JPH06258246A - マルチモードレーザによるディスク表面検査方法 - Google Patents
マルチモードレーザによるディスク表面検査方法Info
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- JPH06258246A JPH06258246A JP6938393A JP6938393A JPH06258246A JP H06258246 A JPH06258246 A JP H06258246A JP 6938393 A JP6938393 A JP 6938393A JP 6938393 A JP6938393 A JP 6938393A JP H06258246 A JPH06258246 A JP H06258246A
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- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディスクの表面をマルチモードレーザにより
走査して、検査のタクトタイムを短縮する。 【構成】 表面検査装置の投光系３のレーザ光源51に、
マルチモード型のガスレーザ管を使用し、これが出力す
るマルチモードビームを集束レンズ31によりスポットＳ
M に集束して、回転するディスク１の表面に照射し、ス
ポットＳm の強度分布の両側の裾部分をオーバラップし
て円周方向に逐次走査する。 【効果】 従来の単一モード型のスポットに比較して、
検出性能が低下することなく検査のタクトタイムが短縮
され、需要が増大する各種の多量のディスクの表面検査
に対応できる。
走査して、検査のタクトタイムを短縮する。 【構成】 表面検査装置の投光系３のレーザ光源51に、
マルチモード型のガスレーザ管を使用し、これが出力す
るマルチモードビームを集束レンズ31によりスポットＳ
M に集束して、回転するディスク１の表面に照射し、ス
ポットＳm の強度分布の両側の裾部分をオーバラップし
て円周方向に逐次走査する。 【効果】 従来の単一モード型のスポットに比較して、
検出性能が低下することなく検査のタクトタイムが短縮
され、需要が増大する各種の多量のディスクの表面検査
に対応できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、検査光としてマルチ
モードレーザを使用し、各種のディスクの表面を検査す
る方法に関する。
モードレーザを使用し、各種のディスクの表面を検査す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ＩＣの素材ウエハや、記録媒体の
磁気ディスクまたはその素材のガラスディスクなどの各
種のディスクは、表面に欠陥や付着異物（本稿では便宜
上、両者を一括して単に欠陥という）があると品質が低
下するので、光学式の表面検査装置により検査されてい
る。光学式の表面検査方法は、ディスクの表面にレーザ
のスポットを照射して走査し、欠陥の散乱光を受光して
検査するもので、欠陥の検出原理は基本的には各種のデ
ィスクに対して同一である。
磁気ディスクまたはその素材のガラスディスクなどの各
種のディスクは、表面に欠陥や付着異物（本稿では便宜
上、両者を一括して単に欠陥という）があると品質が低
下するので、光学式の表面検査装置により検査されてい
る。光学式の表面検査方法は、ディスクの表面にレーザ
のスポットを照射して走査し、欠陥の散乱光を受光して
検査するもので、欠陥の検出原理は基本的には各種のデ
ィスクに対して同一である。
【０００３】図３は例として、磁気ディスクに対する表
面検査装置の構成を示す。ディスク１はスピンドル２に
装着されて回転し、その表面に対して、投光系３のレー
ザ光源31よりのレーザビームＬT が集束レンズ32により
スポットＳに集束されて照射され、表面が円周方向に走
査される。表面によるスポットＳの正反射光ＬR ととも
に、欠陥による散乱光Ｌs が受光系４の集光レンズ41に
より集光される。これらはハーフミラー42により分割さ
れ、その一方は、孔板43により正反射光ＬR が選択され
て受光器44に受光され、他方は空間フィルタ45により散
乱光Ｌs が選択されて受光器46に受光され、両受光器の
出力信号により欠陥が検出され、検出信号は図示しない
データ処理部により処理されて欠陥データが出力され
る。
面検査装置の構成を示す。ディスク１はスピンドル２に
装着されて回転し、その表面に対して、投光系３のレー
ザ光源31よりのレーザビームＬT が集束レンズ32により
スポットＳに集束されて照射され、表面が円周方向に走
査される。表面によるスポットＳの正反射光ＬR ととも
に、欠陥による散乱光Ｌs が受光系４の集光レンズ41に
より集光される。これらはハーフミラー42により分割さ
れ、その一方は、孔板43により正反射光ＬR が選択され
て受光器44に受光され、他方は空間フィルタ45により散
乱光Ｌs が選択されて受光器46に受光され、両受光器の
出力信号により欠陥が検出され、検出信号は図示しない
データ処理部により処理されて欠陥データが出力され
る。
【０００４】上記の検査装置の欠陥に対する検出性能
は、レーザのスポットＳの強度に依存し、強度はスポッ
トＳの面積に反比例する。レーザ光源31には半導体レー
ザ素子とガスレーザ管があるが、検出性能を向上するた
め、レーザビームを微小なスポットに絞り込むことが可
能なガスレーザ管が適当とされ、強度分布に１個のピー
ク点を有する単一モード型とよばれるヘリウムネオン
（ＨｅＮｅ）のガスレーザ管が使用され、そのレーザビ
ームを集束レンズにより数十μｍのスポット径に集束し
てディスク１の表面が走査されている。図４は単一モー
ド型のスポットＳs の強度分布を示すもので、横軸をス
ポットＳs の半径ｒとすると、強度はその中心でピーク
を示し、半径ｒが増加するに伴って漸次低下し、いわゆ
るガウス分布をなしている。ピークの比強度を１とし、
その１／２に対応する幅（半値幅）がスポット径φs と
定義されている。表面検査において、このスポット径φ
s のピッチで表面を走査すると、比強度が０．５〜１．
０の間を変動して強度または検出感度のムラが過大とな
るため、上記の検査装置においては、図示点線のように
φs ／２のピッチでオーバラップ走査がなされている。
は、レーザのスポットＳの強度に依存し、強度はスポッ
トＳの面積に反比例する。レーザ光源31には半導体レー
ザ素子とガスレーザ管があるが、検出性能を向上するた
め、レーザビームを微小なスポットに絞り込むことが可
能なガスレーザ管が適当とされ、強度分布に１個のピー
ク点を有する単一モード型とよばれるヘリウムネオン
（ＨｅＮｅ）のガスレーザ管が使用され、そのレーザビ
ームを集束レンズにより数十μｍのスポット径に集束し
てディスク１の表面が走査されている。図４は単一モー
ド型のスポットＳs の強度分布を示すもので、横軸をス
ポットＳs の半径ｒとすると、強度はその中心でピーク
を示し、半径ｒが増加するに伴って漸次低下し、いわゆ
るガウス分布をなしている。ピークの比強度を１とし、
その１／２に対応する幅（半値幅）がスポット径φs と
定義されている。表面検査において、このスポット径φ
s のピッチで表面を走査すると、比強度が０．５〜１．
０の間を変動して強度または検出感度のムラが過大とな
るため、上記の検査装置においては、図示点線のように
φs ／２のピッチでオーバラップ走査がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】最近におけるディスク
の需要の増加に対応して、多量のディスクを迅速に検査
するには、検査のタクトタイムを短縮することが必要で
ある。上記の検査装置のタクトタイムは、ディスクのサ
イズを一定とし、ハンドリング時間を除けば、その回転
速度と走査ピッチのそれぞれに反比例する。回転速度は
すでに限度に達しているので、さらに増加することは困
難である。また、レーザビームをシリンドリカルレンズ
により楕円形のスポットに集束して、走査ピッチを拡大
する方法があるが、強度が低下するために利点が少な
い。さて、前記したようにレーザ光源31にはピーク点が
１個の単一モード型が使用されているが、これに対して
マルチモード型のガスレーザ管があり、このものは内蔵
する共振器の構造などにより、複数のピーク点を有する
レーザビームを発振して出力する。図５はＴＥＭ02モー
ドのマルチビームを説明するもので、ビームの直角断面
は、図示のように３個の擬楕円形のビームが１列に並ん
でおり、その強度分布は３個の単一モード波形の裾部分
が重なり合った波形をなしている。各単一モードの強度
は前記した図４の場合と同様のガウス分布をなし、従っ
てマルチモードの両裾の強度はガウス分布をなし、ピー
ク強度に対する半値幅がビーム径φm である。なお、Ｔ
ＥＭ03モードの場合は４個のピークが１列に並び、ＴＥ
Ｍ12モードの場合は２個×３個のピーク配列となるな
ど、各種のモードがあり、ＴＥＭ00は単一モードを表
す。マルチモード型のガスレーザ管は、同一形状寸法の
単一モード型に比較して出力パワーが大きく、例えばＴ
ＥＭ02の場合は、強度（単位面積当たり）が単一モード
と同一で、長径が２倍以上のスポットＳm が形成され
る。そこで前記の検査装置のレーザ光源として、適当な
モードのマルチモード型のガスレーザ管を使用すれば、
走査ピッチが拡大されてタクトタイムを短縮することが
できる。この発明は上記に考えによりなされたもので、
検査のタクトタイムを短縮するために、ディスクの表面
をマルチモードレーザにより走査する検査方法を提供す
ることを目的とする。
の需要の増加に対応して、多量のディスクを迅速に検査
するには、検査のタクトタイムを短縮することが必要で
ある。上記の検査装置のタクトタイムは、ディスクのサ
イズを一定とし、ハンドリング時間を除けば、その回転
速度と走査ピッチのそれぞれに反比例する。回転速度は
すでに限度に達しているので、さらに増加することは困
難である。また、レーザビームをシリンドリカルレンズ
により楕円形のスポットに集束して、走査ピッチを拡大
する方法があるが、強度が低下するために利点が少な
い。さて、前記したようにレーザ光源31にはピーク点が
１個の単一モード型が使用されているが、これに対して
マルチモード型のガスレーザ管があり、このものは内蔵
する共振器の構造などにより、複数のピーク点を有する
レーザビームを発振して出力する。図５はＴＥＭ02モー
ドのマルチビームを説明するもので、ビームの直角断面
は、図示のように３個の擬楕円形のビームが１列に並ん
でおり、その強度分布は３個の単一モード波形の裾部分
が重なり合った波形をなしている。各単一モードの強度
は前記した図４の場合と同様のガウス分布をなし、従っ
てマルチモードの両裾の強度はガウス分布をなし、ピー
ク強度に対する半値幅がビーム径φm である。なお、Ｔ
ＥＭ03モードの場合は４個のピークが１列に並び、ＴＥ
Ｍ12モードの場合は２個×３個のピーク配列となるな
ど、各種のモードがあり、ＴＥＭ00は単一モードを表
す。マルチモード型のガスレーザ管は、同一形状寸法の
単一モード型に比較して出力パワーが大きく、例えばＴ
ＥＭ02の場合は、強度（単位面積当たり）が単一モード
と同一で、長径が２倍以上のスポットＳm が形成され
る。そこで前記の検査装置のレーザ光源として、適当な
モードのマルチモード型のガスレーザ管を使用すれば、
走査ピッチが拡大されてタクトタイムを短縮することが
できる。この発明は上記に考えによりなされたもので、
検査のタクトタイムを短縮するために、ディスクの表面
をマルチモードレーザにより走査する検査方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明はマルチモード
レーザによるディスク表面検査方法であって、前記の表
面検査装置において、マルチモード型のガスレーザ管を
レーザ光源とし、これが出力するマルチモードビームを
集束レンズにより集束し、集束されたスポットを回転す
るディスクの表面に対して照射し、スポットの強度分布
の両側の裾部分をオーバラップして円周方向に逐次走査
して検査するものである。
レーザによるディスク表面検査方法であって、前記の表
面検査装置において、マルチモード型のガスレーザ管を
レーザ光源とし、これが出力するマルチモードビームを
集束レンズにより集束し、集束されたスポットを回転す
るディスクの表面に対して照射し、スポットの強度分布
の両側の裾部分をオーバラップして円周方向に逐次走査
して検査するものである。
【０００７】
【作用】この発明によるディスク表面検査方法において
は、マルチモード型のガスレーザ管が出力するマルチモ
ードビームが、集束レンズによりスポットに集束され、
これを回転するディスクの表面に照射して円周方向に逐
次に走査する。走査はスポットの強度分布の両側の裾部
分がオーバラップするピッチでなされるので、強度ムラ
が少なく、またマルチモードのスポットは単一モードに
比較して同一強度で直径が大きく、従って検出性能が低
下することなく走査ピッチが拡大され、検査のタクトタ
イムが短縮される。
は、マルチモード型のガスレーザ管が出力するマルチモ
ードビームが、集束レンズによりスポットに集束され、
これを回転するディスクの表面に照射して円周方向に逐
次に走査する。走査はスポットの強度分布の両側の裾部
分がオーバラップするピッチでなされるので、強度ムラ
が少なく、またマルチモードのスポットは単一モードに
比較して同一強度で直径が大きく、従って検出性能が低
下することなく走査ピッチが拡大され、検査のタクトタ
イムが短縮される。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す。前記した
図３と同様に、ディスク１はスピンドル２に装着されて
回転する。また受光系４も図３と同一とし、投光系３の
レーザ光源51は、従来の単一型のＨｅＮｅ管を、同一形
状寸法の例えばＴＥＭ02モードのマルチ型に置き換え、
集光レンズ32は従来のままとする。レーザ光源51よりの
マルチモードビームＬT は、集束レンズ32により直径φ
mのレーザスポットＳm に集束され、このスポットＳm
を回転するディスク１の表面に照射し、その両側の裾部
分をオーバラップして走査する。表面の正反射光ＬR と
欠陥の散乱光Ｌs を受光系４に受光して欠陥が検出され
ることは従来と同様である。
図３と同様に、ディスク１はスピンドル２に装着されて
回転する。また受光系４も図３と同一とし、投光系３の
レーザ光源51は、従来の単一型のＨｅＮｅ管を、同一形
状寸法の例えばＴＥＭ02モードのマルチ型に置き換え、
集光レンズ32は従来のままとする。レーザ光源51よりの
マルチモードビームＬT は、集束レンズ32により直径φ
mのレーザスポットＳm に集束され、このスポットＳm
を回転するディスク１の表面に照射し、その両側の裾部
分をオーバラップして走査する。表面の正反射光ＬR と
欠陥の散乱光Ｌs を受光系４に受光して欠陥が検出され
ることは従来と同様である。
【０００９】図２はオーバラップ走査を説明するもの
で、(a) において、スポットＳm の断面は長円形をな
し、その長軸を走査と直角方向として円周方向にオーバ
ラップ走査する。(b) はスポットＳm の長軸方向におけ
る比強度を示し、３個のピーク波形の両裾に対する半値
幅がスポット径φm である。(a),(b) の実線と点線は隣
接する走査を示し、両者は裾部分が互いにオーバラップ
しているので強度ムラによる計測エラーは問題となら
ず、走査ピッチはほぼ（２／３）φm である。スポット
径φm は単一モードのスポット径φs の約２倍あり、そ
の走査ピッチはφs ／２であるから、走査時間は約３／
８の大幅に短縮される。以上に対して数値的な一例を述
べると、単一モードのスポット径φs を７０μｍとする
と走査ピッチは３５μｍ、またマルチモードのスポット
径φm を１４０μｍとする走査ピッチは９４μｍであ
る。ディスクの走査回転数をｎとし、例えば３．５イン
チディスクの場合、その有効半径は２２ｍｍで、ｎは単
一モードが約６３０、マルチモードは約２２０であり、
回転速度を６０／秒とすれば走査時間は前者は１０．５
秒、後者は３．８秒となってタクトタイムは約３／８に
短縮される。
で、(a) において、スポットＳm の断面は長円形をな
し、その長軸を走査と直角方向として円周方向にオーバ
ラップ走査する。(b) はスポットＳm の長軸方向におけ
る比強度を示し、３個のピーク波形の両裾に対する半値
幅がスポット径φm である。(a),(b) の実線と点線は隣
接する走査を示し、両者は裾部分が互いにオーバラップ
しているので強度ムラによる計測エラーは問題となら
ず、走査ピッチはほぼ（２／３）φm である。スポット
径φm は単一モードのスポット径φs の約２倍あり、そ
の走査ピッチはφs ／２であるから、走査時間は約３／
８の大幅に短縮される。以上に対して数値的な一例を述
べると、単一モードのスポット径φs を７０μｍとする
と走査ピッチは３５μｍ、またマルチモードのスポット
径φm を１４０μｍとする走査ピッチは９４μｍであ
る。ディスクの走査回転数をｎとし、例えば３．５イン
チディスクの場合、その有効半径は２２ｍｍで、ｎは単
一モードが約６３０、マルチモードは約２２０であり、
回転速度を６０／秒とすれば走査時間は前者は１０．５
秒、後者は３．８秒となってタクトタイムは約３／８に
短縮される。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による表
面検査方法においては、レーザ光源にマルチモード型の
ガスレーザ管を使用し、そのマルチモードビームをスポ
ットに集束して回転するディスクの表面を照射し、スポ
ットの強度分布の両側の裾部分をオーバラップして走査
するもので、従来の単一モード型のレーザスポットに比
較して、検出性能が低下することなく検査のタクトタイ
ムが大幅に短縮され、各種の多量のディスクを迅速に検
査できる効果には大きいものがある。
面検査方法においては、レーザ光源にマルチモード型の
ガスレーザ管を使用し、そのマルチモードビームをスポ
ットに集束して回転するディスクの表面を照射し、スポ
ットの強度分布の両側の裾部分をオーバラップして走査
するもので、従来の単一モード型のレーザスポットに比
較して、検出性能が低下することなく検査のタクトタイ
ムが大幅に短縮され、各種の多量のディスクを迅速に検
査できる効果には大きいものがある。
【図１】 この発明の一実施例における表面検査装置の
構成図を示す。
構成図を示す。
【図２】 図１に対するオーバラップ走査の説明図であ
る。
る。
【図３】 従来の磁気ディスクの表面検査装置の構成図
である。
である。
【図４】 単一モード型のスポットＳs の強度分布の説
明図である。
明図である。
【図５】 ＴＥＭ02モードのマルチビームの断面と強度
分布曲線を示す。
分布曲線を示す。
１…磁気ディスク、２…スピンドル、３…投光系、４…
受光系、31…単一モード型ガスレーザ管によるレーザ光
源、32…集束レンズ、51…マルチモード型ガスレーザ管
によるレーザ光源、ＬT …レーザビーム、ＬR …表面の
正反射光、Ｌs …欠陥の散乱光、Ｓs …単一ビームのス
ポット、Ｓm …マルチビームのスポット、φs …単一ビ
ームのスポット径、φm …マルチビームのスポット径。
受光系、31…単一モード型ガスレーザ管によるレーザ光
源、32…集束レンズ、51…マルチモード型ガスレーザ管
によるレーザ光源、ＬT …レーザビーム、ＬR …表面の
正反射光、Ｌs …欠陥の散乱光、Ｓs …単一ビームのス
ポット、Ｓm …マルチビームのスポット、φs …単一ビ
ームのスポット径、φm …マルチビームのスポット径。
Claims (1)
- 【請求項１】 スピンドルに装着されて回転するディス
クの表面に対して、レーザ光源のレーザビームを集束レ
ンズによりスポットに集束して照射し、該表面を円周方
向に走査して該表面に存在する欠陥を検査する表面検査
装置において、マルチモード型のガスレーザ管を前記レ
ーザ光源とし、該レーザ光源の出力するマルチモードビ
ームを前記集束レンズにより集束し、該集束されたスポ
ットを前記ディスクの表面に照射し、該スポットの強度
分布の両側の裾部分をオーバラップして円周方向に逐次
走査し、前記表面を検査することを特徴とする、マルチ
モードレーザによるディスク表面検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6938393A JPH06258246A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | マルチモードレーザによるディスク表面検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6938393A JPH06258246A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | マルチモードレーザによるディスク表面検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258246A true JPH06258246A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=13401011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6938393A Pending JPH06258246A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | マルチモードレーザによるディスク表面検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258246A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005024327A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Topcon Corp | 表面検査方法および表面検査装置 |
| JP2011137721A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Hitachi High-Technologies Corp | 光学式磁気ディスク欠陥検査方法及びその装置 |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP6938393A patent/JPH06258246A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005024327A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Topcon Corp | 表面検査方法および表面検査装置 |
| JP2011137721A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Hitachi High-Technologies Corp | 光学式磁気ディスク欠陥検査方法及びその装置 |
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