表面に付着させた補正用ディスクを用いて、図3で説明したフローに沿って処理をして検出ピーク電圧がP0となるようなAPD209に印加する電圧の補正値を決定し、APD209に印加する電圧を補正するようにすればよい。
When the magnetic disk produced on the magnetic disk production line is sequentially inspected by the disk surface
上記したような方法でAPD209に印加する電圧を制御することにより、欠陥検出の感度を一定に維持しながら検査を行うことができるようになり、検査結果の信頼性を高く維持することができる。
By controlling the voltage applied to the
また、別の対策の方法として、APD209への印加電圧と検出ピーク電圧との関係をプロットして求めた図4Cのグラフに示す曲線420のような関係を用いてAPD209に印加する電圧を制御する方法もある。
As another countermeasure method, the voltage applied to the
具体的には、図3のフローで用いたのと同じ大きさが既知のPSL粒子を表面に付着させた補正用ディスクを用いて、APD209から出力される欠陥の検出信号のピークレベル(図4Aの検出電圧Pn,Pmに相当)を常時又は定期的にモニタし、このモニタして検出した欠陥の検出信号のピークレベルPiから図4Cのグラフを用いてそのときの印加電圧Viを求める。次に、図4Cのグラフで最初に設定した印加電圧V0との差電圧(V0−Vi)を求める。この求めた差電圧(V0−Vi)分だけ、現時点でAPD209に印加している電圧に加算することにより、検出ピーク電圧がP0となるように再設定され、APD209の検出感度を維持することができる。
Specifically, the peak level of the defect detection signal output from the
また、検査対象の磁気ディスクの種類ごとに大きさが既知のPSL粒子を表面に付着させた補正用ディスクを作成して、図4A乃至図4Cのようなデータを処理ユニット500のデータベースに格納しておくことにより、検査対象の磁気ディスクの種類が変わっても対応することが可能になる。
Further, a correction disk in which PSL particles of a known size are attached to the surface for each type of magnetic disk to be inspected is created, and data as shown in FIGS. 4A to 4C is stored in the database of the
磁気ディスクの種類ごとに図3に示したような処理を実行して図4A乃至図4Cのグラフのようなデータを作成し、このデータを用いて上記したような方法でAPD209に印加する電圧を制御することにより、欠陥検出の感度を一定に維持しながら検査を行うことができるようになり、検査結果の信頼性を高く維持することができる。
The processing as shown in FIG. 3 is executed for each type of magnetic disk to generate data as shown in the graphs of FIGS. 4A to 4C, and the voltage applied to the
図1Aに示したディスク表面欠陥検査装置1000においては、図3で説明した処理フローを磁気ディスクの表面側の低角度検出光学系200と裏面側の低角度検出光学系200´とについて図4Aに示したような印加電圧毎の複数のアバランチェカーブを求め、それから作成した図4Bのグラフに示す関係に基づいてそれぞれのAPD209を調整することにより、表面側の低角度検出光学系200と裏面側の低角度検出光学系200´との感度が同等になるように調整することができる。
In the disk surface
本実施例によれば、経時的なセンサ感度の変化を補正することにより高い検出感度を安定して維持できるようになった。また、磁気ディスクの両面を同時に検査する検査装置において複数のAPDセンサを同時に用いるときに、個体間の感度差を合わせ込んだ複数のAPDセンサを用いてほぼ同等の検出感度を維持して欠陥の検出が行えるようになった。 According to the present embodiment, it is possible to stably maintain high detection sensitivity by correcting the change in sensor sensitivity over time. Further, when a plurality of APD sensors are used simultaneously in an inspection apparatus that inspects both surfaces of a magnetic disk at the same time, a plurality of APD sensors combined with sensitivity differences between individuals are used to maintain substantially the same detection sensitivity and to detect defects. Detection is now possible.
また、本実施例によれば、検査対象ディスクの生産ロットによって変わる表面状態に対応した最適な受光素子印加電圧を設定し、維持できるようになった。また、APDのような経時変化により特性が変化するような検出器を用いた場合であっても、その検出器の特性の変化をチェックして検出器に印加する電圧を調整することにより、テストの精度、欠陥の検出感度を一定の水準に保つことができるため、磁気ディスクのテスト工程において、光学式磁気ディスク検査装置による製品の合格・不合格の判断を安定的なものにすることができる。 In addition, according to the present embodiment, it is possible to set and maintain the optimum light receiving element applied voltage corresponding to the surface state that changes depending on the production lot of the disk to be inspected. Even when a detector whose characteristics change with time, such as APD, is used by checking the change in the characteristics of the detector and adjusting the voltage applied to the detector. Accuracy and defect detection sensitivity can be maintained at a certain level, so that the pass / fail judgment of the product by the optical magnetic disk inspection device can be made stable in the magnetic disk test process. .
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。 As mentioned above, although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. Yes.
1・・・試料 100、100´・・・照明手段 180・・・ステージ手段 200,200´・・・低角度検出光学系 206・・・正反射光検出器 209・・・低角度検出器 300,300´・・・高角度検出光学系 400・・・A/D変換部 500・・・処理ユニット 600・・・入出力部 700・・・全体制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該テーブル部により回転させられて前記一方向に移動している前記磁気メディアの表面に傾斜した方向からレーザを照射するレーザ照射部と、
該レーザ照射部によりレーザが照射された前記磁気メディアの表面に付着させた大きさが既知の粒子からの反射光のうち正反射光を除去して、該正反射光の周辺の散乱光を集光して該散乱光の像を形成する散乱光像形成部と、
該散乱光像形成部で形成した前記大きさが既知の粒子からの散乱光の像を検出する像検出器と、
該像検出器で前記大きさが既知の粒子からの散乱光の像を検出して得た信号を処理して前記磁気メディアの表面の欠陥を検出する信号処理手段と、
前記像検出器で前記大きさが既知の粒子からの散乱光の像を検出して得た信号に基づいて前記像検出器の経時的な変化を検出して前記像検出器の感度を補正する感度補正部と
を備えたことを特徴とする磁気メディアの光学式検査装置。 A magnetic film is formed on the surface of the substrate, and a magnetic medium having particles of a known size attached to the surface of the magnetic film is placed on the surface to rotate the magnetic medium and perpendicular to the central axis of rotation. A table part that moves in one direction,
A laser irradiation unit configured to irradiate a laser from a direction inclined to the surface of the magnetic medium rotated by the table unit and moving in the one direction;
The specularly reflected light is removed from the reflected light from particles of a known size adhered to the surface of the magnetic medium irradiated with the laser by the laser irradiation unit, and the scattered light around the specularly reflected light is collected. A scattered light image forming unit that forms an image of the scattered light by light;
An image detector for detecting an image of scattered light from the particle having a known size formed by the scattered light image forming unit;
Signal processing means for detecting a defect on the surface of the magnetic medium by processing a signal obtained by detecting an image of scattered light from a particle having a known size with the image detector;
Based on a signal obtained by detecting an image of scattered light from a particle having a known size by the image detector, a change with time of the image detector is detected to correct the sensitivity of the image detector. An optical inspection apparatus for magnetic media, comprising a sensitivity correction unit.
前記テーブル部により回転させられて前記一方向に移動している前記磁気メディアの表面に傾斜した方向からレーザを照射し、
該レーザが照射された前記磁気メディアの表面に付着させた大きさが既知の粒子からの反射光のうち正反射光を除去して、該正反射光の周辺の散乱光を集光して該散乱光の像を形成し、
該形成した前記大きさが既知の粒子からの散乱光の像を像検出器で検出し、
該像検出器で前記散乱光の像を検出して得た信号を処理して前記磁気メディアの表面の欠陥を検出し、
前記像検出器で前記大きさが既知の粒子からの散乱光の像を検出して得た信号に基づいて前記像検出器の経時的な変化を検出して前記像検出器の感度を補正する
ことを特徴とする磁気メディアの光学式検査方法。 A magnetic medium having a magnetic film formed on the surface of the substrate and particles having a known size adhered to the surface of the magnetic film is placed on the table portion, and the magnetic medium is rotated and rotated at the central axis. Move it in a direction perpendicular to it,
Irradiating the laser from a direction inclined to the surface of the magnetic medium rotated by the table portion and moving in the one direction;
The specularly reflected light is removed from the reflected light from particles of a known size attached to the surface of the magnetic medium irradiated with the laser, and the scattered light around the specularly reflected light is collected to Forms an image of scattered light,
An image detector detects an image of scattered light from the particle having the known size formed,
Processing the signal obtained by detecting the image of the scattered light with the image detector to detect defects on the surface of the magnetic media;
Based on a signal obtained by detecting an image of scattered light from a particle having a known size by the image detector, a change with time of the image detector is detected to correct the sensitivity of the image detector. An optical inspection method for magnetic media.
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