JP2015068732A - 磁気メディアの光学式検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ感度の経時変化を補正して高い検出感度を維持できるようにすると共に、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する。【解決手段】磁気メディアの光学式検査装置を、磁気メディアを回転させると共に一方向に移動させるテーブル部と、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、磁気メディアからの反射光の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、形成した散乱光像を検出する像検出器と、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、表面に欠陥が存在しないことが確認された磁気メディアの散乱光の像を像検出器で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。【選択図】図１Ａ

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。

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。

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。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。

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。

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。

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に検出するための検出器として、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。

特開２０１１−１３７７２１号公報 特開２００８−１１１８３０号公報

磁気ディスクの生産過程において、基板の違い、磁性膜の形成方法の違い、表面処理の違いにより、さまざまな表面状態の製品が存在する。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。

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、ディスクの生産工程における表面状態の違いにより、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。

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。

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この磁性膜の表面に欠陥が存在しないことが確認され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、この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の微小な凹凸により発生した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磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した反射光による散乱光像を検出する像検出器と、この像検出器で磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した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、像検出器で磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した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。

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この磁性膜の表面に欠陥が存在しないことが確認された磁気メディアをテーブル部に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、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の微小な凹凸により発生した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この散乱光の像を形成し、この形成した磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した反射光による散乱光像を像検出器で検出し、この像検出器で磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した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、像検出器で磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した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ようにした。

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。

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。

本発明の一実施例における磁気メディアの光学式検査装置の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例における磁気メディアの光学式検査装置の正反射光検出光学系と低角度検出光学系の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例における磁気メディアの光学式検査装置の正反射光検出光学系の４分割センサの正面図である。 本発明の一実施例における磁気メディアの光学式検査装置の高角度検出光学系の概略の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例における磁気メディアの光学式検査装置の表面変位測定部の概略の構成を示すブロック図である。 試料である磁気メディアのディスクの平面図である。 本発明の一実施例における磁気メディアの光学式検査装置の低角度検出器の感度を補正する方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例における磁気メディアの光学式検査装置の低角度検出器の出力電圧（ピーク電圧）と各ピーク電圧毎の検出欠陥個数（ピークカウント数）との関係を示すグラフである。 本発明の一実施例における磁気メディアの光学式検査装置の低角度検出器への印加電圧と検出欠陥個数（ピークカウント数）との関係を示すグラフである。 本発明の一実施例における磁気メディアの光学式検査装置の低角度検出器で検出した欠陥のピーク出力電圧と検出欠陥個数（ピークカウント数）との関係を示すグラフである。

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、対象ディスクの散乱光検出数がアバランチェ上で立ち上がる点から、受光素子の印加電圧を決定することで、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

処理ユニット５００は、更に、ＡＰＤ印加電圧決定部５１０を備えている。ＡＰＤ印加電圧決定部５１０は、表面に傷が無く異物が付着しておらず欠陥のないことが確認されている基準ディスクに照明手段１００からレーザを照射して、基準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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

具体的な補正方法としては、表面に傷が無く異物が付着しておらず欠陥のないことが確認されている基準ディスクをスピンドルに載せて回転させた状態で、基準ディスクにレーザを照射する。このレーザが照射された基準ディスクの表面の微細な凹凸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。

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Ｐ_ｓと比較されて、閾値Ｐ_ｓよりも大きいレベルの検出信号が、ディスク表面の微細な凹凸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。

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Ｐ_ｓ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Ｐ_ｎ，波形４４２の場合はＰ_ｍ）をそのときのＡＰＤに印加した電圧におけるディスク表面の微細な凹凸の検出信号レベル（電圧レベル）とし、そのときの検出欠陥数を微細な凹凸の検出個数（図４Ａの場合は、波形４４１のときにはＮ_ｎ，波形４４２のときにはＮ_ｍ）とする。

ここで、本実施例では、低角度検出器（ＡＰＤ）２０９に印加する電圧の適正な範囲を決めるために、低角度検出器（ＡＰＤ）２０９への印加電圧を変化させながら、各印加電圧毎の微細な凹凸の検出数を記録する。これにより、図４Ｂに示すような縦軸に検出欠陥個数、横軸に印加電圧をプロットしたグラフからアバランチェカーブ４５１を求める（図４Ｂの縦軸の検出欠陥個数の目盛りは、図４Ａの縦軸の検出欠陥個数の目盛りと比べて縮小して表示している）。そして、図４Ｂに示すように、アバランチェカーブ４５１から、欠陥数が基準値（低い印加電圧のときの検出個数）から規定の個数へカウントアップした点の印加電圧を補正電圧として決定するようにした。

ここで、図４Ｂからわかるように、低角度検出器（ＡＰＤ）２０９は、印加電圧が低いときには低角度検出器（ＡＰＤ）２０９自身が発生するノイズ成分が多少検出されるが、ディスク表面の微細な凹凸により発生する散乱光は検出されていない。この状態では、ディスク表面の微細な凹凸により発生する散乱光によるノイズは、あまり検出されないが、同時にディスク表面の微細な欠陥からの散乱光も検出できない可能性がある。

一方、印加電圧を徐々に大きくして行って、ある電圧レベル（図４ＡのＰ_ｓに相当）を超えるとディスク表面の微細な凹凸により発生する散乱光を検出し始め、更に印加電圧を大きくしていくと検出欠陥個数が急激に増加する。ディスク表面の微細な凹凸により発生する散乱光に起因する検出欠陥個数が増えすぎると、これが検査時のノイズとなり、ディスク表面の微細な欠陥による散乱光の検出信号がノイズに埋もれてしまって、欠陥検出感度が低くなってしまう恐れがある。

そこで、本実施例においては、ディスク表面の微細な凹凸により発生する散乱光に起因する検出欠陥個数の基準値から規定の個数カウントアップした値（判定基準値）：Ｒ４００を予め実験的に求めて設定しておき、低角度検出器（ＡＰＤ）２０９への印加電圧を順次変化させて求めた図４Ｂのようなグラフから、検出欠陥個数の判定基準値Ｒ４００を達成する低角度検出器（ＡＰＤ）２０９への印加電圧Ｖ_０を決定するようにした。

ディスク表面の微細な凹凸の検出については、レーザースポットの径・スキャンピッチに依っては1つの微細な凹凸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。

ここで、図４Ａに示したグラフにおいて、閾値Ｐ_ｓ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Ｐ_ｎ，検出欠陥数Ｎ_ｎの点、また、波形４４２において、検出電圧Ｐ_ｍ，検出欠陥数Ｎ_ｍ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。

図３に、低角度検出器２０９としてＡＰＤを用いた場合の本実施例における補正方法をフローチャートに示す。

まず、表面に傷や突起、異物などの欠陥のないことが確認されている基準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、基準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、基準ディスクの検査対象面（ここでは上面とする）に照明手段１００からレーザを発射して、基準ディスクの表面に照射する（Ｓ３０２）。

レーザが照射された基準ディスクの検査対象面からの反射光のうち、正反射光がミラー２０１で反射されて取り除かれて残っ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。基準ディスクの検査対象面の微小な凹凸により発生する散乱光を低角度検出器（ＡＰＤ）２０９で検出した信号（検出電圧）は、処理ユニット５００のＡＰＤ印加電圧決定部５１０において、図４Ａのように、信号のピーク値に相当する検出電圧（横軸）の電圧レベル毎の信号のカウント数（欠陥数：縦軸）との関係でプロットされて曲線４４１又は４４２のようなアバランシェカーブが求められる。

グラフにプロットされたデータは、予め設定した検出電圧の基準レベルＰ_ｓと比較され、この基準レベルＰ_ｓよりも大きな電圧レベルの側で検出欠陥数がピーク（Ｎ_ｎ又はＮ_ｍ）となるレベルを持つ信号が欠陥として検出され、そのピークの個数（欠陥のカウント数）とそのときの検出電圧（信号レベル）とが低角度検出器（ＡＰＤ）２０９への印加電圧と対応づけて記憶される（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Ｐ_ｓは、図４Ａのグラフで横軸の左側のゼロに近い領域でノイズをカウントしている部分の信号のレベルが一端下限に達する電圧レベルよりも大きい値に設定する。

次に、Ｓ３０４で検出し記憶された欠陥のカウント数（個数）が規定値Ｒ４００に達したかを判定し（Ｓ３０５）、規定値Ｒ４００に達していない場合には（Ｓ３０５でＮＯの場合）、低角度検出器（ＡＰＤ）２０９の印加電圧を増加させて（Ｓ３０６）、Ｓ３０３からのステップを実行する。

一方、Ｓ３０５において、Ｓ３０４で検出し記憶された欠陥のカウント数が規定値Ｒ４００に達したと判断された場合には（Ｓ３０５でＹＥＳの場合）、Ｓ３０４で記憶したデータから、印加電圧ごとの欠陥個数（欠陥のカウント数）をプロットして、プロットした点を結んで図４Ｂに示すような特性曲線４５１を求める。次に、この特性曲線４５１から、検出した欠陥個数（欠陥のカウント数）が規定値Ｒ４００となる印加電圧を求め、これを低角度検出器（ＡＰＤ）２０９に印加する電圧値Ｖ_０として決定し（Ｓ３０７）、低角度検出器（ＡＰＤ）２０９に印加する電圧がＶ_０となるように補正する（Ｓ３０８）。

なお、図４ＢのＡＰＤ２０９への印加電圧を横軸に記録するかわりに、図４Ｃに示すようなＡＰＤ２０９の検出電圧（信号レベル）を横軸に記録したデータを用いて低角度検出器（ＡＰＤ）２０９に印加する電圧を決定するようにしてもよい。すなわち、Ｓ３０４で低角度検出器（ＡＰＤ）２０９への各印加電圧と対応づけて記憶された、検出欠陥数がピーク（Ｎ_ｎ又はＮ_ｍ）となるときの検出欠陥個数（欠陥のカウント数）とそのときの検出電圧（信号レベル）との関係を図４Ｃのようにプロットして、アバランチェカーブ４５２を求め、このデータを用いて低角度検出器（ＡＰＤ）２０９に印加する電圧を決定するようにしてもよい。

図３に示したような補正の処理を定期的に、または検査対象の磁気ディスクの種類を変える毎に実行することにより、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。

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。

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又は図４Ｃ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。

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。

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。

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、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。

Claims (8)

1. 基板の表面に磁性膜が形成されて該磁性膜の表面に欠陥が存在しないことが確認された磁気メディアを載置して該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、
   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の前記微小な凹凸により発生した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磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した反射光による前記散乱光像を検出する像検出器と、
   該像検出器で前記磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した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磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した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。
2. 請求項１記載の磁気メディアの光学式検査装置であって、前記感度補正部は、該磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生する前記散乱光の像を検出する前記像検出器の検出条件を変えて検出して得た複数の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装置。
3. 請求項１又は２に記載の磁気メディアの光学式検査装置であって、前記像検出器は、ＡＰＤをアレイ状に並べたＡＰＤアレイセンサであることを特徴とする磁気メディアの光学式検査装置。
4. 請求項１又は２に記載の磁気メディアの光学式検査装置であって、前記レーザ照射部と前記散乱光像形成部と前記像検出器とは、前記テーブル部に載置された磁気メディアの表面の側と裏面の側とに配置されていることを特徴とする磁気メディアの光学式検査装置。
5. 基板の表面に磁性膜が形成されて該磁性膜の表面に欠陥が存在しないことが確認された磁気メディアをテーブル部に載置して該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、
   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の前記微小な凹凸により発生した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、
   該形成した前記磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した反射光による前記散乱光像を像検出器で検出し、
   該像検出器で前記磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した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磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生した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。
6. 請求項５記載の磁気メディアの光学式検査方法であって、前記感度を補正することを、前記磁気メディアの表面の微小な凹凸により発生する前記散乱光の像を検出する前記像検出器の検出条件を変えて検出して得た複数の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。
7. 請求項５又は６に記載の磁気メディアの光学式検査方法であって、前記像検出器は、ＡＰＤをアレイ状に並べたＡＰＤアレイセンサであることを特徴とする磁気メディアの光学式検査方法。
8. 請求項５又は６に記載の磁気メディアの光学式検査方法であって、前記レーザを照射することと前記散乱光像を形成することと前記散乱光像を像検出器で検出することとは、前記テーブル部に載置された磁気メディアの表面の側と裏面の側とで同時に行うことを特徴とする磁気メディアの光学式検査方法。

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