JP3030424B2 - 光情報記録媒体の欠陥検査方法 - Google Patents

光情報記録媒体の欠陥検査方法

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JP3030424B2 JP3096422A JP9642291A JP3030424B2 JP 3030424 B2 JP3030424 B2 JP 3030424B2 JP 3096422 A JP3096422 A JP 3096422A JP 9642291 A JP9642291 A JP 9642291A JP 3030424 B2 JP3030424 B2 JP 3030424B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光情報記録媒体の欠陥を
検査する方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
光情報記録媒体の欠陥を検査する方法としては、タング
ステンハロゲンランプや水銀灯による透過光、反射光の
変化をCCDイメージセンサにより検出する方法、ある
いはレーザ光による透過光、反射光、回折光、散乱光の
変化をフォトディテクターにより検出する方法などがあ
る。
【0003】タングステンランプ、水銀灯による光照射
を行いCCDイメージセンサを利用する検査方法は、全
面走査時間が比較的短かいという利点があるが、欠陥の
検出感度はあまりよくない。一方、レーザ光照射による
方法では上記の方法に比べて高感度となりえるという利
点がある。このレーザ光による欠陥検査方法としては、
スパイラル走査法、ポリゴンミラー等を用いた走査法が
あるが、コスト的にみてスパイラル走査が一般的と言え
る。このレーザ光のスパイラル走査では通常走査タクト
との絡みでレーザ光のビーム径を数十μmオーダーにし
ている。この数十μmというビーム径は、比較的大きな
欠陥を検出するには十分であるが、例えばビーム径に比
べて非常に小さい欠陥や、欠陥の明暗コントラストの低
いものについては必ずしも十分な検出感度があるとは言
えない。
【0004】このビーム径に比べて非常に小さい欠陥
や、明暗のコントラストの低い欠陥で実際の記録、再生
時に欠陥となるようなものはフォトディテクターでの閾
値を下げてやれば良いが、この状態では雑音レベル(欠
陥無のレベル)との間のマージンが少なくなってしま
い、誤検出の恐れが出てしまう。又、レーザ光のビーム
径を絞ることにより欠陥検出感度を上げることができる
が、これも検査時間との関係である程度の制限を受けて
しまう。
【0005】例えば、従来のレーザ欠陥検査の場合、走
査ビーム径が40μφである場合に約10μφの大きさ
の欠陥を検出しようとする場合を考える。今、簡単のた
め10μφの欠陥によってレーザビームが完全に遮断さ
れてしまう、あるいは10μφの領域で測定物が完全に
かけている場合を考えると、この欠陥により検出器に入
る光量はIdo±Ido(52/202)=(1±1/16)
Idoとなり、この(±1/16)Idoという微小の欠陥信号を
検出しなければならない。したがって、従来法では欠陥
有無間のマージンが少なく、微小欠陥検出にこだわると
雑音レベルまで検出してしまうことになる。そこでビー
ム径を絞ることなく、従来のビーム径で高速に全面欠陥
検査を行い、かつ、微小欠陥と雑音レベル(欠陥有と欠
陥無の場合)のマージンを大きくし、欠陥の検出感度が
高い欠陥検査方法の実現が望まれていた。
【0006】本発明はこのような従来技術の実情に鑑み
てなされたもので、高感度で高速に光情報記録媒体の欠
陥検査を行うことができる方法を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】前記課題は、光
情報記録媒体にレーザ光を照射し、その透過光量変化を
検出することにより光情報記録媒体の欠陥を検査する方
法において、光情報記録媒体を介してレーザ光源とは反
対側に、又はレーザ光源側とレーザ光源とは反対側との
両方に、該レーザ光を反射させるミラーを設置し、入射
レーザ光が複数回光情報記録媒体を透過した後の透過光
量変化を検出することを特徴とする光情報記録媒体の欠
陥検査方法により解決される。
【0008】以下本発明について図面をもって説明す
る。図1に従来のレーザ透過型の欠陥検査方法における
欠陥検出原理図を示す。今、レーザ光の強度をIo、光
情報記録媒体1が無欠陥である時の透過率をT、欠陥2
による透過光量の変化分を△Tとすると、欠陥2がない
時の検出器に入る光強度Ido'及び欠陥2が存在する時
に検出器に入る光強度Idf'はそれぞれ Ido'=IoT …(1) Idf'=Io(T−△T) …(2) となる。したがってこの場合、欠陥検出のための閾値は
IdoとIdfとの間に設ければよく、そのマージンは Im'=Ido'−Idf'=Io△T …(3) となる。
【0009】一方、本発明によるレーザ透過型の欠陥検
査方法における欠陥検出原理図(1回の反射を利用した
系)を図2に示す。この系において、レーザ光の強度を
Io、光情報記録媒体1が無欠陥である場合のレーザ光
源側から反射部材3への透過率をT、反射部材3での反
射率をR、反射部材3側からレーザ光源側への透過率を
T’、光情報記録媒体1の欠陥2によるレーザ光源側か
ら反射部材3への透過率の変化分を△T、反射部材3側
からレーザ光源側への透過率の変化分を△T’とする
と、欠陥2がない時の検出器に入る光強度Ido及び欠陥
2が存在する時に検出器に入る光強度Idfはそれぞれ Ido=IoRTT'≒IoRT2 …(4) Idf=IoR(T−△T)(T'−△T')≒IoR(T−△T)2 …(5) となる。したがってこの場合、欠陥検出のための閾値は
IdoとIdfとの間に設定すればよく、そのマージンは Im=Ido−Idf=−IoR(△T−T)2+IoRT2 …(6) となる。そして従来検出法での無欠陥状態信号レベルと
欠陥信号レベルとの間のマージン量と、本発明での無欠
陥状態信号レベルと欠陥信号レベルとの間のマージン量
を比較すると図3のようになる。
【0010】この図3においては先の仮定により△T≧
0としている。△T≧0の部分、つまり光情報記録媒体
1に欠陥2が存在することにより透過率が減る場合、△
Tが小さい時、つまり微小欠陥に対する欠陥有と欠陥無
とでの信号レベルの差(マージン)が、本発明による欠
陥検出方法の方が従来法より大きくなることがわかる。
これはつまり本発明の欠陥検査方法を用いることにより
微小欠陥に対する欠陥検出感度が向上していることを意
味している。色素系の記録膜のような欠陥検査を従来法
で行う場合、その透過率の高さのため微小欠陥に対する
検出感度に問題があったが、この問題は本発明によって
解決される。
【0011】さらに△T≦0の部分、つまり光情報記録
媒体1にピンホール、泡状の欠陥等、透過光の増光に寄
与する欠陥が存在することにより透過率が上がる場合、
図3を見てもわかるように、本発明による方法を用いる
と従来法に比べ微小欠陥から大欠陥までの検出感度が飛
躍的に向上する。
【0012】なお、欠陥の存在により透過率が低下する
ような場合、△Tの大きい所で従来法の方が本発明より
マージンが大きくなっているが、例えばR≒1、T≒
0.8程度とすると(2RT−1)/R≒0.6とな
り、欠陥の存在により透過率が60%以上遮断される場
合この現象が起こる。つまり大欠陥でのマージンにかか
わるものでこれは実質上問題とはなりえない。
【0013】但し、図3のような従来法と本発明方法の
△T・マージン関係が成り立つためには(2RT−1)
/R>0である必要がある。つまり(2RT−1)/R
>0となるようなR,Tを選べば良いことになる。通常
Rは1に近いものを用いることができるし、欠陥検査用
のレーザは記録層等をいためないため透過率のある程度
高い波長を用いる方が好ましいと言えるので、Tも比較
的大きく上記の条件は満たされ易い。
【0014】以上本発明の1例について入射レーザ光が
同光路上に反射されて返ってくる場合を例に述べてきた
が、次に本発明の他の例について説明する。
【0015】図4は入射レーザ光を光情報記録媒体表面
法線方向に対して傾けた場合である(但し反射部材3は
入射レーザ光を同光路に反射させるような配置以外なら
どの様な角度に傾けてもよい)。このような配置にすれ
ば1つのレーザ光で同時に2つの領域の欠陥が検出でき
る。したがって従来程度(数十秒程度)の全面欠陥検査
時間内での検査であればビーム径を絞ることができ、欠
陥検出の感度を向上することができる。又、ビーム径を
それほど絞らなくてもよければ全面欠陥検査時間を短縮
することができる。さらに図4では反射部材3を入射レ
ーザ光源とは反対側に1個配置しただけであるが、入射
レーザ光源側にも反射部材3を配置して複数回透過・反
射を繰返せば、ビーム径が絞れて検出感度を上げること
ができ、更に全面欠陥検査時間も短かくすることができ
る。
【0016】前述の図4の方法の応用として図5のよう
な方法がある。つまり、図4の場合、全面欠陥検査の時
間は短縮できるが、従来法と比較して感度を上げるには
ビーム径を絞る必要がある。そこで図5の方法では、勿
論ビーム径を絞ってもよいのだが、ビーム径を絞らなく
ても欠陥の検出感度を高めることができる。これは原理
的には図2の方法と同様である。つまりこの図5の方法
は欠陥検出感度が高く、高速に欠陥検出できる系の1例
である。
【0017】今、入射レーザ光強度をIo、レーザ光源
側からの第1回目の透過率をT、逆光路での透過率を
’、レーザ光源反対側の第1の反射部材3の反射率
をR、第1の反射部材3からの第2回目の透過率をT
、逆光路の透過率をT’、及び第2の反射部材3の
反射率をRとする(図5(B)参照)。ここで簡単の
ため、T=T’、T=T’、R=Rとす
る。又、透過率Tの方の光路に欠陥があった時の透過
率の低下分を△T(△T>0)、透過率Tの方の
光路に欠陥があった時の透過率の低下分を△T(△T
>0)とする。すると、T光路、T光路両方に欠
陥が存在しなかった場合の欠陥検出信号レベルId
o’’は Ido’’=IoR(T ……(7) T光路、T光路に欠陥が存在した場合の欠陥信号レ
ベルIdf’’は Idf’’=IoR(T−△T(T−△T ……(8) となる。したがって欠陥有と無とでの信号レベルの差、
すなわちマージンは、 Im’’=Ido’’−Idf’’ ……(9) =IoR(T−IoR(T−△T(T −△T となる。今、計算の簡略化のため、片方の光路にのみ欠
陥が存在した場合を考える(△T =0とする)。又、
△Tに関する3次以上の項を無視すると(9)式は Im’’=−IoR2(△T−T+IoR2T2 ……(10) となる。この図5に示す欠陥検査方法のマージン
m’’((10)式)と従来法のマージンIm’
((3)式)とを比較すると図8のようになる。このグ
ラフから見てわかるように、本発明によれば、確かに微
小欠陥に対するマージンが大きくなって欠陥検出の感度
が高められることがわかる。但しこの場合微小欠陥に対
する感度が向上されるためには(明暗両方の欠陥に対し
て)(2T −1)/R >0である
必要があるが、通常の場合この関係は満足される。
【0018】本発明による更に別の方法を実施する系の
構成図を図6、図7に示すが、それぞれ図4、図5と基
本原理は全く同じである。
【0019】以上の説明においては光情報記録媒体表面
での反射光による影響を無視し基本的に欠陥検査で用い
るレーザ光の光源は検査媒体に対して比較的透過率が高
いと仮定した。
【0020】なお本発明での欠陥検査の対象に制限はな
く基板単体、基板+記録膜、基板+ハードコート層とい
ったように欠陥検査対象物を自由に選択できる。
【0021】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 (実施例1)130mmφのポリカーボネート基板上
に、下記化1に示す構造式のシアニン系色素を、メタノ
ール/1,2−ジクロロエタン(10:2)溶液に溶解
したものをスピンコートにより塗布して記録膜を形成
し、光情報記録媒体を得た。この光情報記録媒体に対
し、図2に示す方法により欠陥検査を行った。但し、レ
ーザとしてはHe−Neレーザを用い、コリメートレン
ズを通してビーム径約40μmの平行光を得た。又、反
射部材としてHe−Neレーザ用の全反射ミラーを用
い、回転数3600rpmで全面スパイラル欠陥検査を
行った。
【化1】
【0022】(比較例1)図1の欠陥検査法を用いた
(反射部材なし)こと以外は、実施例1と同一の条件で
欠陥検査を行った。
【0023】表1に同一の光情報記録媒体に対し欠陥検
査した実施例1及び比較例1のデータを示す。但し欠陥
検出のスラッシュレベルを調整し、雑音レベルを拾わ
ず、しかも欠陥率で10−5以上の欠陥を検出し10
−6以下の欠陥を検出しないようにした。
【0024】
【表1】 〇…欠陥無と判断 ×…欠陥有と判断
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ビーム径を従来程度とした場合には、欠陥の検出
感度を上げることができ、欠陥検査のスピードを上げる
ことができる。また、ビーム径を従来法よりも小さくし
た場合には、更に欠陥の検出感度を上げることができ、
欠陥検査のスピードを従来程度あるいはそれ以上にする
ことができる。更に、本発明は、色素系記録膜の欠陥検
査(透過率が高く欠陥のコントラストの低いもの)に有
用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のレーザ透過型の欠陥検査方法における欠
陥検出原理図。
【図2】本発明によるレーザ透過型の欠陥検査方法にお
ける欠陥検出原理図。
【図3】本発明方法と従来法のマージン量の比較図。
【図4】入射レーザ光を光情報記録媒体表面法線方向に
対して傾けた場合の説明図。
【図5】図4の方法の応用例の方法の説明図。
【図6】本発明による更に別の方法を実施する系の構成
図。
【図7】本発明による更に別の方法を実施する系の構成
図。
【図8】図5に示す欠陥検査方法と従来法のマージン量
の比較図。
【符号の説明】
1 光情報記録媒体 2 欠陥 3 反射部材

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光情報記録媒体にレーザ光を照射し、そ
    の透過光量変化を検出することにより光情報記録媒体の
    欠陥検査を行う方法において、光情報記録媒体を介して
    レーザ光源とは反対側に、又はレーザ光源側とレーザ光
    源とは反対側との両方に、該レーザ光を反射させる反射
    部材を設置し、入射レーザ光が複数回光情報記録媒体を
    透過した後の透過光量変化を検出することを特徴とする
    光情報記録媒体の欠陥検査方法。
  2. 【請求項2】 入射レーザ光を光情報記録媒体表面法線
    方向に対して斜めに入射させることを特徴とする請求項
    1に記載の光情報記録媒体の欠陥検査方法。
  3. 【請求項3】 レーザ光源とは反対側の反射部材、又は
    レーザ光源側の反射部材、又はその両方の反射部材を、
    入射レーザ光の光路と垂直な方向に対して傾斜させて設
    置することを特徴とする請求項1又は2に記載の光情報
    記録媒体の欠陥検査方法。
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