JP5400548B2

JP5400548B2 - レジスト膜面ムラ検査装置及び検査方法並びにｄｔｍ製造ライン

Info

Publication number: JP5400548B2
Application number: JP2009227695A
Authority: JP
Inventors: ビンアブドルラーシッドファリズ; 尚晃山下; 正史青木; 尚征田篭
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: JP2011075426A

Description

本発明は、ディスクリートトラックメディア(ＤＴＭ)ディスクの製作工程に係り、特にディスク表面に塗布するレジスト膜の面ムラを検査するレジスト膜面ムラ検査装置及び検査方法並びにレジスト膜面ムラ検査装置を有するＤＴＭ製造ラインに関する。

ハードディスクドライブの記録密度を高める技術の一つとしてＤＴＭが期待されている。ＤＴＭの製作には、ガラス基板上に磁性層を有するディスク表面にレジスト膜を塗布し、微細パターンを有するスタンパでそのパターンをレジスト膜に転写し、パターン有するレジスト膜をマスクとしてドライエッチングし、磁性層に溝を形成するなどの複数の工程を有する。上記レジスト膜の塗布はディスクを回転して塗布する所謂スピンコート法で行なわれる。そのときに面ムラが発生する場合がある。この面ムラが発生すると溝形成に影響し、商品の品質管理上大きな課題となっており、レジスト膜の面ムラをリアルタイムであるいは簡単に検査する要求が高い。半導体における面ムラ検査装置としては特許文献１に示すものがあり、一般的は光学式検査装置として特許文献２に示すものがある。

特開２０００―３１１９２５号公報特開２０００―１８０３７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載した面ムラ検査装置は面ムラを散乱光に基づいて検出するために複雑なデータ処理が必要であり、またリアルタイムで検出するのには困難である。また、特許文献２に記載した光学式検査装置はディスク等の表面の異物・欠陥を検出し、それらをマップとして表示するものであり、単に光学式検査装置をレジスト膜の面ムラの検査に適用しても、面ムラを検出できない。特に、リアルタイムであるいは簡単にレジスト膜の面ムラを検査できる検出手段がない。

本発明の目的は、上記した課題を鑑みてなされたもので、レジスト膜の面ムラをリアルタイムあるいは簡単にレジスト膜の面ムラを検査できるレジスト膜面ムラ検査装置及び検査方法を及びＤＴＭ製造ラインを提供することにある。

本発明では、上記目的を達成するために、表面ディスクの表面に塗布されたレジスト膜の表面に検査光を照射し、該レジスト膜表面から正反射光を検出し、その二次元像を出力することを第１の特徴とする。
また、本発明では、上記目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記出力は前記２次元検出結果をその検出レベルに応じて濃淡画像あるいは色相画像として表示することを第２の特徴とする。

さらに、本発明では、上記目的を達成するために、第１または２の特徴に加え、前記レジスト膜表面からの散乱光を検出し、前記散乱光は前記散乱光を検出する散乱光検出器に前記散乱光を結像させるレンズの受光面側に遮光マスクとを備えた散乱光検出手段で検出され、前記散乱光検出手段の検出結果に基づいて前記レジスト膜表面上の異物・欠陥を検出することを第３の特徴とする。

また、本発明では、上記目的を達成するために、第３の特徴に加え、前記２次元検出結果の有する前記異物・欠陥の検出成分を前記散乱光検出手段の前記検出結果に基づいて補正し、前記補正された前記正反射光検出手段の前記２次元検出結果を出力することを第４の特徴とする。

最後に、本発明では、上記目的を達成するために、磁性層を有するディスクにレジストを塗布し、サーボ情報やデータトラックなどのパターンが形成されたスタンパを用いてレジスト塗布面にパターンを転写し、転写されたレジストパターンをマスクとしてドライエッチングしてＤＴＭディスクを製作するＤＴＭ製造ラインにおいて、前記レジスト塗布するレジスト塗布装置の後段に第１乃至第４のいずれかの特徴を有するレジスト膜面ムラ検査装置を設けたことを第５の特徴とする。

本発明によれば、レジスト膜の面ムラをリアルタイムあるいは簡単にレジスト膜の面ムラを検査できるレジスト膜面ムラ検査装置及び検査方法を及びＤＴＭ製造ラインを提供できる。

本発明の実施形態の検査光学系とレジスト膜が平坦に形成された場合における正反射光と散乱光との出力波形を示した図である。本発明の実施形態の検査光学系とレジスト膜が面ムラを有する場合における正反射光と散乱光との出力波形を示した図である。本発明の実施形態におけるレジスト塗布に関係する塗布関連ＤＴＭ製造装置を示した図である。本発明の実施形態におけるレジスト膜面ムラ検査装置を示す図である。本実施形態のレジスト膜面ムラ検査装置における第１の検出結果例を示した図である。本実施形態のレジスト膜面ムラ検査装置における第２の検出結果例を示した図である。本実施形態のレジスト膜面ムラ検査装置における第３の検出結果例を示した図である。

本発明は、種々の検討した結果、図１、図２に示す新たな知見に基づいてなされたものである。図１、図２に示す検査光学系１は、大別して照射系２０、正反射系２５、散乱系３０及びビームスプリッタ３５を有する。照射系２０は検査光２１を出力する光源２２とその検査光を集光し集束するレンズを有する照射系レンズ２３からなる。正反射系２５はビームスプリッター３５を透過した正反射光２６を集光し結像する正反射系レンズ２７と正反射光２６を受光する正反射光受光器２８からなる。散乱系３０はビームスプリッタ３５で反射された反射光３１を集光し結像する散乱系レンズ３２、散乱光受光器３３及び後述する光重心ずれを起したときの散乱光をカットするマスク３４からなる。

図１、図２に示す図(ａ)、図(ｂ)は、ワークであるディスク２を動かしながらディスク上に塗布されたレジスト膜１０に検査光２１を斜めから照射し、レジスト膜から反射される正反射系２５、散乱系３０のそれぞれの出力波形２６ａ、３１ａを図(ａ)、図(ｂ)に模式的に示した図である。図１はレジスト膜１０が平坦に形成された場合を示し、図２はレジスト膜１０が面ムラを有する場合を示した図である。

図１のようにレジスト膜１０が平坦に形成されると、正反射系２５は図１(ａ)に示すように位置によってその受光量に変化がなく出力波形２６ａはフラットになる。また正反射系は低感度のために微小欠陥や異物があっても検出しないか又はその影響は小さい。散乱系３０は高感度のために異物からの散乱光３１を受光し、その出力波形３１ａは、例えば異物７０があれば、図１(ｂ)のように異物の大きさに応じた山なりの波形となる。

一方、図２に示すようにレジスト膜１０に面ムラがあると、正反射系２５は図２(ａ)に示すように、全体的に受光レベル下がり、その出力波形２６ａは上下に変化する。このことより面ムラを検出する。散乱系３０は面状態の変化により光重心のずれが起こり、散乱光３１の殆どが遮光マスク３４にカットされてその出力波形３１ａは殆ど零の値で変化しない。なお、光重心とは、同一ビーム内で反射率の違いにより受光スポットの位置が受光器の前後に変化することをいう。面ズレにおいては面状態の変化が受光スポットの位置の変化を齎し、受光量の変化を齎すことになる。この変化は低感度である正反射系で大きくなる。

このことから、散乱系に比べて低感度を有する正反射系の受光量の変化を監視すれば面ムラを検出できることが解った。また、その受光量の変化を濃淡あるいは色の変化で面状にモニタに示せば目視によっても面ムラの状態を認識できる。さらに、散乱系の結果と合わせて異物や欠陥も検出できる。

図３は本発明の実施形態におけるレジスト塗布に関係する塗布関連ＤＴＭ製造装置１００を示した図である。塗布関連ＤＴＭ製造装置１００の前には図１に示すガラス基板に磁性層を形成するディスクを製造する工程の装置が、塗布関連ＤＴＭ製造装置１００の後には磁性層にできた溝に非磁性材料を埋め込み平坦化する工程等の装置がある。

塗布関連ＤＴＭ製造装置１００は、図１に示すディスク２の表面を洗浄する洗浄装置５１、洗浄されたディスクをアニーリング(乾燥)するアニーリング装置５２、ディスク表面にレジスト (図１参照)をスピンコートするレジスト塗布装置５３、サーボ情報やデータトラックなどのパターンが形成されたスタンパを用いてレジスト塗布面にパターンを転写するスタンピング装置５４、転写されたレジストパターンをマスクとしてドライエッチングしディスク表面に溝を形成するエッチング装置５５及びレジスト膜の面ムラを検査するレジスト膜面ムラ検査装置５０を有する。

レジスト膜面ムラ検査装置５０は、レジスト塗布装置５３でレジスト塗布されたディスクをある一定の割合でサンプリングし検査する。検査した結果、一定基準以上の面ムラが発生した場合は不良品と判断しスタンピング装置５４には戻さず廃棄し、良品と判断した場合はスタンピング装置に戻す。また、不良品の頻度が高くなれば作業員にその旨をモニタ等に表示し、場合によってはＤＴＭ製造ラインを停止する。

図４はレジスト膜面ムラ検査装置５０の一実施形態を示した図である。図１に示した検査光学系１は、装置に固定されたフレーム９に支持され、ワークであるレジストを塗布されたディスク２を載置するワークテーブル３の上部に設けられている。検査光学系１は、検査光２１をレジスト膜１０に照射して、ドーナス状のディスク２を螺旋走査してレジスト膜の全面を検査する。

次に、ドーナツ状のワークを全面走査する螺旋走査の機構と動作を説明する。ワークテーブル３は、図４に示すように、直線移動テーブル５とθ回転テーブル６とに支持されている。直線移動テーブル５はＲ方向に直線移動し、θ回転テーブル６はこの直線移動テーブル５の上に設けられている。θ回転テーブル６には回転角度を示す信号を発生するエンコーダ６ａが設けられ、直線移動テーブル５にはＲ方向の移動位置を示すエンコーダ５ａが設けられている。各エンコーダ５ａ，６ａの信号はデータ処理装置１１（インタフェース１４）に走査位置信号として送出される。なお、２ａはディスク２がワークテーブル３に載置されていることを検出するセンサである。３ａはドーナツ状したディスク２の中心がθ回転テーブル６の回転中心と一致するようにディスク２をセットするためのガイドピンである。８はθ回転テーブル６を駆動するθ方向駆動回路であり、ワークテーブル３の回転方向と回転速度、停止位置等がこの駆動回路を介して制御される。７は直線移動テーブル５をＲ方向に直線移動させるＲ方向駆動回路である。これら駆動回路はデータ処理装置１１からの制御信号に応じて制御される。

このような機構をメモリ１３に格納された定速度螺旋走査プログラム１３ａよってディスク２を螺旋走査する。具体的には、ディスク２の中心がθ回転テーブル６の回転中心と一致するようにディスク２をディスク２に載置し、検査光２１をドーナツの内側の縁にセットする。その後、ワークテーブル３をθ回転テーブル６で定速に回転させながら、直線移動テーブル５でディスク２の径(Ｒ)方向、例えば図４において左右方向に移動させる。これによって、検査光２１をディスク２の全面に亘って走査できる、即ち検査できる。
走査は螺旋に限らず矩形上に走査させてもよいし、検査光学系１側を走査させてもよい。

全面走査した場合の各測定点での正反射光や散乱光なる測定データはＡ／Ｄ変換回路４を経てデジタル値に変換されてデータ処理装置１１に転送されて、各エンコーダ５ａ，６ａで規定される各測定点(走査)位置とその点における測定値がメモリ１３のデータ領域１３ｄに記憶される。

そこで、正反射光強度面分布プログラム１３ｂによりレジスト面における正反射光強度分布を白黒の濃淡画像あるいは色相の変化画像としてモニタ１５に表示する。作業員は画像を見て例えば濃淡に変化があれば膜ムラが発生してと判断する。一方、欠陥検出プログラム１３ｃにより散乱光のデータを使って欠陥を検出し、検出された欠陥から欠陥の形状が算出され表示される。なお。図４において、１２はＣＰＵ、１６はバスである。

図５乃至図７はレジスト膜面ムラ検査装置５０によって検査された例を示した例である。各図において、図(ａ)は正反射系で検出した正反射光データを白黒の濃淡で示した正反射光強度面分布を示した図で、図(ｂ)は散乱系で検出した散乱光データを欠陥検出プログラム１３ｃにより異物・欠陥を検出しディスクの該当する位置に示した図である。

図５(ａ)においてはディスク２の内縁に盛り上がるようなレジスト膜の面ムラ６１が見られる。一方、図５(ｂ)に示すようにその該当する位置には異物７１が見られる。従って、面ムラ６１は異物による盛り上がりによる面ムラであると考えられる。そこで、異物７１の散乱光の強度に重みの補正係数をかけて正反射光データを補正したものを図(ｃ)に示した。その結果、面ムラ７１の形状は７１aに示すように小さくなり、面ムラ７１は異物７１によるものであると確認できた。

図６(ａ)においてはディスク２の外周部に筋状の面ムラ６２が見られる。一方、図５(ｂ)には筋状の面ムラ６２の両端側に異物６２ａ、６２ｂが見られる。従って、筋状の面ムラ６２はその両端側にある異物６２ａ、６２ｂの影響によるものと考えられる。

図７(ａ)においては島状の面ムラ６３ａとその両端側に放射状の面ムラ６３ｂが見られる。一方、図７(ｂ)には放射状の面ムラ６３ｂの両端側に異物６３ａ、６３ｂが見られる。
従って、該面ムラ６３ａ、６３ｂはその両端側にある異物６３ａ、６３ｂの影響によるものと考えられる。

以上の実施例に示したように、本実施形態であるレジスト膜面ムラ検査装置の正射系の検出結果に基づいて面ムラを確認でき、しかも、散乱系の検出結果によりその原因を推測できた。

以上説明したように、本実施形態によれば、レジスト膜の面ムラをリアルタイムあるいは簡単にレジスト膜の面ムラを検査できるレジスト膜面ムラ検査装置または検査方法をあるいはＤＴＭ製造ラインを提供できる。

１：検査光学系２：ディスク
３：ワークテーブル１０：レジスト膜
１１：データ処理装置１５：モニタ
２０：照射系２５：正反射系
３０：散乱系３４：ビームスプリッタ
３５：マスク５０：レジスト膜面ムラ検査装置
５１：洗浄装置５２：アニーリング装置
５３：レジスト塗布装置５４：スタンピング装置
５５：エッチング装置６１，６２，６３：レジスト膜の面ムラ
７０，７１，７２，７３：異物１００：塗布関連ＤＴＭ製造装置。

Claims

表面にレジスト膜を有するディスクを載置するテーブルと、
該レジスト膜の表面に検査光を照射する照射手段と、
該レジスト膜の表面から正反射光を検出する正反射光検出手段と、
前記検査光を前記レジスト膜の表面上を二次元的に走査させる走査手段と、
前記走査手段の走査によって得られる前記正反射光検出手段の２次元検出結果を出力する出力手段と、
前記レジスト膜の表面からの散乱光を検出する散乱光検出器と、前記散乱光を該散乱光検出器に結像させるレンズと、該レンズの受光面側に設けられた遮光マスクとを備える散乱光検出手段と、
前記散乱光検出手段の検出結果に基づいて前記レジスト膜の表面上の異物・欠陥を検出する処理手段と、を有し、
前記出力手段は、前記処理手段で検出された前記異物・欠陥を、前記２次元検出結果の検出レベルに応じて表示され、前記レジスト膜の面ムラを表す濃淡画像あるいは色相画像との関係が分かるように表示することを特徴とするレジスト膜面ムラ検査装置。
前記処理手段は、前記正反射光検出手段の前記２次元検出結果を、前記面ムラと関係ある前記異物・欠陥の前記散乱光検出手段の前記検出結果に基づいて補正し、前記出力手段は補正された前記正反射光検出手段の前記２次元検出結果を出力することを特徴とする請求項１に記載のレジスト膜面ムラ検査装置。
前記走査手段は前記テーブルを走査すること特徴とする請求項１又は２に記載のレジスト膜面ムラ検査装置。
表面にレジスト膜を有するディスクをテーブルに載置し、
該レジスト膜の表面に検査光を照射し、
該レジスト膜の表面から正反射光を検出し、
前記検査光を前記レジスト膜の表面上を二次元的に走査させ、前記走査によって得られる前記正反射光の２次元検出結果を出力し、
前記レジスト膜の表面からの散乱光を検出し、
前記散乱光の検出結果に基づいて前記レジスト膜の表面上の異物・欠陥を検出し、
検出された前記異物・欠陥を、前記２次元検出結果の検出レベルに応じて表示され、前記レジスト膜の面ムラを表す濃淡画像あるいは色相画像との関係が分かるように表示することを特徴とするレジスト膜面ムラ検査方法。
前記２次元検出結果を、前記面ムラと関係ある前記異物・欠陥の前記散乱光の検出結果に基づいて補正し、前記補正された前記２次元検出結果を出力することを特徴とする請求項４に記載のレジスト膜面ムラ検査方法。
前記走査は前記テーブルを走査することによって行なわれることを特徴とする請求項４又は５に記載のレジスト膜面ムラ検査方法。
磁性層を有するディスクにレジストを塗布し、サーボ情報やデータトラックなどのパターンが形成されたスタンパを用いてレジスト塗布面にパターンを転写し、転写されたレジストパターンをマスクとしてドライエッチングしてＤＴＭディスクを製作するＤＴＭ製造ラインにおいて、
前記レジスト塗布するレジスト塗布装置の後段に請求１乃至３のいずれかに記載のレジスト膜面ムラ検査装置を設けたことを特徴とするＤＴＭ製造ライン。
前記レジスト膜面ムラ検査装置を、前記パターンを転写するスタンピング装置と並行して設け、前記レジスト膜面ムラ検査装置で合格と判定された前記ディスクを前記スタンピング装置に戻すことを特徴とする請求項７に記載のＤＴＭ製造ライン。